直饮水包括干净的天然泉水、井水、河水和湖水，也包括经过处理的矿泉水、纯净水等。加工过的直饮水有瓶装水、桶装水、管道直饮水等形式。直饮水的深度净化可以说涉及到生活的各个方面，除了人们日常直饮水之外还涉及食品，饮料，造纸，酿造业等行业。
直饮水净化的典型处理工艺根据其原水的水质不同主要包括三大类即软化、除铁锰和除氟。
1、软化
水根据自身的硬度首先分为软水和硬水两种。水的硬度是指溶解在水中的盐类物质的含量，也就是钙盐与镁盐的含量。硬水通常对于健康并不造成直接危害，但是，如果存在水垢，就会吸附更多的有害物质，因此会产生一定的危害，而且长期饮用高硬度的水，会引起心血管、神经、泌尿造血等系统的病变。硬度的常用去除方法有离子交换法、膜分离法、石灰法和加药法。具体可见软化处理部分。
2、除铁锰
铁(Fe)、锰(Mn)是地壳的主要构成元素，广泛存在于自然界中。二价的铁、锰都溶于水，在还原性的地下水、湖泊深层水甚至少数河流水中往往伴生存在。我国有18个省市达3.1亿人口的地区蕴藏着丰富的含铁含锰地下水资源，在松辽流域和广大北方地区多有以含铁、锰水为主要甚或唯一水源的城镇。
在给水系统中，铁、锰离子过量会造成输配水管网严重结垢;使水着色、有味而致人厌恶;长期饮用会损害身心健康;用于工业生产会危害工艺设备和产品质量。
目前的应用行业主要集中在食品，饮料，造纸，酿造业，含铁超标水的处理，地下水，井水作为直饮水除铁，地热工程及游泳池循环水等。
我国《生活直饮水卫生标准》规定，铁<0.3mg/l,锰<0.1mg/l，当原水铁(锰)含量超过此标准时就要进行处理。地下水的除铁锰的方法很多，例如曝气氧化法、氯氧化法、接触过滤氧化法以及高锰酸钾氧化法等。实际应用以曝气氧化法、氯氧化法和接触过滤氧化法为多。
曝气氧化法利用空气中的氧将二价铁氧化成三价铁使之析出，然后经沉淀、过滤予以去除。
当以空气中的氧来氧化地下水中的二价铁有困难时，可向水中投加氯，氯是比氧更强的氧化剂。 当PH>5时，氯能迅速地将二价铁氧化为三价铁。但由于水中尚存在能与氯化合的其他还原性物质，所以实际需投氯量要比理论值高。
氯投入水中后，应迅速与水混合，然后进行一定时间的氧化反应和絮凝(一般不少于15～20min)，比较后经砂滤池过滤，以除去水中生成的氢氧化铁悬浮物。在投氯前，也可设曝氧装置，以降低投氯量。
一般曝气氧化法没有催化剂，故氧化速度比较缓慢。当含溶解氧的地下水经过滤层过滤时，水中二价铁被滤料吸附，进而氧化水解，逐渐生成具有催化作用的铁质或锰质活性“滤膜”，在“滤膜”的催化作用下铁和锰的氧化速度大大加快，进而被滤料除去。 通常使用比较多的滤料为锰砂。
3、除氟工艺
氟也是直饮水中我们主要要解决的一个问题。我国地下水含氟地区的分布范围很广，因长期饮用含氟量高的水可引起慢性中毒，特别是对牙齿和骨骼产生严重危害。轻者患氟斑牙，表现为牙釉质损坏，牙齿过早脱落等，重者则骨关节疼痛，甚至骨骼变形，出现弯腰驼背等，完全丧失劳动能力。所以高氟水的危害是严重的。我国直饮水标准中规定氟的含量不得超过1mg/L。具体参见除氟部分。
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