很少有水适合直接饮用。大多数水需要一定方式的处理。水污染物可分为两大类：一类是影响健康的；另一类是通过其他方式影响到水质，如气味、味道、外观或硬度（pH值）。不同来源的水质差别很大，净化方法必须适应当地的条件。因此，在确定合适的净化方法前，水必须经过分析。
1）净化方法
主要有四种方法来净化水质：过滤、反渗透、蒸馏和紫外线（UV）光。过滤是最常用的方法。有许多品种的过滤器可供选择（图2-226、图2-227）。越来越精细的过滤器可以消除越来越多的不良物质。在净化过程中不同的过滤器通常合并使用（图2-228）。原则上除了病毒外一切物质都可以被过滤掉。反渗透可以除去矿物和化学品，但无法去除气味和微生物。反渗透主要是用来净化盐水。蒸馏可以去除除了挥发性化学物质以外的一切物质。蒸馏的能耗最高，并能提供无盐无味的水。紫外线可以杀死微生物。紫外线过滤器通常被视为水质纯化的最后阶段，用来杀死残余微生物。酸性水可以通过装有石灰的储水箱被中和。给水充气可以去除硫黄气味和氡气。
（1）有害物质。危害健康的污染物可分为五类：① 微生物（细菌、病毒和寄生虫）；② 有毒金属和矿物（如重金属、硝酸盐和石棉纤维）；③ 有机污染物（有机稳定的、具有生物累积性的化学物质，如杀虫剂和除草剂）；④ 放射性粒子或气体（如氡）；⑤ 水净化过程中使用的添加剂（如氯、氟和化学沉淀物）。黄水可能由于含有有机物质（灰尘微粒）或铁导致。异味可能是由硫化合物造成的，如臭鸡蛋味可能是由于硫化氢造成的。味道会受到地表水或金属的影响，如地下水铁含量过高。pH值是非常重要的。酸性水腐蚀供水管道、供水和污水处理系统，而且较低的pH值可导致土壤、坚岩和管道中的金属析出。高pH值不会影响健康。
（2）过滤。过滤的第一个步骤是用泥沙过滤器（筛子）去除水中的微小颗粒。过滤器越好，能够去除的颗粒越小。下一步是活性炭过滤器，去除化学物质、添加剂、味道和气味物质以及氡。薄膜或陶瓷过滤器去除微生物，它们有时被称为细菌过滤器。氧化过滤器（还原—氧化作用）移除金属和矿物。大多数过滤器最终会变脏，必须及时清理或更换（图2-229）。纳米过滤器可以滤除微生物，代替氯消毒饮用水。经过常规净化阶段后，通过孔直径为1纳米的滤膜过滤。这个过程可以去除细菌和病毒以及其他有机物质。因此，在水的消毒过程中添加氯气是可以避免的。水经过高压进入系统，通过了一系列过滤器，使它完全干净。但是这种方法也有个缺点，就是需要消耗大量能源使水通过滤膜。
（3）紫外线。如果暴露在足够强的紫外线下，所有微生物，包括细菌和真菌都会死亡，因此有可能实现全面消毒（图2-230）。然而，首先必须滤除水中的全部颗粒物质，因为它们会阻止紫外线。饮用水净化中，氯气是紫外线辐射的有力竞争对手。紫外线的优点是没有化学添加剂。相对于氯气，它的缺点是没有延迟效应，因此紫外线净化系统必须在靠近用水点的附近。
（4）氡。每个国家都应该设置饮用水允许的最高氡浓度，不仅是为了成人，更主要的是为了保护儿童。规定应该同时适用于市政自来水和私人井水。氡含量高的水常见于硬岩钻井、冷泉水和从硬岩裂缝渗出水的挖井。硬岩钻井的水中氡含量过高的问题特别典型。加气可以将氡从水中去除（图2-231）。
图2-226 过滤器工作原理示意图
穿过坚硬的岩石钻的水井得到的水质通常是良好的，然而，水中可能含有氡或其他不良化学成分。当需要安装氡气过滤器时，通常也需要安装其他的过滤器。去除氡的氧气可以改变水中的化学组成。过滤器应置于室内以便于检查和维护。资料源于根据Hus&Hem 1998插图绘制
图2-227 用于净化淡水的水过滤器和采水器
图2-228 过滤器的不同组合方式
根据净化要求的不同，过滤器可以以各种方式组合起来。资料源于《饮用水手册》，科林 英格拉姆（Colin Ingram），1991
（5）臭氧。有些系统可利用相对较低的电压直接从空气中产生臭氧。这种系统结构简单，使用少量的能源，仅要求很少的维护。提取的臭氧分子是由三个氧原子连接氟组成，是最强的氧化剂。它氧化有机和无机的有毒化合物，破坏病毒、细菌、真菌和微生物寄生虫。在此过程中，臭氧本身被还原成自然氧气。目前正在发展结合了紫外光和臭氧的净化方法。大多数有毒物质似乎都可被臭氧和紫外线分解。地表臭氧对人体和动植物有损害作用，因此采用臭氧净化水要注意臭氧泄漏问题。
（6）膜过滤。膜过滤包括将溶液分成不同组成部分的半透膜分离法。液体经过膜，被分为两个部分：一部分是通过膜；另一部分是含有污染物的浓缩体。哪些物质以及多少物质通过取决于膜的特性，如材料的类型和密度。同时，化学势差对膜也是很重要的，可通过不同的方式实现，比如浓度差、压力和温度的差异，或电场。反渗透和纳米过滤需要施加额外的压力。膜蒸馏则利用温差。① 反渗透膜。反渗透法主要用于淡化海水。反渗透膜使用只允许水分子通过的膜。要净化的水被施加压力，非常小的水分子被推动穿过膜。钠和氯离子被膜去除，实际上就是过滤的过程。该方法还可消除金属离子、有机物质、细菌和灰尘微粒。唯一不能达到删除率97%的物质是氡。反渗透是一种昂贵的方法，也难以净化所有的水（图2-232）。不过，每天需要饮用和做饭所需的20—30 L水还是可以很容易净化的。反渗透净化器需要每日清洗和清洁。反渗透净化器效力强大，会消除水中对人有益的自然金属。这意味着，如果纯净的反渗透水用于饮用，需要营养均衡的饮食或补充营养品。② 膜蒸馏。膜蒸馏是一种需要两个通道和一个膜的方法。95℃的热水流在一个通道，冷水在另一个通道里。它们之间是一种Gore-Tex[6]聚四氟乙烯膜。热水释放的水蒸气可以通过膜，但水分子不能通过膜。无论生水多脏都没有关系。(www.xing528.com)
图2-229 带过滤器的私人供水净化装置
过滤器的类型当然取决于水中污染物的性质。该图显示一个通过循环和加气去除铁、锰并改善气味、味道及颜色的系统
图2-230 紫外线过滤器
扰流器用于将水搅拌入紫外灯放射箱。光电池会感应是否水量过小或紫外灯太脏无法消毒。资料源于新科技（Ny Teknik），1987年第40期
图2-231 加气装置
加气可以去除饮用水中的氡，如果加气设备无法使用，可以将水烧开或用力搅拌至少3分钟
图2-232 小型盐水净化装置
净化盐水被认为是高耗能且昂贵的。小型盐水净化装置（RO400）由伊莱克斯研制，它采用渗透技术。有三层预过滤器，以保护渗透膜和使水高速循环穿过膜表面的循环泵。污染物可被自动冲洗掉
（7）就地处理。维尔梅托德（Vyrmetoder）公司开发了一种有趣的水处理方法。Vyredox法可消除水中的铁和锰，而水仍然留在地下（图2-233）。这种净化系统包括泵井周围的一系列小水井。除气的富氧水被注入小水井，在含水层中“自然地”创建出氧化带。铁、锰被氧化后因过重而留下，只有不含这些金属的纯净水可到达泵井。氮化过程进一步发展，还可消除硝酸盐和亚硝酸盐。在氮化过程中，含有某种形式碳营养的水注入一个小水井外环。内环小井除去氮气以及氧化铁和锰。纯净的水则从中间的泵井被抽出。
图2-233 Vyredox水处理方法
Vyredox是一种使铁、锰在水井周围沉淀而水仍然停留在地面的方法。这种方法向井周围地下打入富氧水，在沉淀区产生氧化的金属离子
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