饮用水除嗅味技术的研究进展
摘要:介绍了饮用水中致嗅味物质的种类及来源，概括了国内外对饮用水中嗅味控制技术的研究进展，总结了氧化预处理、吸附预处理、生物处理等技术法对饮用水嗅味的去除效果，对今后自来水厂生产饮用水的工艺改进具有指导意义。
关键词:饮用水，嗅味，研究进展，生物处理法
由于地表水水源已受到不同程度的污染，水中污染物成分越来越复杂，尤其是水体的有机污染和富营养化使水源水出现了嗅味。据了解，某些自来水厂生产的饮用水中也发现了不同程度的嗅味问题，导致消费者对自来水水质的投诉不断增多。这证实了目前国内许多水厂采用的净水工艺已经难以去除使自来水产生嗅味的物质，除此，突发的水质灾害也给饮用水的水质安全造成隐患，威胁着人类的饮水健康。.在这种背景下，基于常规处理工艺基础上研究的各种预处理技术和深度处理技术得到了快速发展和应用，这些技术及组合工艺在解决饮用水嗅味问题的同时，也进一步提高了饮用水的水质安全性和生物稳定性，因而在国内外得到了众多学者的关注，成为研究的热点。
1饮用水中的致嗅味物质及其来源
1.1致嗅物质
水中嗅味主要来源于藻类和其他水生动植物的代谢产物或分解产物，以及水中的有机物和无机物。水中致嗅有机物及生物污染物在消毒剂的作用下发生生物化学作用而产生。使饮用水产生异嗅的物质，在水中的含量一般在PPb即ug/L级。现在已经查明富营养化水体中产生嗅味的物质有十余种，主要有2-甲基异茨醇，土臭素，2-异丁基-3-甲氧基毗臻，2-异丙基-3-甲氧基毗嗦，2，4，6-三氯茵香醚和三甲基胺。这几种化合物的嗅阂值极小，均以雌几计。
1.2致嗅物质的来源分析
地表水源中，湖泊和水库发生异嗅的原因主要是藻类和放线菌的生长。放线菌产生异嗅的原因是在其新陈代谢过程中分泌上臭素和2一甲基异羡醇。藻类同样是由于新陈代谢过程中产生的发臭物使水体产生异嗅。几乎水中所有的浮游性藻类都能产生异嗅物，如蓝藻、硅藻、绿藻、金藻、涡鞭藻等。蓝藻是主要的发嗅藻类之一，引起的异嗅也较强烈，它在水体中极易大量繁殖。蓝藻培养中发现有土臭素和2一甲基异羡醇成分。
近年来在给水管网的“二次污染”研究中发现，由于管网中物理化学和生物化学的原因而使用户水出现异味问题，这是由于管网水中有机营养基质的存在造成细菌的再生长，并在管壁形成生物膜。如果水中营养基质较多使细菌生长旺盛，管壁生物膜较多，老化的细菌膜和死亡的细菌分解就会使用户水发生异嗅味。在高层水箱中由于“二次污染”或者清洗不够，细菌和藻类微生物生长也会使饮用水出现异味。
2饮用水嗅味控制技术研究进展
2.1氧化预处理技术
用于去除嗅味的氧化剂主要有氯气、二氧化氯、臭氧、高锰酸钾和过氧化氢等。比较起来，臭氧是一种较为有效的除嗅剂，相关研究和应用也较多。
马军、李学艳等比较了几种常见氧化剂对饮用水致嗅物质2-MIB的氧化去除效果。结果表明:当氧化时间为3h时，KMnO4，NaCIO2对水中MIB的去除效果均较差，氧化时间达到24h时效果也并没有明显增加，去除率最高在20%一35%之间。而臭氧却能有效地氧化MIB，在中性及偏碱性条件下对M出的去除较好，shan之内达90%以上;在偏酸性条件下对MIB的去除率降低到60%。他们考察了PH对臭氧氧化去除MIB的影响规律，发现州在7.0一10，0条件下，随着州值增加MIB去除率增加，但当pH达到10.0左右时，MIB的去除率反而下降;实验进一步证明MIB的去除效果随着自由基捕获剂(重碳酸盐和叔丁醇)的浓度增加而明显地降低，说明臭氧氧化去除水中MIB主要遵循自由基作用机理。臭氧对富营养化水体产生的天然嗅味进行预氧化时，可有效地去除异嗅物质MIB。，但也有报道指出臭氧在去除由G暇1llin和2一MIB等致嗅物质产生霉臭的同时，会生成新的引起异味的化合物，产生果味、甜味等异味，还有些未知的非极性物质。一些试验证明，富里酸是臭氧化水中产生异味的前体物。
2.2吸附预处理技术
活性炭是去除水嗅味较为有效的吸附剂，李伟光、李大鹏等进行了粉末活性炭(PA(二)去除饮用水中嗅味的试验，结果表明R叹二可有效地控制藻类季节性繁殖引起的水体嗅味。在原水嗅闭值较大(90)时投加40叫几的1从C和嗅闭值较小(30)时投加20mg的PAC后，出水无异嗅、异味。研究发现进水嗅阂值有所变化，某一投量下的活性炭除嗅率基本保持不变。粉末活性炭的建设与管理费用低，但作业条件差、操作麻烦、不能再生利用，一般用于短期的间歇除嗅味处理且投加量不高时。
粒状活性炭装置通常置于砂滤池之后，以减轻活性炭滤池的负荷。1930年第一个使用活性炭滤池除嗅的水厂建于美国费城，目前世界上已有成百个用粒状活性炭过滤的水厂正在运行。出于经济的考虑，粒状活性炭是一个更合理的选择。有时单纯用粒状活性炭过滤不能充分除嗅，可与其他方法联合使用，如臭氧一活性炭、生物处理等。
2.3生物处理技术
臭氧氧化和活性炭吸附具有较好的除嗅效果，但运行费用较高，而生物处理在这方面具有一定优势。饮用水的生物处理在欧洲应用较普遍，我国正处在推广应用阶段。生物处理大多采用生物膜法，其形式主要是生物滤池。有机物和氨的生物氧化，可以降低配水系统中使微生物繁殖的有效基质，减少嗅味，降低形成氯化有机物的前体物，另外可以延长后续过滤和活性炭吸附等物化处理的使用周期和容量。生物处理后的微生物、颗粒物和微生物代谢物等都可以通过后续处理加以控制。
2.4膜滤法
超滤能去除大部分大分子天然有机物，因此可去除水中部分大分子量嗅味物质，而对中、小分子有机物，尤其是微量有机物的去除效果较差。由于土臭素和2一MIB的相对分子质量小，仅为182和168，所以超滤难以去除这两种致嗅物质。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联合法
采用联合法对水中的致嗅物质进行去除，同时为满足新的“城市供水水质标准”提供了有效途径。
过氧化氢一臭氧高级氧化工艺可以提高氧化能力，节省臭氧投加量。美国南加利弗尼亚某城市用此工艺控制水臭，试验表明:对(沁习11in和2一MIB的去除率要求为80%一90%时，若单纯用臭氧处理，投加量为41ng几;而采用过氧化氢一臭氧工艺，过氧化氢与臭氧的比值为02时，臭氧投加量仅需Zmg几，节省50%。吴德好研究高锰酸钾和粉末活性炭联用处理有土腥味和霉烂味的原水，lmg几的高锰酸钾和10mg几的粉末活性炭投加量去除率平均可以达到92%以上。滤后水的G已〕slllin和MIB含量均低于其嗅阑浓度。
臭氧一活性炭联用可以克服单独使用臭氧或颗粒活性炭除嗅的不足，提高除嗅效率，延长活性炭的使用周期。生物处理与活性炭吸附并用亦可节省投药量，延长活性炭的使用周期，提高除嗅效果。据日本霞浦水厂的运行经验，采用此法比单用活性炭吸附可节省投氯量30%一50%，活性炭过滤周期由24h增加至48h，且除嗅效果显著，接近100%。
王代平、胡海修等进一步研究了预臭氧~生物活性炭工艺(原水~预臭氧~混凝~沉淀~煤滤柱、炭滤柱~出水)和臭氧~生物活性炭工艺(原水~混凝~沉淀~煤滤柱一臭氧~炭滤柱~出水)处理含嗅味水的对比性试验，结果表明两工艺对致嗅味物质2-MIB的总去除率分别为9888%，95.39%，其中臭氧单元的去除率分别为82.37%，5283%;对。敷扣lin的总去除率分别99.66%，100%，臭氧单元的去除率分别为8482%，3589%。臭氧氧化2一MIB，G即nlin效果明显，两工艺中炭滤出水都满足2-MIB浓度不大于4mg/l的要求。
3结语
研究水中致嗅味物质及其处理方法目前显得非常实际而重要。从研究趋势看，以臭氧一活性炭为主的联合法会成为应用主流。新的GB5749一2006生活饮用水卫生标准实施后，在保护水体环境的同时，必须与时俱进地对现有水厂工艺进行合理改造，以期适应复杂多变的水源水质状况，使水厂的出水水质满足相应的指标要求。
参考文献:
[1]王代平预几一BAC工艺深度处理饮用水试验研究(硕士论文)[D].重庆:后勤工程学院，2007.
[2]许保玖.给水处理理论「M〕.北京:中国建筑工业出版社，2000.67一70.
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