□胡潤停（河南省科達水利勘測設(shè)計有限公司）

0 引言

據(jù)水利部、國家發(fā)展改革委員會、衛(wèi)生部2004年11月-2005年6月對全國30個省、自治區(qū)、直轄市和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團的2674個縣級單位的調(diào)查結(jié)果，全國農(nóng)村共有飲用苦咸水的人口為3855萬人，占水質(zhì)不安全總?cè)丝诘?7%（《全國農(nóng)村飲水安全現(xiàn)狀調(diào)查評估報告》），因此，研究苦咸水的危害及處理技術(shù)無疑就具有十分重要的意義。

1 性質(zhì)及分類

內(nèi)陸地區(qū)的苦咸水多因硫酸鹽含量較高而形成。天然水中的硫酸根離子（S042-）主要來源于石膏（CaSO4·2H2O）、重晶石（BaSO4）、瀉利鹽（MgSO4·7H2O）和硫酸鈉等礦巖的淋溶、硫鐵礦的氧化、含硫有機物的氧化分解以及某些工業(yè)廢水的污染，濃度可從每升幾毫克到幾千毫克不等。

沿海地區(qū)的苦咸水一般都是因氯化物含量較高而形成的。氯化物以氯化鈉（NaCl）、氯化鉀（KCl）和氯化鈣(CaCl2)鹽的形式廣泛分布于自然界，水體中氯化物的主要來源是道路除冰鹽的排流、無機化肥的使用、垃圾瀝出液、化糞池污物排放、化工廠廢水、污水灌溉、海水倒灌等。一般苦咸水中的氯化物含量為2 000～5000mg/L，而內(nèi)陸河水和地下水中氯化物的含量則只有每升幾十至幾百毫克。

2 對人體健康的影響

硫酸鹽是毒性很低的陰離子之一，水中存有少量硫酸鹽對人體健康影響不大，但如果飲用濃度超過600mg/L的水則會出現(xiàn)腹瀉，有試驗報道脫水就是由于大量攝入硫酸鎂或硫酸鈉所造成的。另外，水體的硫酸鹽含量過高還會造成鍋爐及熱交換器內(nèi)結(jié)垢，長期使用會腐蝕輸水管道。

氯化物是人體中最豐富、作用最廣泛的陰離子，通過膳食吸收和消化道、腎臟排出以維系體內(nèi)正常的水及電解質(zhì)平衡，但含量過高則會出現(xiàn)不適感和對健康造成危害。一般當飲用水中NaCl濃度達到210mg/L或KCI濃度達到310mg/L或CaCl2濃度達到222mg/L時，就會覺得口感苦咸，有報道稱當氯離子含量達到4000mg/L時會產(chǎn)生充血性心力衰竭，危害人體健康。另外，氯化物還會增加水的電導(dǎo)率，從而增加腐蝕性，造成金屬管道出現(xiàn)點蝕破壞。灌溉水中氯離子含量過高不利于農(nóng)作物的生長。

3 處理技術(shù)

降低水中硫酸鹽和氯化物含量的處理工藝都屬于脫鹽淡化技術(shù)，二者原理相同、工藝相似，這里就以氯化物的脫鹽淡化為例，介紹幾種常見的處理技術(shù)。

3.1 電滲析法

電滲析（ED）是在直流電場作用下，利用離子交換膜的選擇透過特性使溶液中的陰、陽離子作定向移動以達到溶質(zhì)與水相分離的一種物化過程。ED的透過組分為0.0004～0.1μm的小離子，截留組分為水和非電解質(zhì)大分子。其電極反應(yīng)式可表示為：

陽極2Cl——2e Cl2H2O-2e 1/2O2+2H+

陰極2H2O+2e H2+2OH-

因此，在陽極室內(nèi)就產(chǎn)生了Cl2、O2和酸，在陰極室內(nèi)則產(chǎn)生了H2和堿，當水中含有K+、Na+、Ca2+、Mg2+時，就會生成NaOH和Ca（OH）2等沉淀物。典型的電滲析脫鹽工藝流程為大量試驗表明，采用電滲析法進行苦咸水淡化處理，一般電耗為2～3 kwh/m3，且原水含鹽量越高，其電耗也越大。當僅用于低含鹽量水的除鹽預(yù)處理時，其電耗大約只有1 kwh/m3。該法適用于原水含鹽量>50mg/L的情況，尤其500～4000mg/L時最為經(jīng)濟可行。選擇該法進行正常運行時，要注意控制操作電流在極限電流密度以內(nèi)，以免發(fā)生極化現(xiàn)象。

3.2 反滲透法

反滲透法（RO）是以壓力為驅(qū)動力，利用反滲透膜只能透過水而不能透過溶質(zhì)的選擇透過性從水體中提取純水的物質(zhì)分離過程。反滲透系統(tǒng)通常由預(yù)處理設(shè)備（一般采用粒徑0.40～0.80mm的石英砂過濾器或孔徑2～20μm的微孔過濾器進行預(yù)處理）和反滲透器組成，其中反滲透膜是實現(xiàn)反滲透的關(guān)鍵，用于自來水脫鹽只需工作壓力0.50～1.40MPa（稱超低壓反滲透）、用于苦咸水淡化也僅需工作壓力1.40～4MPa（稱低壓反滲透）、只有用于淡化海水的才需要5～10MPa（稱超高壓反滲透）。典型的反滲透法脫鹽工藝流程為

試驗表明，反滲透脫鹽技術(shù)的脫鹽率可達99.60%、水回收率為50%～80%、產(chǎn)水量為0.40～1.80m3/(m2.d)。

3.3 離子交換法

離子交換法又稱化學(xué)水處理法，是利用離子交換樹脂上的H+型陽離子和OH-型陰離子分別交換水中雜質(zhì)離子，以達到用水水質(zhì)的要求。離子交換除鹽設(shè)備包括離子交換器、除二氧化碳器和再生液系統(tǒng)等，其中離子交換器是離子交換處理的核心設(shè)備，按其結(jié)構(gòu)形式可分為罐式、塔式（柱式）和槽式，按操作方式可分為間歇式和連續(xù)式，按兩相接觸方式可分為固定床、移動床、流動床和浮動床。目前自來水工藝上采用較多的是柱式交換法，即樹脂裝在柱內(nèi)不移動，讓原水通過一定高度的樹脂層進行交換。這種離子交換法與其他脫鹽處理技術(shù)如電滲析、反滲透、蒸餾法相比較，其主要優(yōu)點是脫鹽比較徹底，可使出水的含鹽量接近于零。但是當原水中含鹽量過高時，采用這種方法會使耗藥量大大增加，從而導(dǎo)致制水成本過高，還可能造成對環(huán)境的污染。離子交換法通常適用于原水含鹽量低于500mg/L的情況。

陳維杰,楊二.水致疾病風(fēng)險與飲水安全技術(shù)[M].鄭州,黃河水利出版社,2009:121～127.