饮用水氧化处理技术
水是人类赖以生存和工业生产不可缺少的有限资源。随着社会的发展、工业化进程的加速，人类对水质水量的要求也越来越高。然而由于受水土流失、水源污染的因素的影响，地表水成分逐渐趋于复杂，水体中有机成分增多、浓度增大，不但对胶体产生严重保护作用，导致混凝剂药耗增加，水中铝的剩余量增高，而且产生多种氯化消毒副产物，其中相当一部分对人体健康具有较大的危害；氮磷营养物质大量排入水体，导致水体富营养化、藻类过量繁殖，产生难闻的嗅味和有害的藻毒素；加之致病微生物的存在、管网的二次污染、稳定性铁锰以及重金属问题等都使得给水处理难度增大。因此，在强化水源保护的同时，需要加强水质处理技术的研究。
氧化方法常被用于去除水中的有机与无机污染物或致病微生物等，以保障水的卫生安全。氧化剂在水处理过程中可以与水中有机或无机污染物作用，使之分解破坏或转化成其它形态，降低其危害性或更易于被去除。氧化剂能够与水中微生物如原生动物、浮游生物、藻类、细菌、病毒等作用，使之灭活或强化去除，该过程又被称作消毒过程。常见的氧化剂有氯、臭氧、二氧化氯、过氧化氢、高锰酸盐、高铁酸盐等。氧化工艺也会产生氧化副产物，影响饮用水水质。如何发挥氧化剂的有利作用，降低氧化剂的副作用，是饮用水处理的核心问题之一。
氯化消毒是在水处理中应用最广的化学氧化方法，主要用于水的消毒。但由于氯具有很强的取代作用，在消毒过程中同时还会与水中有机物进行取代反应，生成一些对人体健康具有潜在危害的卤代副产物（如三卤甲烷、卤乙酸等），因此，目前氯主要用于最后消毒而不倾向用于预氯化。臭氧是水处理中应用较早的氧化剂，有很强的杀菌作用，其杀菌能力约是氯消毒的几百倍。臭氧能选择性的与水中带有不饱和键的多种有机污染物作用，使之部分降解为分子量更小的有机物或部分无机物，臭氧一般能够使水中有机物的可生化性提高，因而与生物活性炭结合使用能够显著地提高对水中有机物的综合去除效率。二氧化氯是一种良好的消毒剂，其消毒能力比氯高几十倍。但二氧化氯需要现场制备，其主要消毒副产物是亚氯酸根，对红血球有破坏作用，因而二氧化氯投加量不易过大。过氧化氢是一种强氧化剂，主要用于水的高级氧化（如Fenton试剂，即Fe（ll)/H2O2、UV/H2O2、O3/H2O2等）。高锰酸盐是一种强氧化剂，能够选择性地与水中有机物作用，破坏有机物的不饱和键。同时，高锰酸盐在氧化过程中产生的新生态二氧化锰对水中多种微量有机物与无机物污染有吸附作用，可在一定程度上提高对水中多种有机物和重金属的去除。此外，新生态水和二氧化锰对高锰酸盐氧化一些污染物有一定的催化作用。由于高锰酸盐是具有复杂变价态中间产物的氧化剂，因而在水处理中有重要的应用潜力。高铁酸盐的氧化还原电位比较高（E0=2.20V），在氧化过程中也能够形成复杂的中间态成分，具有氧化、絮凝、吸附等多种作用。但高铁酸盐合成难度较大，稳定性需要提高，因而目前尚没有在水处理中大规模推广应用，是一种很具有研究开发潜力的氧化剂。
按化学药剂在水处理过程中的投加点不同和产生的作用不同，可将氧化分为预氧化、中间氧化和后氧化。
化学药剂在水处理过程中对水中藻类、浮游生物、色度、嗅味、有机物、铁锰等具有显著的去除作用，同时可破坏氯化消毒副产物前驱物。藻类和浮游生物的过量繁殖，将给水厂运行带来不利影响，如增加混凝剂的投量、阻塞滤池、缩短滤池运行周期等。氧化剂能使藻类或浮游生物灭活，将不同程度的破坏藻体或浮游生物体，并释放出一部分胞内或胞外成分，有利于混凝。
色度是饮用水水质重要的控制指标之一，色度高的水将给人带来明显的感观不适。水中的发色物质一般主要是腐殖质，其大分子结构中含有一些不饱和键、芳香环及发色基团等。化学预氧化能破坏水中一些物质的不饱和键和发色基团，对后续工艺强化去除色度起到了重要的作用。
除嗅、除味一直是饮用水处理的核心问题之一。嗅味是由水中各种有机与无机物质综合作用而表现出来的，包括土壤颗粒、腐烂的植物、微生物（浮游生物、细菌、真菌等）及各种无机盐（如氯根、硫化物、钙、铁和锰）、有机物和一些气体等。水中植物在某些微生物（如放线菌、兰绿藻等）作用下所产生的微量有机物（如MIB、土臭素等）也是嗅味的主要来源。化学预氧化、中间氧化和后氧化都对不同种类的嗅味物质具有一定的去除效果。但氧化剂在去除一部分嗅味的同时，还会与水中共存的其他有机物作用而产生新的嗅味。例如，臭氧与有机物作用而产生化合物，使饮用水中带有一定程度的水果味。氯与水中酚类化合物作用产生氯酚（带有刺激性气味），二氧化氯在氧化过程中也会产生一些异味。高锰酸钾的除嗅味作用明显，无副作用，高锰酸钾与某些药剂复合（高锰酸盐复合剂）能使嗅味的去除效果进一步提高，拓宽了嗅味去除范围，但高锰酸盐投量不易过高。
此外，由于未经混凝的原水成分很复杂，在预氧化过程中氧化剂会与水中多种成分作用，既能够氧化分解水中某些微量无机、有机污染物，也能将腐殖酸等大分子氧化，产生一些小分子有机物。同时预氧化能破坏有机物对胶体的保护作用，提高混凝效果。通常水处理中常用的氧化剂主要与水中的不饱和键作用，生成相应的含氧有机中间产物。几种预氧化剂能迅速地氧化水中游离态铁锰，但对地表水中的稳定性铁锰的氧化效果明显降低。高锰酸盐和高铁酸盐对地表水中铁锰的强化去除效果相对较好。
挥发性三卤甲烷（THMs)和难挥发性卤乙酸（HAAs)被认为是两大类主要氯化消毒副产物。此外，卤代酚、卤代腈、卤代酮、卤代醛、卤代硝基甲烷、MX[3-氯-4（二氯甲基）-5-羟基-2（5H）－呋喃酮]等多种难挥发性氯化消毒副产物也陆续从自来水中被检测出来。化学预氧化可破坏一部分氯化副产物生成势相对较低的中间产物。但氧化剂也有可能将水中某些有机物氧化，综合作用结果使一部分前驱物质的卤代副产物生成势降低，也有可能使一部分前驱物质的卤代副产物生成势升高。在氧化过程中还有可能产生一些其它有机与无机副产物。预氯化对消毒副产物的影响及水质的综合作用结果取决于氧化剂种类、投量、氧化条件、水中前驱物质种类与浓度、PH值及水中共存的有机与无机物种类和浓度等多种因素。
我国饮用水源受污染率较高，由于污水处理率很低，非点源的污染日益突出，可能将成为主要污染源，因此在相当长时期内，强化受污染水的处理将会是给水处理的主要问题。加强对水资源保护的同时，增加受污染水处理的研究力度，提高饮用水水质；采用多级屏障的思想，在强化混凝、沉淀、过滤、消毒的同时，利用化学、生物、吸附等过程强化水质净化，从全过程控制水质。