主要水處理工藝及其對水質(zhì)的影響

1. 常規(guī)物理/化學(xué)處理工藝

這類工藝主要用于去除水中的懸浮物、膠體和部分有機(jī)物。

混凝 & 絮凝

作用：向水中投加混凝劑（如PAC），使水中難以沉淀的微小膠體和懸浮顆粒脫穩(wěn)，聚集成較大的絮凝體。

水質(zhì)變化：

濁度：大幅降低。這是其主要目的。

色度：降低（尤其對去除有色膠體有效）。

有機(jī)物：部分去除（通過共沉淀作用去除部分大分子有機(jī)物，降低UV254和COD）。

磷：有效去除（化學(xué)除磷，形成磷酸鹽沉淀）。

pH：可能略有下降（取決于混凝劑類型，如硫酸鋁水解會降低pH）。

沉淀 

作用：依靠重力使絮凝形成的礬花從水中分離。

水質(zhì)變化：主要承接混凝過程，進(jìn)一步降低濁度和懸浮物。

過濾 （如砂濾、多介質(zhì)過濾、超濾UF）

作用：讓水通過多孔濾料，截留水中更細(xì)微的懸浮物、膠體、部分細(xì)菌和病毒。

水質(zhì)變化：

濁度：進(jìn)一步降低至極低水平（<1 NTU甚至更低）。

懸浮物：幾乎完全去除。

微生物：部分去除（砂濾可去除大部分細(xì)菌和原生動物包囊；超濾UF可幾乎100%去除細(xì)菌、病毒和大分子有機(jī)物）。

2. 化學(xué)處理與軟化

這類工藝旨在調(diào)節(jié)水的化學(xué)性質(zhì)。

軟化（如石灰軟化法、離子交換法）

作用：去除水中的鈣、鎂離子，降低水的硬度。

水質(zhì)變化：

硬度：大幅降低。

堿度：可能發(fā)生變化（石灰軟化會降低碳酸鹽硬度，可能增加OH-堿度）。

TDS：離子交換法會用Na+置換Ca2+/Mg2+，TDS基本不變或略有升高；膜法軟化（如納濾NF）會降低TDS。

pH調(diào)節(jié)

作用：投加酸或堿，將水的pH值調(diào)整到所需范圍。

水質(zhì)變化：改變pH值，以滿足后續(xù)工藝要求或腐蝕控制的需要。

3. 消毒工藝

這是保證飲用水生物安全性的核心步驟。

氯消毒

作用：投加氯氣、次氯酸鈉等，殺滅水中病原微生物。

水質(zhì)變化：

微生物：大幅殺滅細(xì)菌、病毒。

余氯：引入余氯，提供持續(xù)的殺菌能力，防止管網(wǎng)二次污染。

消毒副產(chǎn)物：可能生成（如三鹵甲烷THMs、鹵乙酸HAAs），尤其當(dāng)水中有機(jī)物含量高時。

臭氧消毒

作用：強(qiáng)氧化劑，殺菌效率極高。

水質(zhì)變化：

微生物：高效殺滅所有病原體，效果優(yōu)于氯。

色度/嗅味：有效去除。

有機(jī)物：降解大分子有機(jī)物（使其變?yōu)樾》肿?，可能提高可生化性），降低COD。

無持續(xù)殺菌能力：需與氯配合使用以保證管網(wǎng)安全。

紫外線消毒

作用：利用UV-C波段紫外線破壞微生物的DNA/RNA，使其無法繁殖。

水質(zhì)變化：

微生物：高效殺滅（對隱孢子蟲等耐氯微生物特別有效）。

無化學(xué)殘留：不改變水的化學(xué)性質(zhì)，不產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物。

無持續(xù)殺菌能力。

4. 深度處理與膜技術(shù)

用于制備高品質(zhì)用水或特種需求用水。

活性炭吸附（GAC/PAC）

作用：利用活性炭的巨大比表面積吸附水中的有機(jī)物、嗅味物質(zhì)、余氯等。

水質(zhì)變化：

有機(jī)物：顯著降低TOC、COD。

嗅味：有效去除。

余氯：有效去除。

微量污染物：去除部分農(nóng)藥、內(nèi)分泌干擾物等。

反滲透 

作用：在高壓下使水透過只允許水分子通過的半透膜，幾乎去除所有雜質(zhì)。

水質(zhì)變化：

TDS/電導(dǎo)率：極大幅降低（>98%的脫鹽率），產(chǎn)出近乎純水。

離子/重金屬：幾乎完全去除。

有機(jī)物/微生物：幾乎完全去除。

pH：產(chǎn)水pH可能略低于進(jìn)水（由于溶解CO2無法被去除）。

離子交換 

作用：通過樹脂上的可交換離子與水中同性離子進(jìn)行交換，如軟化和除鹽。

水質(zhì)變化：

特定離子：選擇性去除（如軟化樹脂去除Ca2+, Mg2+；除鹽混床去除所有離子，產(chǎn)出高純水）。

TDS：根據(jù)樹脂類型，可能降低或改變離子組成。

當(dāng)然，不同工藝處理后的水質(zhì)會有顯著差異。這些工藝的選擇取決于水源水質(zhì)（原水）和最終的目標(biāo)用途（如飲用水、工業(yè)用水、循環(huán)冷卻水、排放水等）。