饮用水水源遭受有机污染现象日趋普遍和严重,传统净水工艺难以满足生产合格饮用水的要求。本文综了受污染水源水中有机物的来源、分类,饮用水水质标准的发展和饮用水处理技术特别是微生物处理技术的进展。饮用水水源遭受有机污染现象日趋普遍和严重,传统净水工艺难以满足生产合格饮用水的要求。本文综了受污染水源水中有机物的来源、分类,饮用水水质标准的发展和饮用水处理技术特别是微生物处理技术的进展。饮用水水源遭受有机污染现象日趋普遍和严重,传统净水工艺难以满足生产合格饮用水的要求。本文综了受污染水源水中有机物的来源、分类,饮用水水质标准的发展和饮用水处理技术特别是微生物处理技术的进展。
饮用水水源 污染现象日趋普遍和严重
由于工业高速发展和城市的加速,产生了大量的工业污水和生活污水,而我国城市污水处理厂的年处理率仅为2.43%,绝大部分污水直接排入水体,致使82%的水域和93%的城市地下水源被污染,水源水质明显恶化。据调查,全国430个城市有90%以上的饮用水源遭受到不同程度的污染,造成经济损失达377亿元。
饮用水水源的污染,导致水处理成本急剧增加,用常规处理方法难以生产出符合饮用水水质标准的水,供水有异味、异臭、口感不适。水中有机物是消毒副产物的前体,致使水的安全性受到影响,Ames致突变实验呈现阳性。
水中有机污染物的来源、分类和影响
国内和国外的统计资料都表明水源水中的污染物主要来自有机物,这与工业化进程在20世纪高速发展息息相关,水体中的有机物来源于两个方面:一是外界向水体中排放的有机物;二是生长在水体中的生物群体产生的有机物以及水体底泥释放的有机物。前者包括地面径流和浅层地下水从土壤中渗沥出的有机物,主要是腐植质、农药、杀虫剂、化肥及城市污水和工业废水向水体排放的有机物、大气降水携带的有机物、水面养殖投加的有机物、各种事故排放的有机物等。后者一般情况下在总的有机物中所占的比例很小,但是对于富营养化水体,如湖泊,水库,则是不可忽略的因素。
水源水中的有机物大致可分为两类:一类是天然有机物(NOM),包括腐殖质、微生物分秘物、溶解的植物组织和动物的废弃物;另一类是人工合成的有机物(SOC),包括农药、商业用途的合成物及一些工业废弃物。
天然有机物
天然有机物主要是指动植物在自然循环过程中经腐烂分解所产生的大分子有机物,其中腐殖质在地面水源中含量最高,是水体色度的主要成分,占有机物总量的60%~90%。饮用水处理中,它是主要去除的对象。腐殖质是一类含酚羟基、羧基、醇羟基等多种宫能团的大分子聚合物,分子量在102~106范围内,其中50%~60%是碳水化合物及其关联物质,10%~30%是木制素及其衍生物,1%~3%是蛋白质及其衍生物。腐殖质在水中的形态可分为酸不溶但碱溶的腐质酸(HA),酸溶但碱不溶的富里酸(FA),既不溶于酸也不溶于碱的胡敏酸,三种组分在结构上相似,但在分子量和官能团含量上有较大的区别。
腐殖质在天然水体中表现为带负电荷的大分子有机物,具有与水中大多数成分进行离子交换和络合的特性,这样使本来难溶与水的元素和微污染有机物在水环境中增大了溶解度,促使其迁移能力增强,分布范围更为广泛。另一方面,腐殖质已经被证明是多种消毒副产物(DBPS)的前体,是导致饮用水致突变活性增加的主要因素。去除腐殖质的主要方法有膜滤、混凝沉淀、臭氧氧化、活性炭(GAC)吸附及生物降解等。
水体中天然有机物中的非腐殖质部分,以前被引用水处理界所忽视,被认为对出水水质没有什么影响,但是近年来的研究表明,消毒副产物的前体中有相当一部分是来自水中的非腐殖质部分的天然有机物。按DOC计算,与腐殖质部分的天然有机物形成的消毒副产物相比,二者比例接近。贺北平博的研究表明,水中的非腐殖质部分的天然有机物是主要的可生物降解部分,具有较强的亲水性和较低的芳香度,可能由亲水酸、蛋白质、氨基酸、糖类等组成。
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