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安全飲水：飲用水凈化工藝的融合發(fā)展

2021-07-12 09:14:40 來源：化工儀器網(wǎng) 閱讀量：6677

　　水是生命之源，人類在生活和生產(chǎn)活動(dòng)中都離不開水，生活飲用水水質(zhì)的優(yōu)劣與人類健康密切相關(guān)，因此，水凈化工藝在近年來頗受重視。其實(shí)20世紀(jì)初，人們對(duì)于凈水工藝的研究就已經(jīng)開始，但是傳統(tǒng)的凈水工藝難以去除水中的微生物。我們需要更優(yōu)質(zhì)更安全的水，而需求正是創(chuàng)新發(fā)展的核心動(dòng)力，為了提高飲用水安全保障水平，人們開展了長(zhǎng)期的凈水工藝研究工作，完善飲用水深度處理技術(shù)，探索新式處理工藝。

　　傳統(tǒng)工藝：控制懸浮顆粒與表面雜質(zhì)

　　20世紀(jì)初，為了防止病毒性傳染病，一些學(xué)者初步提出飲用水凈化工藝，前期主要采用吸附法，以混凝、沉淀、過濾、氯消毒等方法去除水中的顆粒物和懸浮物，在之后的80年里研究人員逐漸以氧化法凈化工藝代替了簡(jiǎn)單的吸附方法，既凈化水質(zhì)，又防止吸附材料副產(chǎn)物對(duì)人體健康的影響。

　　吸附法

　　傳統(tǒng)的水凈化工藝一般以顆?；钚蕴?、石英砂等材料為介質(zhì)，吸附水中雜質(zhì)，但顆?；钚蕴勘让娣e較小，吸附能力差。因此，常經(jīng)過改性后使用。后期研究者探究了CA改性活性炭，其對(duì)苯酚的吸附量較原材料提升了78%。在吸附介質(zhì)改性方面，針對(duì)不同物質(zhì)，仍有許多改進(jìn)方法需要探索。　　高級(jí)氧化法

　　高級(jí)氧化技術(shù)是傳統(tǒng)水凈化工藝不斷完善的結(jié)果，其通過產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基與有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，將有機(jī)物降解為CO2和H2O，從而達(dá)到氧化分解有機(jī)物的目的。高級(jí)氧化法依托電化學(xué)催化、光催化等技術(shù)，相較于吸附法來說，其凈化能力更強(qiáng)，凈化殘留也更少。

　　新興工藝：關(guān)注飲用水生物安全性

　　近年來，人們對(duì)于飲用水微生物指標(biāo)重要性的認(rèn)識(shí)越來越深刻，其中以“兩蟲”(賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲)為代表的新的重大飲用水生物安全性問題成為關(guān)注的重點(diǎn)對(duì)象，為滿足新的生物安全保障需求，研究者提出以膜與石墨烯為主的水凈化工藝，為飲用水生物安全做深度保障。

　　納濾膜過濾

　　納濾技術(shù)是介于超濾與反滲透之間的一種新型膜分離技術(shù)，它不僅能截留分子量較大的有機(jī)物以及多價(jià)離子，允許小分析有機(jī)物與單價(jià)離子透過，也能在高溫、酸、堿等苛刻條件下運(yùn)行，通俗來講，該工藝在去除水中顆粒物的同時(shí)也有效截留水中的無機(jī)鹽、內(nèi)分泌干擾物、抗生素等。目前膜分離技術(shù)擁有去除物質(zhì)廣泛、環(huán)保、去除效果好，同時(shí)能耗低、出水水質(zhì)穩(wěn)定、去除的污染物范圍廣等優(yōu)勢(shì)。

　　石墨烯聯(lián)用

　　石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是一種未來革命性的材料.人們發(fā)現(xiàn)多種技術(shù)、方法結(jié)合效果明顯由于單一方法的凈水效果，石墨烯與高級(jí)氧化的聯(lián)用，既能夠提高凈化水的效率，而且能夠截留水中對(duì)人體有益的物質(zhì)。雖然石墨烯在其他領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，但在凈水領(lǐng)域中，對(duì)石墨烯材料的應(yīng)用仍處于研發(fā)階段，研發(fā)出具有吸附能力強(qiáng)、回收再利用效率高等優(yōu)異性能的石墨烯基材料是現(xiàn)階段凈水領(lǐng)域的一大方向。

　　凈水工藝的互補(bǔ)與融合

　　凈水工藝的目標(biāo)可劃分為三層：初級(jí)目標(biāo)是去除無機(jī)離子污染獲得達(dá)標(biāo)水，中級(jí)目標(biāo)是去除微量有機(jī)污染物獲得優(yōu)質(zhì)水，高級(jí)目標(biāo)是去除污染的同時(shí)保留無機(jī)鹽以及礦物質(zhì)獲得健康水。因此，傳統(tǒng)凈化與先進(jìn)的凈水工藝是互補(bǔ)的，從安全保障到提高效率再到注重品質(zhì)，如今的凈水技術(shù)并非一蹴而就，而是建立在傳統(tǒng)理念以及吸附性凈水方法的基礎(chǔ)上逐漸形成的。探索簡(jiǎn)捷、低耗、高能的水凈化工藝是研究者努力的目標(biāo)也是百姓的希冀。

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