一、引言

随着工业化进程推进与城市规模扩张，我国地下水及饮用水源地面临的污染问题日益突出，已成为影响供水安全的关键因素。从污染类型来看，重金属（如六价铬）超标、有害阴离子（氟化物、硝酸盐等）富集及微生物滋生等问题频发，其中农村分散式供水区域与城市老旧管网覆盖区因水质波动幅度大、污染物成分复杂，供水安全保障难度更高。

与此同时，《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）对砷、氟化物、硝酸盐等关键指标的限值要求持续严格，传统水处理工艺在污染物深度去除能力上的局限性逐渐显现，难以满足新标准下的水质控制需求，亟需探索更高效、适配性更强的处理技术路径。

二、传统水处理工艺的技术局限分析

当前主流的 “混凝沉淀 + 介质过滤” 组合工艺，虽能有效解决饮用水中基础浊度问题，但在特征污染物深度去除场景中，存在显著技术短板，主要体现在以下三方面矛盾：

（一）功能单一性与复合污染的适配矛盾

传统工艺中各单元技术的功能局限性较为明显，难以应对多污染物共存的复合污染场景：

• 活性炭吸附技术仅对有机微污染物具备一定去除效果，对六价铬、溴化物等溶解性无机物的去除作用几乎可忽略；
• 反渗透技术虽能实现深度脱盐，但在去除污染物的同时，会同步滤除水中钙、镁等有益矿物质，长期饮用该类处理水的健康影响仍存在争议；
• 机械过滤依赖物理拦截原理，针对砷、氟化物等溶解态有毒物质，其去除效率极低，无法满足达标要求。

（二）流程割裂与小型应用场景的适配矛盾

多数传统水处理系统采用 “过滤 + 吸附 + 消毒” 的线性串联模式，缺乏系统性协同设计，导致在小型供水场景中适配性不足：

• 系统整体占地规模较大，难以在农村分散式供水站、小型水厂等空间有限的场景中部署；
• 工艺环节间的关联性强，若前端预处理单元（如锰砂过滤器）出现曝气不足等失效问题，易直接导致后端处理单元水质崩盘，出水稳定性差。

（三）环境适应性与运维成本的平衡矛盾

在复杂水质条件下，传统工艺的环境适应性不足，且易推高运维成本：

• 面对高浓度铁锰水质，常规氧化过滤工艺易引发滤床板结问题，导致铁锰去除率波动显著；
• 普通离子交换树脂软化技术在运行过程中会向水中引入钠离子，可能影响饮水健康；
• 复合污染场景下，传统吸附材料的饱和周期短，需频繁再生，不仅增加运维工作量，部分再生药剂的投加还可能带来二次污染风险。

三、基于选择性离子交换的污染治理技术路径

针对传统工艺的上述痛点，基于选择性离子交换树脂的地下水 / 饮用水净化方案通过材料特性与工艺设计的精准匹配，在污染物高效去除与水质安全平衡方面展现出优势，以下为典型技术应用方向：

（一）痕量污染物精准去除技术

该技术以特种螯合树脂为核心，利用树脂对特定污染物的选择性吸附能力，实现无需预氧化即可直接捕获三价砷、五价砷及氟化物的效果。在西藏某地下水除砷项目中，原水砷浓度为 0.05mg/L，处理规模为 400m³/h，采用该技术后，出水砷浓度稳定低于检测限，满足标准要求。

（二）抗干扰型污染物去除技术

通过工艺设计强化树脂对目标污染物的选择性，利用选择性交换反应（如 CrO₄²⁻与树脂官能团的特异性结合），优先捕捉目标污染物，降低其他离子对处理效果的干扰。在北京某地下水除硝酸盐项目中，原水硝酸盐浓度为 22mg/L，处理规模为 70m³/h，采用 “双水源一用一备 + 特种树脂吸附” 工艺，最终出水硝酸盐未检出。

（三）矿泉水安全与品质平衡技术

针对矿泉水生产中溴酸盐控制与有益成分保留的双重需求，该技术通过前置控溴工艺抑制溴酸盐生成，同时配合专用树脂阻截残留溴酸盐，实现污染物去除与有益成分（如偏硅酸、锶）保留的平衡。在福建某矿泉水厂项目中，原水溴酸盐浓度为 0.03mg/L，经处理后降至 0.004mg/L，且水中偏硅酸、锶等有益成分含量维持在合理范围。

（四）铁锰去除与无盐软化集成技术

该技术通过 KL 滤料的应用，无需复杂曝气环节即可高效去除水中铁、锰，同时对部分重金属具备吸附作用；无盐软化环节基于 “辅助成核结晶” 原理，通过阻垢而非离子置换实现水质软化，避免钠离子引入，且无废水排放。在山西某地下水项目中，原水铁浓度为 0.3mg/L，采用该技术后，出水铁浓度稳定控制在 0.1mg/L 以下。

四、技术方案的核心特性与工程实施要点

（一）模块化设计与场景适配性

基于选择性离子交换的净化方案采用模块化设计，可根据原水水质检测报告定制组合工艺，既能独立运行，也可与现有水处理系统无缝对接，适用于市政水厂升级改造、农村分散式供水改造、瓶装水生产用水处理等多元应用场景。

（二）靶向去除与健康导向设计

方案中采用的选择性吸附材料可精准捕获目标污染物，同时最大限度保留水中钙、镁等有益矿物质；无盐软化技术的应用避免了钠离子引入，从工艺设计层面保障饮水健康，符合饮用水处理的健康导向需求。

（三）环境适应性与运维经济性

该技术方案可应对高硫酸盐水质、复合污染水质、高浓度铁锰水质等复杂水质条件，环境适应性较强；从运维角度看，特种离子交换树脂的再生周期较长，部分工艺（如无盐软化）无需反洗操作，可降低设备管理难度与运维成本。

五、技术实施的全周期服务体系

为保障技术方案的有效落地，需建立从前期水质检测到后期运维优化的全周期服务体系，主要包括三个阶段：

• 前期阶段：开展现场水质采样与分析，明确原水污染物组成与浓度特征，基于检测结果出具定制化工艺方案；
• 中期阶段：根据工艺方案进行设备选型，提供安装指导服务，确保处理系统与应用场景精准匹配，保障设备安装质量；
• 后期阶段：定期开展出水水质跟踪监测，根据运行数据优化运维策略，确保系统长期稳定运行，出水持续达标。

六、结语

地下水污染治理与饮用水处理工艺升级是保障公共健康的重要环节，也是水处理行业面临的长期任务。基于选择性离子交换的净化技术通过材料与工艺的协同创新，在复杂水质处理场景中展现出较强的适应性与稳定性，为解决传统工艺痛点提供了可行路径。

随着《生活饮用水卫生标准》的持续完善及污染场景的多样化发展，精准化、模块化、低碳化将成为饮用水处理技术的重要发展方向，未来需进一步加强选择性吸附材料研发与工艺优化，推动技术在更多应用场景的落地，为供水安全提供更有力的技术支撑。

（注：文中涉及的项目案例数据均来自实际项目验收报告，具体工艺方案需根据实际原水水质检测结果进行调整。）