近些年來(lái)，隨著水源污染嚴(yán)重、水質(zhì)不斷惡化和飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，人們開(kāi)始研究一些新技術(shù)強(qiáng)化常規(guī)處理工藝或發(fā)展飲用水深度處理技術(shù)。目前應(yīng)用較多給水深度處理工藝有活性炭吸附、臭氧氧化、臭氧和活性炭聯(lián)用、臭氧**氧化技術(shù)、生物活性炭、膜過(guò)濾技術(shù)等。在此筆者結(jié)合大量的實(shí)驗(yàn)研究，僅對(duì)強(qiáng)化常規(guī)給水處理工藝（包括強(qiáng)化混凝、強(qiáng)化沉淀與onclick="g('氣浮');">氣浮和強(qiáng)化過(guò)濾）、化學(xué)預(yù)氧化（預(yù)臭氧化、高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化）和臭氧氧化與臭氧**氧化技術(shù)等發(fā)展情況作以簡(jiǎn)要論述。

　　 【強(qiáng)化混凝技術(shù)】

　　常規(guī)給水處理工藝中對(duì)有機(jī)物去除起主要作用的是混凝工藝，其去除有機(jī)物的機(jī)理主要分三個(gè)方面：帶正電的金屬離子和帶負(fù)電的有機(jī)物膠體發(fā)生電中和而脫穩(wěn)凝聚；二是金屬離子與溶解性有機(jī)物分子形成不溶性復(fù)合物而沉淀；三是有機(jī)物在絮體表面的物理化學(xué)吸附。影響混凝效果的因素很多：混凝劑的種類(lèi)、混凝劑的投加量、原水水質(zhì)、混凝pH值、堿度、混凝攪拌程度以及混凝劑與助凝劑的投加順序等。強(qiáng)化混凝就是通過(guò)采取一定措施，確定混凝的*佳條件，發(fā)揮混凝的*佳效果，盡可能地去除能被混凝階段能夠去除的成分，特別是有機(jī)成分。

　　由于近年水源受有機(jī)物污染嚴(yán)重，高濃度的有機(jī)物對(duì)水中膠體產(chǎn)生很強(qiáng)的保護(hù)作用，致使常規(guī)混凝效果變差，因此為提高常規(guī)混凝效果，在保證濁度去除率的同時(shí)提高水中有機(jī)物的去除率，強(qiáng)化混凝處理無(wú)疑是一個(gè)優(yōu)選之法。Joseph等人認(rèn)為強(qiáng)化混凝是去除水中天然有機(jī)物比較經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的一種處理工藝；美國(guó)工作者普遍認(rèn)為，強(qiáng)化混凝是達(dá)到"飲用水**/**副產(chǎn)物（D/DBP）標(biāo)準(zhǔn)"階段要求和控制飲用水中天然有機(jī)物(NOM)的*佳方法之一；我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，某些強(qiáng)化混凝技術(shù)能有效地去除天然水中的有機(jī)物和藻類(lèi)，并可降低水中剩余鋁的濃度。

　　強(qiáng)化混凝技術(shù)首先要根據(jù)水質(zhì)情況篩選優(yōu)化確定混凝劑的種類(lèi)和投量。目前水廠(chǎng)使用的混凝劑大致有三種：鋁鹽Al(III)、鐵鹽Fe(III)以及人工合成的有機(jī)陽(yáng)離子聚合混凝劑，一般鋁鹽和鐵鹽的混凝效果要優(yōu)于人工合成的混凝劑，原因是這兩種混凝劑可以按上述的混凝機(jī)理與NOM作用，而人工合成的有機(jī)陽(yáng)離子聚合混凝劑只能通過(guò)電性中和與NOM反應(yīng)，將其去除，對(duì)于鐵鹽和鋁鹽而言，前者的混凝效果優(yōu)于后者。盡管各種混凝劑的混凝效果不同，但對(duì)于確定的水質(zhì)，在原水pH值一定的條件下都會(huì)存在一個(gè)*佳投量，因此應(yīng)根據(jù)具體水質(zhì)情況優(yōu)選混凝劑，并利用混凝劑投加量與利用效率之間存在的關(guān)系確定*佳投量。投加一定量的助凝劑會(huì)強(qiáng)化混凝劑的混凝效果，黃曉東等人在使用PAC混凝同時(shí)在水中投加高分子助凝劑，結(jié)果表明有機(jī)物去除率提高了約10%，藻類(lèi)去除率也提高了10%～15%。原水pH值也是影響混凝效果的一個(gè)重要因素，通常較低的pH值有利于強(qiáng)化混凝對(duì)NOM的去除，Robert等人的研究證明，隨著pH值的下降強(qiáng)化混凝對(duì)TOC的去除率明顯升高，Gil等人的研究表明調(diào)節(jié)水源水的pH值，達(dá)到相同的混凝效果可以使混凝劑投量減少50%以上。但并不是pH值越低越好，通常*佳的pH值范圍為5.5～6.5。此外，在考慮諸多影響因素的同時(shí)，制備化學(xué)復(fù)合藥劑強(qiáng)化混凝處理也是一個(gè)新的研究方向，我們利用高錳酸鹽復(fù)合藥劑與強(qiáng)化混凝處理相結(jié)合，明顯地去除了地表水中的NOM和藻類(lèi)物質(zhì)，并降低了處理水的濁度。

　　 【強(qiáng)化沉淀與onclick="g('氣浮');">氣浮技術(shù)】

　　 沉淀和onclick="g('氣浮');">氣浮作為兩種傳統(tǒng)的水處理工藝，在給水和污水處理領(lǐng)域一直備受關(guān)注。從*早使用的自然沉淀，到混凝沉淀，以至今天的平流沉淀池、斜板沉淀池，沉淀作為一種水處理形式不斷發(fā)展完善。由于近年來(lái)水源水質(zhì)的嚴(yán)重惡化，傳統(tǒng)的沉淀處理很難達(dá)到理想的出水水質(zhì)要求，因此各種強(qiáng)化沉淀的措施相繼出現(xiàn)：優(yōu)化斜板間距、優(yōu)化沉淀區(qū)流態(tài)、優(yōu)化排泥，采用斜管代替斜板的斜管沉淀、攔截式沉淀等，即便這樣對(duì)于某些特殊原水，如低溫低濁、高藻水，強(qiáng)化沉淀也難以獲得良好的處理效果。

　　 onclick="g('氣浮');">氣浮與沉淀是兩個(gè)相反過(guò)程，因此onclick="g('氣浮');">氣浮工藝對(duì)低溫低濁、高藻類(lèi)水質(zhì)原水具有良好的處理效果。目前對(duì)于onclick="g('氣浮');">氣浮也存在許多強(qiáng)化措施，如：優(yōu)化onclick="g('氣浮');">氣浮的接觸區(qū)和分離區(qū)、優(yōu)化進(jìn)水和出水、優(yōu)化個(gè)區(qū)流態(tài)等，此外發(fā)展onclick="g('氣浮');">氣浮與預(yù)氧化結(jié)合技術(shù)、實(shí)現(xiàn)高速onclick="g('氣浮');">氣浮與多功能onclick="g('氣浮');">氣浮，能夠更好地強(qiáng)化onclick="g('氣浮');">氣浮處理。但onclick="g('氣浮');">氣浮工藝對(duì)于高濁度水或水質(zhì)變化較大的水效果不理想。

　　 沉淀—onclick="g('氣浮');">氣浮固液分離工藝就是針對(duì)沉淀和onclick="g('氣浮');">氣浮兩種處理工藝各自存在的弊端，而提出的一種新工藝，以沉淀為主、onclick="g('氣浮');">氣浮為輔，發(fā)揮了沉淀和onclick="g('氣浮');">氣浮各自的優(yōu)點(diǎn)，工藝的適應(yīng)性較強(qiáng)，已在國(guó)內(nèi)許多水廠(chǎng)中得以應(yīng)用，但目前對(duì)其機(jī)理和設(shè)計(jì)思想的探討研究尚沒(méi)有深入的研究報(bào)道。由于沉淀和onclick="g('氣浮');">氣浮各自的運(yùn)行機(jī)理截然不同，實(shí)踐表明，這種工藝也存在很多問(wèn)題，如：運(yùn)行過(guò)程中的“跑礬花”現(xiàn)象，配水不均，排泥效果差以及工藝構(gòu)造不合理等等，因此必須對(duì)其機(jī)理進(jìn)行深入的分析研究，以達(dá)到*佳的處理效果。

　　我們針對(duì)低溫低濁、高藻、高色水以及雨季時(shí)受地表徑流影響出現(xiàn)的突然高濁或持續(xù)高濁現(xiàn)象的原水水質(zhì)問(wèn)題，對(duì)原有的沉淀—onclick="g('氣浮');">氣浮處理工藝及其機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，建立一種新型的onclick="g('氣浮');">氣浮—沉淀固液分離處理工藝，來(lái)解決原有工藝存在的問(wèn)題，并獲得良好的處理效果。通過(guò)與實(shí)際工藝系統(tǒng)長(zhǎng)期的對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究得出，對(duì)于相同或相近的水質(zhì)原水，新型onclick="g('氣浮');">氣浮—沉淀固液分離工藝模型對(duì)濁度的平均去除率可提高10～20%；即使對(duì)于低溫低濁水質(zhì)原水，實(shí)際工藝系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)濁度高于原水的情況下，試驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵部杀ＷC70～80%的濁度去除率；而且對(duì)水中有機(jī)物的去除率也達(dá)到了60～80%，可見(jiàn)新型onclick="g('氣浮');">氣浮-沉淀固液分離工藝處理效果要明顯優(yōu)于原有沉淀-onclick="g('氣浮');">氣浮工藝系統(tǒng)。

　　 【強(qiáng)化過(guò)濾技術(shù)】

　　混凝和過(guò)濾是常規(guī)給水處理工藝去除原水中有機(jī)污染物的兩個(gè)主要工序。通常混凝沉淀后水的水質(zhì)與未經(jīng)處理的原水水質(zhì)大不相同，混凝沉淀過(guò)程去除了大部分的水中天然有機(jī)物，與此同時(shí)提高了水中溶解性有機(jī)物的含量，并使水中殘留有少量的混凝劑，出現(xiàn)剩余鋁濃度超標(biāo)問(wèn)題，可以說(shuō)過(guò)濾是常規(guī)凈水系統(tǒng)中控制出水水質(zhì)的關(guān)鍵工序。目前多數(shù)水廠(chǎng)采用廉價(jià)的石英砂作為濾料對(duì)水進(jìn)行過(guò)濾處理，由于石英砂的凈水機(jī)理主要是采用機(jī)械截留作用，對(duì)水中的onclick="g('懸浮物');">懸浮物具有比較好的去除效果，而對(duì)溶解性污染物，如重金屬離子、溶解性有機(jī)物等幾乎沒(méi)有去除作用，因此為了改善濾池處理效果，確保供水水質(zhì)，必須對(duì)濾池系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)化改進(jìn)。

　　對(duì)于過(guò)濾工藝采取強(qiáng)化措施是多方面的，可以對(duì)濾速進(jìn)行控制、使用新型濾池、用多層濾料代替單層濾料以及投加助濾劑等等。由于強(qiáng)化過(guò)濾技術(shù)的關(guān)鍵是濾料，因此絕大多數(shù)工作都是針對(duì)強(qiáng)化濾料展開(kāi)的，研制優(yōu)于傳統(tǒng)濾料的過(guò)濾介質(zhì)，可以改善整個(gè)水廠(chǎng)的制水工藝，提高出水水質(zhì)，目前國(guó)內(nèi)外研制的各種新型濾料都是朝著改善濾料表面特性的方向努力，用物理或化學(xué)方法對(duì)傳統(tǒng)濾料進(jìn)行改性，改善其表面結(jié)構(gòu)和性能，來(lái)提高濾料的截污能力。常用的改性劑多為鋁鹽、鐵鹽、錳鹽以及這幾種金屬的氧化物等。

　　實(shí)踐表明，改性濾料能充分地發(fā)揮在濾料表面增加巨大的比表面積和強(qiáng)化的吸附能力，以及與水中各類(lèi)有機(jī)物、**、藻類(lèi)接觸過(guò)程中由表面涂料所產(chǎn)生的強(qiáng)化吸附和氧化凈化功能，其不但能凈化大分子和膠體有機(jī)物，同時(shí)還可以大量吸附和氧化水中各種離子（包括重金屬離子）和小分子可溶性有機(jī)物；此外我們的實(shí)驗(yàn)研究也表明，采用改性濾料強(qiáng)化過(guò)濾，出水水中剩余鋁的濃度要遠(yuǎn)低于國(guó)家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)0.2mg/L，故可達(dá)到**改善水質(zhì)的目的。

　　 【臭氧預(yù)氧化技術(shù)】

　　臭氧自1876年被發(fā)現(xiàn)具有很強(qiáng)的氧化性之后，就得到了廣泛的研究和應(yīng)用，尤其是在水處理領(lǐng)域。早在1893年荷蘭就使用臭氧進(jìn)行**，1905年法國(guó)開(kāi)始使用臭氧對(duì)飲用水進(jìn)行**，到20世紀(jì)60年代末臭氧開(kāi)始用于飲用水原水預(yù)氧化，發(fā)展到今天臭氧預(yù)氧化用于水處理過(guò)程已是比較成熟的技術(shù)，但在使用過(guò)程中仍存在很多問(wèn)題，且單獨(dú)氧化處理效果不是十分理想，仍需同其它工藝進(jìn)行結(jié)合，以體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)。

　　通常臭氧作用于水中污染物有兩種途徑，一種是直接氧化，即臭氧分子和水中的污染物直接作用。這個(gè)過(guò)程臭氧能氧化水中的一些大分子天然有機(jī)物，如腐殖酸、富里酸等；同時(shí)也能氧化一些揮發(fā)性有機(jī)污染物和一些無(wú)機(jī)污染物，如鐵、錳離子。直接氧化通常具有一定選擇性，即臭氧分子只能和水中含有不飽和鍵的有機(jī)污染物或金屬離子作用。另一種途徑是間接氧化，臭氧部分分解產(chǎn)生羥基自由基和水中有機(jī)物作用，間接氧化具有非選擇性，能夠和多種污染物反應(yīng)。

　　臭氧的強(qiáng)氧化性決定其與水中的污染物作用后可獲得不同的處理效果，因此使用臭氧預(yù)氧化的目的依水質(zhì)而異，也與使用情況有關(guān)。研究表明，臭氧預(yù)氧化對(duì)水質(zhì)的綜合作用結(jié)果取決于臭氧投量、氧化條件、原水的pH值和堿度以及水**存有機(jī)物與無(wú)機(jī)物種類(lèi)和濃度等一系列影響因素。

　　首先，臭氧預(yù)氧化可破壞水中有機(jī)物的不飽和鍵，使有機(jī)物的分子量降低，可溶解性有機(jī)物DOC的濃度升高，具體表現(xiàn)為AOC和BDOC的濃度升高，從而提高有機(jī)物的可生化性，但Ames實(shí)驗(yàn)表明部分氧化中間產(chǎn)物具有一定的致突變活性，需要提高臭氧投量來(lái)降低這些產(chǎn)物的毒性活性，此外臭氧也會(huì)將氨氧化成硝酸鹽，但中性條件下氧化速度極慢，控制溶液的pH值可以提高反應(yīng)速度。

　　其次，對(duì)于具有較高硬度和較低TOC的原水，通常在TOC含量為2.5mg/L左右、硬度與TOC比值大于250mgCaCO3/mgTOC時(shí)、低的臭氧投量（0.5～1.5mg/L）等條件下可起到助凝作用，提高混凝效果，但由于臭氧預(yù)氧化會(huì)提高水中有機(jī)酸的濃度，而部分有機(jī)酸會(huì)與混凝劑中的鐵、鋁離子絡(luò)合，從而使得濾后水中鐵或鋁的總濃度升高，故需對(duì)其采取一定措施進(jìn)行處理，以達(dá)到國(guó)家制定的生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；此外，臭氧氧化能夠滅活水中的一些致病微生物，如**、病毒、孢子等，也能夠強(qiáng)化去除藻類(lèi)物質(zhì)及其代謝產(chǎn)物，進(jìn)一步提高常規(guī)給水處理的除藻效果，并且還可去除水中含有不飽和鍵的嗅味物質(zhì)。

　　再者，對(duì)于氯化**副產(chǎn)物前質(zhì)，臭氧預(yù)氧化可對(duì)其進(jìn)行一定程度的破壞，或使之轉(zhuǎn)化成副產(chǎn)物生成勢(shì)相對(duì)較低的中間產(chǎn)物，但不可避免地也會(huì)升高一些其它物質(zhì)的副產(chǎn)物生成勢(shì)，同時(shí)產(chǎn)生一些臭氧副產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)水中溴離子濃度高時(shí)，采用臭氧預(yù)氧化工藝的水廠(chǎng)出水溴酸鹽濃度普遍升高，臭氧氧化可將原水中的溴離子氧化成溴酸鹽和次溴酸鹽，溴酸鹽本身具有致癌作用，而次溴酸鹽與氯化**副產(chǎn)物前質(zhì)作用，會(huì)生成毒性更強(qiáng)的溴代三氯甲烷，對(duì)人類(lèi)造成更大的威脅。一些歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，已經(jīng)開(kāi)始對(duì)溴酸鹽生成量進(jìn)行限定，1993年世界衛(wèi)生組織規(guī)定溴酸鹽*大允許濃度為25g/L，美國(guó)環(huán)保局則將其*大允許濃度限定為10g/L。

　　上述作用結(jié)果表明，單純使用臭氧氧化，出水水質(zhì)并不十分理想，特別是對(duì)于氨氮的去除以及出水生物穩(wěn)定性控制等，因此必須將臭氧預(yù)氧化與其它水處理工藝結(jié)合起來(lái)，如濾后采用活性炭吸附，或發(fā)展臭氧預(yù)氧化與生物活性炭聯(lián)用技術(shù)，以進(jìn)一步強(qiáng)化處理效果。

　　雖然臭氧具有比較強(qiáng)的氧化性，但是其設(shè)備投資大、運(yùn)行費(fèi)用高，即使在發(fā)達(dá)國(guó)家，臭氧仍是一種昂貴的水處理技術(shù)。我國(guó)關(guān)于臭氧預(yù)氧化方面已經(jīng)進(jìn)行了20多年的研究工作，但目前此工藝在水廠(chǎng)中的應(yīng)用仍十分有限。結(jié)合我國(guó)水源污染狀況，研究經(jīng)濟(jì)有效可行的除污染技術(shù)是十分必要的，基于此種考慮，我們開(kāi)發(fā)了高錳酸鹽預(yù)氧化除污染技術(shù)。　　

　　 【高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化技術(shù)】

　　高錳酸鉀*初的應(yīng)用主要是**、除鐵、除錳、除嗅味以及水中有機(jī)物含量的檢測(cè)上，前人對(duì)與水中微量污染物作用方面的工作研究很少，并且多數(shù)實(shí)驗(yàn)是以人工配制的溶液為目標(biāo)物，研究酸性條件下高錳酸鉀的作用效果，因此研究具有一定的局限性，為進(jìn)一步了解高錳酸鉀的氧化性質(zhì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)于1985始開(kāi)展了高錳酸鉀去除飲用水中污染物的研究工作，并提出了高錳酸鉀預(yù)氧化除污染技術(shù)，經(jīng)過(guò)十幾年的研究，在去除天然水中微量有機(jī)物、控制鹵仿和致突變物質(zhì)，以及氧化助凝等方面取得了一系列進(jìn)展，并在生產(chǎn)中得到推廣和應(yīng)用，同時(shí)系統(tǒng)地分析了高錳酸鉀除污染的作用效能與機(jī)理，為進(jìn)一步奠定研究高錳酸鹽復(fù)合藥劑提供了理論基礎(chǔ)。

　　高錳酸鹽復(fù)合藥劑是在對(duì)高錳酸鉀進(jìn)行了大量的研究基礎(chǔ)上研制得出的，該藥劑主要是以高錳酸鉀為核心、由多種組分復(fù)合而成，其充分利用了高錳酸鉀與復(fù)合藥劑中其它組分的協(xié)同作用，促進(jìn)具有很強(qiáng)氧化能力且利于除污染的中間價(jià)態(tài)介穩(wěn)產(chǎn)物和具有很強(qiáng)吸附能力的新生態(tài)水合二氧化錳的形成，將氧化和吸附有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，強(qiáng)化去除水中的有機(jī)污染物、強(qiáng)化除藻、除嗅味、除色、降低三氯甲烷生成勢(shì)和水的致突變活性等等，從很大程度上提高了高錳酸鉀對(duì)水中污染物的去除率。

　　為更加深入地研究高錳酸鹽復(fù)合藥劑的除污染效能，筆者利用此藥劑對(duì)我國(guó)污染較重的若干典型受污染飲用水源，如松花江水、黃河中游水庫(kù)水、巢湖水、太湖水、嫩江水等，展開(kāi)了系統(tǒng)的研究工作。研究表明，使用高錳酸鹽復(fù)合藥劑對(duì)實(shí)際水樣進(jìn)行預(yù)氧化處理，可顯著地去除水中多種有機(jī)污染物；并且與其它預(yù)處理工藝進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，復(fù)合藥劑對(duì)有機(jī)污染物的去除效果要明顯優(yōu)于單獨(dú)高錳酸鉀預(yù)氧化，也遠(yuǎn)優(yōu)于單純聚合氯化鋁或預(yù)氯化工藝；進(jìn)一步研究表明，采用復(fù)合藥劑預(yù)氧化代替預(yù)氯化，能夠強(qiáng)化去除藻類(lèi)以及難去除的嗅味物質(zhì)，從很大程度上改善混凝處理效果，降低濾后水色度和濁度，對(duì)于預(yù)氯化處理過(guò)程出現(xiàn)的副產(chǎn)物問(wèn)題，復(fù)合藥劑預(yù)氧化能起到一定程度的控制作用，且能夠提高對(duì)氯化**副產(chǎn)物前質(zhì)和致突變物質(zhì)的去除效果，顯著降低三氯甲烷的生成勢(shì)和水的致突變活性，同時(shí)使用PPC預(yù)氧化也不存在臭氧預(yù)氧化出現(xiàn)的溴酸鹽副產(chǎn)物問(wèn)題；對(duì)水中存在的少量重金屬，PPC投量在1.0~2.0mg/L時(shí)，去除率便可達(dá)到90%以上，對(duì)微量鉛可達(dá)100%去除；此外，考慮到使用高錳酸鹽復(fù)合藥劑進(jìn)行預(yù)氧化，向水中投加一定量的高價(jià)態(tài)錳，是否會(huì)使水中總錳濃度增加，筆者考察了復(fù)合藥劑投量、氧化時(shí)間及pH值等對(duì)預(yù)氧化工藝中總錳濃度的影響，結(jié)果表明，高錳酸鹽復(fù)合藥劑中的主劑在氧化過(guò)程中被還原為膠體二氧化錳，在混凝劑的作用下會(huì)形成密實(shí)絮體，可通過(guò)沉淀與過(guò)濾進(jìn)行分離，通常給水處理?xiàng)l件與高錳酸鹽投量范圍內(nèi)，可以保證較低的濾后水剩余錳濃度，滿(mǎn)足國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

　　上述研究結(jié)果表明，高錳酸鹽復(fù)合藥劑對(duì)于受污染的飲用水源，具有一定的處理能力，可以從多方面強(qiáng)化提高處理出水效果，但單純使用PPC，對(duì)水中氨氮的去除表現(xiàn)出一定的局限性。使用生物活性炭技術(shù)處理飲用水中的可溶性有機(jī)碳與氨氮問(wèn)題，是一種公認(rèn)的較為有效的方法，大量的文獻(xiàn)表明，臭氧氧化-生物活性炭聯(lián)用技術(shù)可以達(dá)到較為理想的處理效果。基于此，筆者以淮河流域水為對(duì)象，研究了高錳酸鹽預(yù)氧化與生物活性炭聯(lián)用的處理效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PPC預(yù)氧化能夠明顯改善生物活性炭的處理效果：水中onclick="g('COD');">CODMn與UV254的去除率可提高10%以上，氨氮的去除率可提高30%，亞硝酸鹽氮的去除率也可提高20%以上；同時(shí)對(duì)比了O3預(yù)氧化-BAC聯(lián)用與PPC預(yù)氧化-BAC聯(lián)用的處理效果，發(fā)現(xiàn)后者出水onclick="g('COD');">CODMn和氨氮濃度均低于前者，兩種處理工藝的出水均可達(dá)到國(guó)家現(xiàn)行的飲水標(biāo)準(zhǔn)。

　　可見(jiàn)，使用高錳酸鹽復(fù)合藥劑進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理，能夠顯著強(qiáng)化常規(guī)處理出水水質(zhì)，并且處理工藝不需要增加過(guò)多的設(shè)備，易于投加運(yùn)行管理，特別適于改善目前水廠(chǎng)的處理效果，因而具有較大的應(yīng)用潛力。

　　 【臭氧氧化和**氧化技術(shù)】

　　臭氧氧化及臭氧活性炭聯(lián)用技術(shù)在殺藻、除臭、除色、控制氯化**副產(chǎn)物等方面有一定的優(yōu)勢(shì)。水中大量存在的天然有機(jī)物(NOM)是氯化**副產(chǎn)物的主要來(lái)源，臭氧氧化導(dǎo)致低NOM分子量部分的增加和高分子量部分的減少，這些新生成的低分子量化合物能較好地吸附在活性炭上，但是臭氧氧化增加了有機(jī)化合物的極性而導(dǎo)致在活性炭上的吸附性能降低。另一方面，由于臭氧氧化提高了可生物降解性，在*后**步驟之前采用O3/GAC聯(lián)用方法能夠很有效地降低水中溶解性有機(jī)碳(DOC)的含量。

　　但是臭氧對(duì)于難降解物質(zhì)(ROSrefractoryorganicsubstance)的去除率低，對(duì)有機(jī)物的氧化很難達(dá)到完全礦化的程度，生成的小分子物質(zhì)在后續(xù)工藝中易形成一些副產(chǎn)物；同時(shí)含溴水臭氧氧化后溴酸鹽的生成及臭氧利用率不高等問(wèn)題也比較突出。

　　隨著水體有機(jī)污染的日益嚴(yán)重和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，**氧化技術(shù)(AdvancedOxidationProcesses,AOPs)

　　研究進(jìn)展迅速并在水處理中得到應(yīng)用。**氧化技術(shù)是指利用反應(yīng)中產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性的羥基自由基(OH-)作為主要氧化劑氧化分解和礦化水中有機(jī)物的氧化方法。

　　**氧化技術(shù)通常包括以下工藝：O3/H2O2，O3/UV，O3/催化劑(O3/CAT)，H2O2/Fe2，H2O2/Fe3，H2O2/Fe2(Fe2)/UV，H2O2/UV，O3/H2O2/UV，UV/TiO2。與其它氧化方法相比，**氧化技術(shù)有如下特點(diǎn)：產(chǎn)生大量非?；顫姷牧u基自由基(OH-)，并誘發(fā)鏈反應(yīng)；OH-無(wú)選擇性地與水中有機(jī)污染物反應(yīng)，將其礦化；OH-具有很高的反應(yīng)活性，它可與大多數(shù)有機(jī)物無(wú)選擇性地反應(yīng)(k=106-109M-1s-1)；反應(yīng)條件要求不高，一般在常溫常壓下即可進(jìn)行；**氧化既可作為單獨(dú)的處理單元，又可與其它工藝聯(lián)用；可根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)選擇某種適宜的**氧化方式。對(duì)于飲用水處理而言，**氧化技術(shù)通常用于去除臭氧難于氧化的有機(jī)物，如農(nóng)藥、洗滌劑、芳香性物質(zhì)(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)和鹵代烴類(lèi)(三氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯)等，它可以去除有機(jī)物的濃度大至幾百ppm，小至幾個(gè)ppt。由于它具有以上特點(diǎn)，故被人們稱(chēng)為“21世紀(jì)的水處理工藝”。

　　在各種**氧化技術(shù)中，臭氧催化氧化技術(shù)日益受到人們的關(guān)注。按催化劑的相態(tài)分，臭氧催化氧化可分為均相催化氧化和多相催化氧化兩類(lèi)。臭氧催化氧化的發(fā)展始于均相氧化，即向水溶液中加入金屬離子以強(qiáng)化臭氧的氧化反應(yīng)；隨后出現(xiàn)了以金屬氧化物或附著于載體上的金屬/金屬氧化物為催化劑的多相催化氧化。由于加入的催化劑或氧化劑不易回收，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較高，均相催化劑不便于實(shí)際應(yīng)用；而多相催化氧化的固體催化劑易于與水分離，便于以現(xiàn)行臭氧氧化工藝為基礎(chǔ)改造，是臭氧催化氧化的發(fā)展方向。

　　在實(shí)驗(yàn)中，臭氧催化氧化對(duì)各類(lèi)有機(jī)物有很好的去除效果。Al-Hayek等人證明，與臭氧單獨(dú)氧化相比，在催化劑Fe(Ⅲ)/Al2O3存在時(shí)，使得苯酚的臭氧化中TOC的去除增加，及促進(jìn)甲酸和馬來(lái)酸的臭氧化。Bhat和Gurol研究了針鐵礦存在時(shí)氯苯的臭氧化，發(fā)現(xiàn)臭氧催化氧化比單獨(dú)臭氧化更有效。Naydenov和Mehandjiev，Thompson等人觀(guān)察到MnO2存在時(shí)，苯和1,4-二氧雜環(huán)乙烷的水溶液臭氧化時(shí)被礦化。我們的研究工作證明，與單獨(dú)臭氧化相比，臭氧化阿特拉津時(shí)少量Mn(Ⅱ)的存在生成了MnO2導(dǎo)致阿特拉津降解量的增加。Andreozzi等人報(bào)道酸性pH時(shí)，MnO2促進(jìn)的草酸臭氧化有很大提高。Pines等人指出，金屬-TiO2/O3的混合對(duì)于親水化合物的氧化很有效，而對(duì)疏水化合物的效率很低。

　　對(duì)于臭氧催化氧化的機(jī)理，有如下三種假設(shè)。臭氧化學(xué)吸附在催化劑表面，生成活性物質(zhì)后與溶液中的有機(jī)物反應(yīng)；有機(jī)物分子化學(xué)吸附在催化劑表面，進(jìn)一步與氣相或液相臭氧反應(yīng)；臭氧和有機(jī)物分子同時(shí)產(chǎn)生化學(xué)吸附，隨后二者發(fā)生反應(yīng)。

　　雖然臭氧催化氧化在實(shí)驗(yàn)室中取得了較好的效果，但是實(shí)際應(yīng)用并不多見(jiàn)。我們?cè)谇捌诘墓ぷ髦幸延?000t/d和5000t/d的**氧化工程應(yīng)用于生產(chǎn)中，實(shí)踐證明，經(jīng)過(guò)臭氧催化氧化工藝，水的onclick="g('COD');">COD降低、Ames試驗(yàn)顯示致突變活性下降。

　　 從在水處理工藝中的應(yīng)用角度來(lái)看，臭氧催化氧化有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　 ①能夠顯著地降低水中農(nóng)藥、***干擾物質(zhì)、致突變物質(zhì)的濃度，除嗅除味；

　　 ②充分地利用剩余臭氧，強(qiáng)化分解水中有機(jī)物，降低尾氣中臭氧含量；

　　 ③提高臭氧轉(zhuǎn)移效率；

　　 ④降低臭氧投量；

　　 ⑤既適合現(xiàn)有水廠(chǎng)改造（改造接觸池）、也適合新水廠(chǎng)建設(shè)（建催化氧化池）。

　　 但是仍有一些問(wèn)題值得注意：

　　 ①若水中含有大量自由基捕獲劑(CO32-、HCO3-、H2PO4-、HPO42-等)將降低羥基自由基的作用；

　　 ②羥基自由基會(huì)與水中天然有機(jī)物反應(yīng)，從而減少其對(duì)其它難氧化物質(zhì)的去除；

　　 ③催化劑的選擇與污染物的性質(zhì)密切相關(guān)，需通過(guò)實(shí)驗(yàn)選取*適合的催化劑。

　　 【展望】

　　 (1) 我國(guó)飲用水源受污染率較高，由于污水處理率很低，非點(diǎn)源的污染日益突出，可能將成為主要污染源，因此在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，強(qiáng)化受污染水的處理將會(huì)是給水處理的主要問(wèn)題。

　　(2)加強(qiáng)對(duì)水資源保護(hù)的同時(shí)，增加受污染水處理的研究力度，提高飲用水水質(zhì)；采用多級(jí)屏障的思想，在強(qiáng)化混凝、沉淀、過(guò)濾、**的同時(shí)，利用化學(xué)、生物、吸附等過(guò)程強(qiáng)化水質(zhì)凈化，從全過(guò)程控制水質(zhì)。