水是生命之源，人類的生產、生活一刻也離不開水。而人們的飲用水從來都是具有生存和致病兩重性的。上世紀70年代人們注意到飲用水水源中的污染物種類繁多，主要含有微量的有機物、濃藥、重金屬離子、氨氮及放射性物質等有害污染物。隨著科技和工農業(yè)生產的發(fā)展以及人類活動的頻繁，新的污染物質如濃藥、增塑劑、洗滌劑、消毒劑的不斷出現(xiàn)使全球使用的化學品超過60000種，其中70％可能對健康有害。由于純凈水是不允許添加任何防腐劑和抑菌劑，故可從工藝、技術、系列凈水設備等方面對受污染的水或自來水進行深度凈化，把水中的重金屬、三鹵甲烷、有機物、放射性物質、微生物等有害、有毒、有異味物大部分去掉，消除這些污染物質對人體健康的直接和潛在危害，消除消費者對飲用水被污染的恐慌，滿足消費者對“干凈水” 的要求，以其沒有細菌、病毒，干凈、衛(wèi)生，口感好深受廣大消費者的信賴。
1 純凈水生產工藝
純凈水的生產大多使用自來水和地下水作為原水，其原水中或多或少含有各種各樣懸浮物質(細菌、藻類及原生物、泥沙、粘土、及其它不溶物質)、膠體物質(溶膠，如硅酸及鐵、鋁的某些化合物，腐植膠體等)、無機鹽類和一些有機物及氣體。生產飲用純凈水就是要將上述物質盡可能全部去除，使之成為高純度的飲用水。自1988年我國*家純凈水廠在廣東省建成投產至今， 已經出現(xiàn)了多種純凈水的生產工藝，一般來說，純凈水的生產工藝采用石英砂濾、活性炭吸附、離子交換、精濾、反滲透、臭氧殺菌等多級凈化，灌裝采用1000級以上空氣凈化裝置、紫外線、臭氧三重殺菌，以及全自動洗桶、消毒、灌裝、封口一體機。
2 生產過程中的重要工藝
2.1 活性炭吸附分離
純凈水在灌裝前都必須經過過濾，以除去水中的泥渣、懸浮物、藻類、細菌、霉菌等雜質。在水處理工藝中，活性炭處理是必需的?；钚蕴烤哂泻芏辔⒖缀途薮蟮谋缺砻娣e，憑借這些微孔對有機物的吸附作用來去除水中的致突變物質，它可降低水中TOC和THMs等，同時可去除水中色、嗅、味、有機氯化物、放射性有機物及其他人工合成有機物，活性炭對分子量在500—3000的有機物有十分明顯的去除效果，去除率一般為70％—86.7％[1]。不足之處是由于水中天然有機物(NOM)的競爭吸附，導致對濃藥吸附效率下降以及活性炭的使用壽命不長。
2.2 臭氧氧化分離
O3是一種很強的氧化劑和消毒劑，它在水中發(fā)生氧化還原反應，產生氧化能力極強的單原子氧(O)和羥基自由基(OH)，瞬間殺滅水中微生物，殺菌能力是氯的600～3000倍[2]；將溶解和膠體狀有機物轉化為較易生物降解的有機物；將水中溶解性的鐵、錳氧化成高價沉淀物使之易于去除；可將有毒有害物質氧化成無害物質；可改善嗅味、降低色度等：有些藻類的代謝物由于水體富營養(yǎng)化的影響，會使水有霉味或魚腥味、或產生藻毒素，若濾池之前投加少量O3，可以防止藻類和浮游植物在濾池中生長繁殖。然而，氧化法將濃藥大分子氧化成小分子后則會促進水中細菌的再繁衍，某些分子量較高的物質如蛋白質、氨基酸和腐殖質經O3氧化后產生甲醛、丙酮酸、乙酸，其中甲醛毒性強，致病、遺傳、變異。而且當水中存在Br-時，經O3氧化為BrO2-、BrO3-、CHBr3、二溴乙晴以及一些尚未確定的溴化有機副產物。BrO3-被國際癌癥研究機構列為有可能對人體致癌的化合物。WHO建議飲用水中zui大BrO3-含量為25ug / L。例如：美國給水中BrO3，一的含量要求不大于10ug/ L。不僅如此，O3對水中已形成的三鹵甲烷幾乎沒有去除作用，O3氧化還可導致水中可生物降解物質的增多，使出廠水的生物穩(wěn)定性降低，容易引起細菌繁殖。這些因素的存在，使得O3很少在水處理工藝中單獨使用。
2.3臭氧生物活性炭：包括預氧化和后氧化。
預氧化：①臭氧作為一種強氧化劑，能氧化分解水中的高分子有機物，如：腐植酸等，分解后的小分子有機物容易被活性炭吸附。②臭氧——同時氧化水中溶解性的錳和鐵，生成難溶性的氧化物，提高砂過濾的效果，使錳、鐵的去除率增加。③臭氧氧化后生成的氧氣無毒、無害，而且為后面活性炭上附著的好氧菌和硝化菌提供生長的營養(yǎng)源，防止水體發(fā)臭。
后氧化：主要與生物活性炭聯(lián)用，即O3—BAC法—一種有效的可去除各種有機物和持久性化合物的“深度處理技術”：由臭氧氧化、砂濾、活性炭吸附和生物降解等結合在一起的水處理工藝。用該工藝處理水可去除用傳統(tǒng)的絮凝、沉淀、砂濾等方法不可能去除的可溶解成分。如：氨氮、酚、濃藥以及其他有毒有害的有機物。通過生物硝化作用，將NH4+—N轉化為NO3-；用臭氧處理酚，逐步氧化zui終產物為CO2和H2O；預氧化產生的小分子有機物易進入活性炭微孔內部，大量中間產物(包括THMs及其前驅物)也被活性炭吸附，微生物生長在炭粒表面的大孔中，通過細胞酶的作用將某些溶解性有機物降解，可去除DOC
30％—70％，所以有機物的去除是吸附和生物降解的雙重作用。還可使活性炭部分再生，明顯延長了工作周期，保證了zui后出水的生物穩(wěn)定性。O3—BAC法的發(fā)展較為成熟，在歐洲已被廣泛應用，并被公認為處理污染原水、減少飲用水中有機物濃度的zui有效技術。該項技術在我國正在逐步推廣應用。目前仍有一些問題尚未解決，如臭氧氧化機理、利用臭氧更有效去除飲用水中有機物、臭氧副產物、無法去除NH4+—N硝化作用的產物NO3-，且活性炭的再生也較麻煩。
3.4膜分離技術
以壓力差為推動力的膜分離技術有反滲透(RO)、納濾(NF)、超濾(UF)和微孔過濾(MF)。其分離機理為：在一定的壓力作用下，分子質量不同的混和溶質的溶液流過膜表面時，溶劑和低分子溶質將透過薄膜，作為透過物被收集起來，高分子溶質則被薄膜截留而作為濃溶液被回收。
反滲透(RO)
在純凈水生產工藝流程中，不論哪一種工藝，都有一種關鍵的反滲透技術。反滲透zui早來源于美國的太空科技，這是一種薄膜分離技術，依靠反滲透膜在一定的壓力下，使溶液中的溶劑與溶質分離。如果在有鹽份的水中(如自來水)施加比自然滲透壓力更大的壓力，使水由濃度高的一方滲透到濃度低的一方，就能把原水中的水分子和其他的物質分離。由于反滲透膜上的微孔極小，其孔隙僅為0.0001um，是細菌、病毒體積的幾千分之一，能去除濾液中的離子和分子量很小的有機物，如細菌和病毒，尤其是有機污染物的去除率也很高。采用該技術制備的水即為純凈水，由于是太空技術民用化的產物，也可叫做太空水。反滲透法的技術效果與其它水處理技術的效果相比，有明顯的優(yōu)異性，有關參數見表1。從表1可清楚地看出，反滲透法制備的純凈水，不含有任何礦物質和微量元素。