飲用水除嗅味技術的研究進展
摘要:介紹了飲用水中致嗅味物質的種類及來源，概括了國內外對飲用水中嗅味控制技術的研究進展，總結了氧化預處理、吸附預處理、生物處理等技術法對飲用水嗅味的去除效果，對今后自來水廠生產飲用水的工藝改進具有指導意義。
關鍵詞:飲用水，嗅味，研究進展，生物處理法
由于地表水水源已受到不同程度的污染，水中污染物成分越來越復雜，尤其是水體的有機污染和富營養化使水源水出現了嗅味。據了解，某些自來水廠生產的飲用水中也發現了不同程度的嗅味問題，導致消費者對自來水水質的投訴不斷增多。這證實了目前國內許多水廠采用的凈水工藝已經難以去除使自來水產生嗅味的物質，除此，突發的水質災害也給飲用水的水質安全造成隱患，威脅著人類的飲水健康。.在這種背景下，基于常規處理工藝基礎上研究的各種預處理技術和深度處理技術得到了快速發展和應用，這些技術及組合工藝在解決飲用水嗅味問題的同時，也進一步提高了飲用水的水質安全性和生物穩定性，因而在國內外得到了眾多學者的關注，成為研究的熱點。
1飲用水中的致嗅味物質及其來源
1.1致嗅物質
水中嗅味主要來源于藻類和其他水生動植物的代謝產物或分解產物，以及水中的有機物和無機物。水中致嗅有機物及生物污染物在消毒劑的作用下發生生物化學作用而產生。使飲用水產生異嗅的物質，在水中的含量一般在PPb即ug/L級。現在已經查明富營養化水體中產生嗅味的物質有十余種，主要有2-甲基異茨醇，土臭素，2-異丁基-3-甲氧基毗臻，2-異丙基-3-甲氧基毗嗦，2，4，6-三氯茵香醚和三甲基胺。這幾種化合物的嗅閡值極小，均以雌幾計。
1.2致嗅物質的來源分析
地表水源中，湖泊和水庫發生異嗅的原因主要是藻類和放線菌的生長。放線菌產生異嗅的原因是在其新陳代謝過程中分泌上臭素和2一甲基異羨醇。藻類同樣是由于新陳代謝過程中產生的發臭物使水體產生異嗅。幾乎水中所有的浮游性藻類都能產生異嗅物，如藍藻、硅藻、綠藻、金藻、渦鞭藻等。藍藻是主要的發嗅藻類之一，引起的異嗅也較強烈，它在水體中極易大量繁殖。藍藻培養中發現有土臭素和2一甲基異羨醇成分。
近年來在給水管網的“二次污染”研究中發現，由于管網中物理化學和生物化學的原因而使用戶水出現異味問題，這是由于管網水中有機營養基質的存在造成細菌的再生長，并在管壁形成生物膜。如果水中營養基質較多使細菌生長旺盛，管壁生物膜較多，老化的細菌膜和死亡的細菌分解就會使用戶水發生異嗅味。在高層水箱中由于“二次污染”或者清洗不夠，細菌和藻類微生物生長也會使飲用水出現異味。
2飲用水嗅味控制技術研究進展
2.1氧化預處理技術
用于去除嗅味的氧化劑主要有氯氣、二氧化氯、臭氧、高錳酸鉀和過氧化氫等。比較起來，臭氧是一種較為有效的除嗅劑，相關研究和應用也較多。
馬軍、李學艷等比較了幾種常見氧化劑對飲用水致嗅物質2-MIB的氧化去除效果。結果表明:當氧化時間為3h時，KMnO4，NaCIO2對水中MIB的去除效果均較差，氧化時間達到24h時效果也并沒有明顯增加，去除率最高在20%一35%之間。而臭氧卻能有效地氧化MIB，在中性及偏堿性條件下對M出的去除較好，shan之內達90%以上;在偏酸性條件下對MIB的去除率降低到60%。他們考察了PH對臭氧氧化去除MIB的影響規律，發現州在7.0一10，0條件下，隨著州值增加MIB去除率增加，但當pH達到10.0左右時，MIB的去除率反而下降;實驗進一步證明MIB的去除效果隨著自由基捕獲劑(重碳酸鹽和叔丁醇)的濃度增加而明顯地降低，說明臭氧氧化去除水中MIB主要遵循自由基作用機理。臭氧對富營養化水體產生的天然嗅味進行預氧化時，可有效地去除異嗅物質MIB。，但也有報道指出臭氧在去除由G暇1llin和2一MIB等致嗅物質產生霉臭的同時，會生成新的引起異味的化合物，產生果味、甜味等異味，還有些未知的非極性物質。一些試驗證明，富里酸是臭氧化水中產生異味的前體物。
2.2吸附預處理技術
活性炭是去除水嗅味較為有效的吸附劑，李偉光、李大鵬等進行了粉末活性炭(PA(二)去除飲用水中嗅味的試驗，結果表明R嘆二可有效地控制藻類季節性繁殖引起的水體嗅味。在原水嗅閉值較大(90)時投加40叫幾的1從C和嗅閉值較小(30)時投加20mg的PAC后，出水無異嗅、異味。研究發現進水嗅閡值有所變化，某一投量下的活性炭除嗅率基本保持不變。粉末活性炭的建設與管理費用低，但作業條件差、操作麻煩、不能再生利用，一般用于短期的間歇除嗅味處理且投加量不高時。
粒狀活性炭裝置通常置于砂濾池之后，以減輕活性炭濾池的負荷。1930年第一個使用活性炭濾池除嗅的水廠建于美國費城，目前世界上已有成百個用粒狀活性炭過濾的水廠正在運行。出于經濟的考慮，粒狀活性炭是一個更合理的選擇。有時單純用粒狀活性炭過濾不能充分除嗅，可與其他方法聯合使用，如臭氧一活性炭、生物處理等。
2.3生物處理技術
臭氧氧化和活性炭吸附具有較好的除嗅效果，但運行費用較高，而生物處理在這方面具有一定優勢。飲用水的生物處理在歐洲應用較普遍，我國正處在推廣應用階段。生物處理大多采用生物膜法，其形式主要是生物濾池。有機物和氨的生物氧化，可以降低配水系統中使微生物繁殖的有效基質，減少嗅味，降低形成氯化有機物的前體物，另外可以延長后續過濾和活性炭吸附等物化處理的使用周期和容量。生物處理后的微生物、顆粒物和微生物代謝物等都可以通過后續處理加以控制。
2.4膜濾法
超濾能去除大部分大分子天然有機物，因此可去除水中部分大分子量嗅味物質，而對中、小分子有機物，尤其是微量有機物的去除效果較差。由于土臭素和2一MIB的相對分子質量小，僅為182和168，所以超濾難以去除這兩種致嗅物質。有研究表明NaCI截留率55%的NF膜可去除土臭素80%，而截留率92%的NF膜可去除土臭素99%以上。
2.5聯合法
采用聯合法對水中的致嗅物質進行去除，同時為滿足新的“城市供水水質標準”提供了有效途徑。
過氧化氫一臭氧高級氧化工藝可以提高氧化能力，節省臭氧投加量。美國南加利弗尼亞某城市用此工藝控制水臭，試驗表明:對(沁習11in和2一MIB的去除率要求為80%一90%時，若單純用臭氧處理，投加量為41ng幾;而采用過氧化氫一臭氧工藝，過氧化氫與臭氧的比值為02時，臭氧投加量僅需Zmg幾，節省50%。吳德好研究高錳酸鉀和粉末活性炭聯用處理有土腥味和霉爛味的原水，lmg幾的高錳酸鉀和10mg幾的粉末活性炭投加量去除率平均可以達到92%以上。濾后水的G已〕slllin和MIB含量均低于其嗅闌濃度。
臭氧一活性炭聯用可以克服單獨使用臭氧或顆；钚蕴砍岬牟蛔悖岣叱嵝剩娱L活性炭的使用周期。生物處理與活性炭吸附并用亦可節省投藥量，延長活性炭的使用周期，提高除嗅效果。據日本霞浦水廠的運行經驗，采用此法比單用活性炭吸附可節省投氯量30%一50%，活性炭過濾周期由24h增加至48h，且除嗅效果顯著，接近100%。
王代平、胡海修等進一步研究了預臭氧~生物活性炭工藝(原水~預臭氧~混凝~沉淀~煤濾柱、炭濾柱~出水)和臭氧~生物活性炭工藝(原水~混凝~沉淀~煤濾柱一臭氧~炭濾柱~出水)處理含嗅味水的對比性試驗，結果表明兩工藝對致嗅味物質2-MIB的總去除率分別為9888%，95.39%，其中臭氧單元的去除率分別為82.37%，5283%;對。敷扣lin的總去除率分別99.66%，100%，臭氧單元的去除率分別為8482%，3589%。臭氧氧化2一MIB，G即nlin效果明顯，兩工藝中炭濾出水都滿足2-MIB濃度不大于4mg/l的要求。
3結語
研究水中致嗅味物質及其處理方法目前顯得非常實際而重要。從研究趨勢看，以臭氧一活性炭為主的聯合法會成為應用主流。新的GB5749一2006生活飲用水衛生標準實施后，在保護水體環境的同時，必須與時俱進地對現有水廠工藝進行合理改造，以期適應復雜多變的水源水質狀況，使水廠的出水水質滿足相應的指標要求。
參考文獻:
[1]王代平預幾一BAC工藝深度處理飲用水試驗研究(碩士論文)[D].重慶:后勤工程學院，2007.
[2]許保玖.給水處理理論「M〕.北京:中國建筑工業出版社，2000.67一70.
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