世界上许多地区正面临着的缺水。据世界银行的统计，全球80%的国家和地区都缺少民用和工业用淡水。随着资源成本不断上升和环保意识逐渐增强，许多企业开始运用绿色技术，降低碳排放，尽量减少废物产生。其中水处理技术就是其中非常重要的一项绿色技术。

   根据联合国统计，到2025年，三分之二的世界人口可能会面临水资源短缺，因此水处理技术将会越来越得到重视，这包括了水资源管理和污水处理。例如：在北美尤其在加拿大，水管理及污水处理设施的面临的问题十分急切。63%的目前运行的设施都在超期运行，他们的平均运行时间已经达到18.3年。其中52%污水处理设施在超期运行。在美国的干旱地区，对海水淡化技术的需求越来越高。海水淡化技术主要局限在于效率，而随着淡水的短缺，这些局限逐渐被淡化和忽视。水处理技术的发展拥有巨大的前景，许多国家都在实施水处理的政策和项目。根据全球知名增长咨询公司的预测，至2010年，全球水资源管理和污水处理技术市场规模预计将达到3，500亿美元。

   目前先进的水管理和污水处理技术及其发展趋势包括了循环用水、反渗透海水淡化和臭氧化等。例如，反渗透海水淡化技术正在迅速占领的大型设施市场，而这一领域过去主要以热工过程设备为主。处理效率的提升和渗透膜价格的回落，促使反渗透海水淡化市场在过去5年中迅速发展，现在应用反渗透海水淡化技术的已不再是小规模的工厂，大型反渗透海水淡化厂已是司空见惯。

   在污水处理方面，澳大利亚的研究人员在生物发电领域提出了一种新的旋转生物电化学接触器，这项技术能够将已经运用于污水处理行业30年的旋转生物污水处理技术的效率提高15%；此外，一种能够处理高污染废水的技术也已经问世，这种技术能够处理污染物浓度超过300，000ppm的污水，而处理成本仅有原先通过储存和化学处理方法的十分之一。这种技术目前被认为是最简单、最易于使用及经济的处理技术.

   中国目前同样也面临巨大的淡水短缺和水污染的问题。作为一个人均拥有水资源量较小的国家，必须采取措施以避免未来严重危机的发生。中国北方缺水问题极度严重，因此国家启动了浩大的“南水北调”工程，整个工程耗资达到几十亿美元，预计2050年建成。污水问题同样困扰着中国，估计有3亿人口的饮用水是被污染的。2004年至2008年，污水排放量年增长率达到18%，从482亿吨增长至572亿吨。预计在2010年，中国的污水排放将达到640亿吨。中国持续的工业化、城市化进程和经济的快速增长，是导致污水排放量连年上升的主要原因；而与此相对的是，中国的污水处理厂却基本上未能实现满负荷的运行。以2008年为例，中国污水处理厂的处理污水量仅仅达到的设计负荷的64%，主要的原因在于运营费用过高。在这种情况下，中国的污水处理行业将需要更多的投资和更先进的技术。在第11个5年计划之间（2006年至2010年），政府预计在水处理方面投入超过3000亿元。截至2009年，中国一共有1572座污水处理厂，同时2063家在建。

   随着社会经济和城市化进程的发展，水资源紧缺和水环境污染已成为本世纪全球性问题并且日趋严重。甚至有人认为：水的问题有可能超过能源问题而成为 21 世纪世界上重要的问题。因此，必须对水的问题予以高度重视。而正确掌握和合理利用现有水处理技术并研究新的水处理技术是解决水环境污染和合理利用水资源的重要途径，作为水处理工作者，更有责任直面问题，积极探索和正确把握未来水处理技术的发展动向。鉴于此，通过对我国水处理技术发展现状的回顾和当前水处理常用模式及所面临问题的分析，对我国水处理技术的发展趋势进行了展望。

l 引言

水是生命之源，人类的生产、生活一刻也离不开水。而人们的饮用水从来都是具有生存和致病两重性的。上世纪70年代人们注意到饮用水水源中的污染物种类繁多，主要含有微量的有机物、重金属离子、氨氮及放射性物质等有害污染物。随着科技和工农业生产的发展以及人类活动的频繁，新的污染物质增塑剂、洗涤剂的不断出现使全球使用的化学品超过60000种，其中70％可能对健康有害。由于纯净水是不允许添加任何防腐剂和抑菌剂，故可从工艺、技术、系列净水设备等方面对受污染的水或自来水进行深度净化，把水中的重金属、三卤甲烷、有机物、放射性物质、微生物等有害、有毒、有异味物大部分去掉，消除这些污染物质对人体健康的直接和潜在危害，消除消费者对饮用水被污染的恐慌，满足消费者对“干净水” 的要求，以其没有病毒，干净、卫生，口感好深受广大消费者的信赖。

2 纯净水生产工艺

纯净水的生产大多使用自来水和地下水作为原水，其原水中或多或少含有各种各样悬浮物质(藻类及原生物、泥沙、粘土、及其它不溶物质)、胶体物质(溶胶，如硅酸及铁、铝的某些化合物，腐植胶体等)、无机盐类和一些有机物及气体。生产饮用纯净水就是要将上述物质尽可能全部去除，使之成为高纯度的饮用水。自1988年纯净水厂在广东省建成投产至今， 已经出现了多种纯净水的生产工艺，一般来说，纯净水的生产工艺采用石英砂滤、活性炭吸附、离子交换、精滤、反渗透、臭氧杀菌等多级净化，灌装采用1000级以上空气净化装置、紫外线、臭氧三重杀菌，以及全自动洗桶、消毒、灌装、封口一体机。

3生产过程中的重要工艺

3.1 活性炭吸附分离

纯净水在灌装前都必须经过过滤，以除去水中的泥渣、悬浮物、藻类、霉菌等杂质。在水处理工艺中，活性炭处理是必需的。活性炭具有很多微孔和巨大的比表面积，凭借这些微孔对有机物的吸附作用来去除水中的致突变物质，它可降低水中TOC和THMs等，同时可去除色、嗅、味、有机氯化物、放射性有机物及其他人工合成有机物，活性炭对分子量在500—3000的有机物有十分明显的去除效果，去除率一般为70％—86.7％[1]。不足之处是由于水中天然有机物(NOM)的竞争吸附，导致对吸附效率下降以及活性炭的使用寿命不长。

3.2 臭氧氧化分离

O3是一种很强的氧化剂，它在水中发生氧化还原反应，产生氧化能力极强的单原子氧(O)和羟基自由基(OH)，瞬间杀灭水中微生物，杀菌能力是氯的600～3000倍[2]；将溶解和胶体状有机物转化为较易生物降解的有机物；将水中溶解性的铁、锰氧化成高价沉淀物使之易于去除；可将有毒有害物质氧化成无害物质；可改善嗅味、降低色度等：有些藻类的代谢物由于水体富营养化的影响，会使水有霉味或鱼腥味，若滤池之前投加少量O3，可以防止藻类和浮游植物在滤池中生长繁殖。然而，氧化法将大分子氧化成小分子后则会促进水中的再繁衍，某些分子量较高的物质如蛋白质、氨基酸和腐殖质经O3氧化后产生甲醛，其中甲醛毒性强，致病、遗传、变异。而且当水中存在Br-时，经O3氧化为BrO2-、BrO3-、CHBr3以及一些尚未确定的有机副产物。BrO3-被国际研究机构列为有可能对人体致癌的化合物。WHO建议饮用水中BrO3-含量为25ug / L。例如：美国给水中BrO3，一的含量要求不大于10ug/ L。不仅如此，O3对水中已形成的三卤甲烷几乎没有去除作用，O3氧化还可导致水中可生物降解物质的增多，使出厂水的生物稳定性降低，容易引起繁殖。这些因素的存在，使得O3很少在水处理工艺中单独使用。

3.3臭氧生物活性炭：包括预氧化和后氧化。

预氧化：①臭氧作为一种强氧化剂，能氧化分解水中的高分子有机物，如：腐植酸等，分解后的小分子有机物容易被活性炭吸附。②臭氧——同时氧化水中溶解性的锰和铁，生成难溶性的氧化物，提高砂过滤的效果，使锰、铁的去除率增加。③臭氧氧化后生成的氧气无害，而且为后面活性炭上附着的好氧菌和硝化菌提供生长的营养源，防止水体发臭。

后氧化：主要与生物活性炭联用，即O3—BAC法—一种有效的可去除各种有机物和持久性化合物的“深度处理技术”：由臭氧氧化、砂滤、活性炭吸附和生物降解等结合在一起的水处理工艺。用该工艺处理水可去除用传统的絮凝、沉淀、砂滤等方法不可能去除的可溶解成分。如：氨氮、酚以及其他有毒有害的有机物。通过生物硝化作用，将NH4+—N转化为NO3-；用臭氧处理酚，逐步氧化最终产物为CO2和H2O；预氧化产生的小分子有机物易进入活性炭微孔内部，大量中间产物(包括THMs及其前驱物)也被活性炭吸附，微生物生长在炭粒表面的大孔中，通过细胞酶的作用将某些溶解性有机物降解，可去除DOC

30％—70％，所以有机物的去除是吸附和生物降解的双重作用。还可使活性炭部分再生，明显延长了工作周期，保证了最后出水的生物稳定性。O3—BAC法的发展较为成熟，在欧洲已被广泛应用，并被公认为处理污染原水、减少饮用水中有机物浓度的技术。该项技术在我国正在逐步推广应用。目前仍有一些问题尚未解决，如臭氧氧化机理、利用臭氧更有效去除饮用水中有机物、臭氧副产物、无法去除NH4+—N硝化作用的产物NO3-，且活性炭的再生也较麻烦。