水质净化研究
化学实验设计水的净化方法

化学实验设计水的净化方法化学实验设计:水的净化方法水是生命之源,而纯净无污染的水对人类生活和实验研究都具有重要意义。
为了确保实验结果的准确性和可靠性,设计适当的实验方法来净化水非常重要。
本实验旨在探究几种常见的水净化方法,并评估它们的效果。
实验材料:1. 水槽2. 自来水3. 砂子4. 活性炭5. 过滤纸6. 反应瓶7. 温度计8. 酚酞溶液(指示剂)9. 火柴实验步骤:1. 沙滤器法- 在水槽中放置一个沙滤器。
沙滤器可以是一个装满砂子的容器,以确保水通过时能够滤去悬浮物和大颗粒物质。
- 打开自来水龙头,将自来水缓慢地注入沙滤器,待水自上向下流过滤器,收集出流的水。
- 将出流的水收集在一个反应瓶中,使用温度计检测水的温度。
- 取一滴酚酞溶液,滴入收集的水中。
若溶液变红,表示水中可能含有酸性物质。
2. 活性炭法- 准备一个填满活性炭的容器,并将容器安置在水槽中。
活性炭的特性可吸附水中的有机物质和异味。
- 注入自来水,让水从容器顶部流入,并从容器底部通过。
- 用温度计测量流出的水温度,并滴加一滴酚酞溶液以检测酸性物质。
- 检查滴入的酚酞溶液是否发生变红,以判断水的酸碱性。
3. 过滤纸法- 取一片过滤纸,将其折叠并放置在一个漏斗中。
- 将漏斗放置在一个容器上,以接收过滤的水。
确保容器底部有足够的空间储存收集的水。
- 缓慢地将自来水倒入漏斗中,让水通过过滤纸。
- 将过滤后的水收集在容器中,并用温度计检测其温度。
- 添加一滴酚酞溶液以检测水的酸碱性。
实验结果和讨论:通过以上实验方法,我们可以评估不同净化方法的效果。
下面是基于这些实验结果的讨论:- 沙滤器法:通过沙滤器过滤后的水通常能够去除较大的悬浮物和颗粒物质。
然而,对于溶解在水中的有机物质和微小颗粒,沙滤器并不是最有效的净化方法。
- 活性炭法:活性炭通过其强大的吸附特性可以去除水中的有机物质和异味。
经过活性炭过滤的水质量更高,更适合用于实验室实验。
- 过滤纸法:过滤纸是最常见的水净化方法之一,可以去除颗粒物和一些有机物质。
水生植物与水质净化的关系研究

水生植物与水质净化的关系研究水生植物作为自然界中重要的生态系统组成部分,对水质净化起着关键的作用。
随着人类活动的增加和环境污染的加剧,水质污染已成为当今社会面临的严峻问题。
本文将探讨水生植物与水质净化之间的关系,并对其可能的应用进行一定的展望。
1. 水生植物对水质的净化作用水生植物的根系可以通过吸收和吸附的方式净化水质。
首先,水生植物的根系可以吸收水中的某些营养元素,如氮、磷等,防止这些营养物质过量积聚,从而减少水体富营养化现象。
其次,水生植物的根系还可以吸附水中的重金属离子和有机物,如汞、铅、农药等,起到物理吸附和化学吸附的作用,从而净化水体。
2. 水生植物对水体环境的改善水生植物能够改善水体的环境条件,从而促进水中生物的生长和繁殖。
水生植物通过释放氧气,提高水体中的溶解氧含量,有利于水中生物的呼吸。
此外,水生植物的茎叶可以提供生物所需的栖息和遮蔽空间,为水中的生物提供生长和繁殖的场所。
3. 水生植物的应用前景水生植物的净化作用和改善水体环境的能力使其成为一种有效的环境管理工具。
在城市污水处理过程中,可以利用水生植物构建人工湿地系统,通过人工湿地对污水进行净化处理,减少污染物的排放。
此外,水生植物还可以用于养鱼养殖、景观修复等方面,为人们提供美丽的水景和健康的水产品。
4. 水生植物与水质净化的研究进展针对水生植物与水质净化的关系,许多研究已经展开。
研究者们通过野外观察和室内实验,探究水生植物种类、密度、根系结构等因素对水质净化的影响。
此外,也有学者利用生物学、生态学、化学等多学科手段,研究水生植物对不同种类污染物的净化效果和净化机制,以期提高水质净化的效率和技术。
5. 倡导水生植物保护与科学利用为了更好地发挥水生植物在水质净化中的作用,我们需要加强水生植物的保护和科学利用。
首先,要加强水生植物保护意识,保护湿地、河流、湖泊等水生植物生长的环境。
其次,要加强科学研究,深入探究水生植物与水质净化的关系,为环境管理和污染治理提供科学依据。
水利工程水质净化技术

水利工程水质净化技术水是人类生活中不可或缺的重要资源,而保证水质的安全和纯净对于人们的健康和生活品质至关重要。
因此,水利工程中的水质净化技术显得尤为重要。
本文将对水利工程中常见的水质净化技术进行探讨,并介绍其原理与应用。
一、传统的水质净化技术1. 沉淀技术沉淀是通过将悬浮物和胶体颗粒从水中分离出来的一种方法。
水利工程中常用的沉淀技术包括静态沉淀、动态沉淀和高效沉淀等。
这种技术适用于去除水中的悬浮物、有机物和重金属等。
2. 过滤技术过滤是将水通过过滤材料,将其中的杂质和悬浮物截留下来,将纯净的水流出的一种方法。
常见的过滤技术包括砂滤、活性炭过滤、微孔过滤等。
3. 吸附技术吸附是利用吸附剂将水中的目标物质吸附到其表面,从而实现水质净化的方法。
常见的吸附剂有活性炭、离子交换树脂等,可以去除水中的有机物、颜色、异味等。
二、先进的水质净化技术1. 膜分离技术膜分离是一种利用特定膜材料进行分离的技术,常见的膜分离技术包括反渗透、超滤和微滤等。
这种技术能有效去除水中的溶解性无机盐、胶体颗粒和细菌等。
2. 光催化技术光催化技术是利用光催化剂吸收阳光中的能量,产生活性氧自由基,将有机物降解为无害的物质。
这种技术对于去除水中的有机物和微污染物具有很好的效果。
3. 高级氧化技术高级氧化技术利用氢氧自由基、过氧化氢和超声波等方式将有机物氧化分解成无害物质。
这种技术可以有效去除水中的难降解有机物和致病微生物等。
三、水质净化技术的应用1. 自来水处理水利工程中常见的应用是对自来水的处理,以确保自来水符合国家标准和卫生要求。
通过沉淀、过滤和消毒等步骤,可以去除水中的悬浮物、细菌和病毒等,使其成为安全可靠的饮用水源。
2. 污水处理水利工程中的水质净化技术也广泛应用于污水处理领域。
经过预处理、生物处理和深度处理等工艺,将污水中的有机物、氮磷等进行分解、降解和去除,使其达到排放标准,减少对自然环境的污染。
3. 工业用水处理在工业生产中,往往需要对水质进行净化处理以满足生产需求。
基于生态下的水生植物水质净化功能探讨

基于生态下的水生植物水质净化功能探讨水生植物是水体中的生态系统中重要组成部分,它们在维护水体生态系统中发挥着重要的角色。
水生植物在水体中不仅有美化环境的作用,更重要的是能够通过其生物学、物理学和化学学等多种手段,对水体进行净化和治理。
本文将以水生植物在水体中的水质净化功能为核心,进行探讨。
1. 生物学净化水生植物的生长需要养分和光照,而水质中的氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐等营养物质正是水生植物生长所需,这些养分对水生植物无害且利用较为充分,从而减少了它们在水中的含量。
此外,水生植物对水中的有机物也有植物再生作用,并将它们降解为无害的物质,从而改善水质。
水生植物常见的生物学净化作用有:水分吸收,氧气释放,有害物质吸收,水体温度调节、水体微量元素活化等。
水生植物通过吸附、沉淀、过滤等物理学手段来净化水质。
水生植物的根系和地上部分都能吸附水中悬浮颗粒、有机物等,同时水生植物的地上部分还能将水中的泥沙、浮游生物等颗粒物沉淀下来,并通过其内在的微生物作用将这些有机物分解掉。
水生植物对物理学净化的作用有两个方面,一是减少了水中的颗粒物,使水质变得更加清澈,二是通过降低颗粒物的含量,增强水生植物对水中光照的利用。
水生植物通过生理代谢相关酶的作用,将有机物分解为无害物质。
水生植物还通过吸收有机物质,促进降解细菌的生长和繁殖,使水质得到净化。
此外,水生植物的根系和地上部分也会吸附并去除水中的重金属离子等有害物质,使水质达到净化的目的。
水生植物的化学学净化主要通过相关酶的代谢作用、吸收、吸附等方式进行。
总之,水生植物在水质净化方面有着重要的作用,不仅可以净化水中的污染物质,同时还能维护水体生态平衡。
在城市化快速发展的今天,许多城市公园、园林等场所都在引入水生植物来处理污水,这种做法不仅可以改善水环境,还能够提高城市空气环境的质量。
因此,加强水生植物的研究和应用,具有重要的现实意义和科学价值。
水生植物对水体净化研究综述

水生植物对水体净化研究综述水生植物是生活在水中的植物,它们对水体起着非常重要的作用,可以净化水体、改善水质、维持水生态系统的稳定。
随着人类活动的增加和城市化的进程,许多水体受到了各种污染,而水生植物的作用在这个过程中显得非常重要。
本文将从水生植物对水体净化的机制、影响因素和应用前景等方面进行综述。
水生植物对水体净化的机制主要包括物理净化和生物净化两个方面。
1. 物理净化:水生植物具有吸附、沉淀、拦截等功能,在水体中起到一些物理性的净化作用。
水生植物的根系能够吸收水中的有机物、重金属、营养盐等污染物质,植物叶片能够吸附悬浮物和颗粒物,从而净化水体。
2. 生物净化:水生植物还能通过生物作用,对水中有机物、营养盐等进行降解和转化,起到生物净化的作用。
植物根系中的微生物群落对有机物分解有着显著的促进作用,通过植物的呼吸作用,还能够将水体中的二氧化碳转化为植物生长所需的有机物质,从而净化水体。
水生植物对水体的净化作用包括吸收、吸附和降解三个方面,通过这些作用使水体中的污染物质得到去除或转化,从而改善水质。
二、水生植物对水体净化的影响因素1. 水生植物的种类:不同种类的水生植物对水体的净化效果有所不同,一些特定的水生植物具有更强的吸附能力和生物降解能力,能够更好地净化水体。
2. 水体的环境条件:水体的温度、光照、营养盐含量、溶解氧含量等环境条件对水生植物的生长和净化效果都有着重要的影响。
适宜的环境条件能够促进水生植物的生长和代谢活动,从而增强其对水体的净化效果。
3. 水生植物的数量和密度:适当的水生植物数量和密度能够提高其对水体的净化效果,但是过高的密度则可能影响水生植物的生长和净化效果。
4. 水体的污染程度:水体的污染程度越高,水生植物对其净化的作用就越重要。
但是在污染程度过高的水体中,水生植物的生长和净化能力也会受到一定程度的限制。
以上因素都对水生植物对水体净化的效果有着重要的影响,因此在实际的水体净化工程中需要综合考虑这些因素,制定合理的水生植物利用方案。
水生植物对水体净化研究综述

水生植物对水体净化研究综述1. 引言1.1 水生植物对水体净化研究综述的背景水生植物对水体净化的研究始于20世纪初,当时人们开始意识到水体污染的严重性以及对生态系统和人类健康带来的危害。
随着工业化和城市化的发展,水体污染问题日益突出,传统的水质净化方法已经无法满足需求。
人们开始将目光转向自然生态系统中的水生植物,希望利用它们的生态功能来改善水体质量。
水生植物在水体净化中扮演着重要的角色,它们可以通过吸附重金属、降解有机污染物、调控水体富营养化等方式,有效地改善水体环境质量。
研究表明,水生植物不仅可以提升水体的透明度和氧气含量,还可以减少水体中的富营养化现象,保护水体生态系统的稳定性。
随着水生植物对水体净化的研究不断深入,人们逐渐认识到水生植物在保护水资源、维护生态平衡方面的重要性。
对水生植物对水体净化的研究已成为当前环境科学领域的热点之一,相关研究成果也为水体环境治理和保护提供了重要的科学依据和技术支持。
1.2 研究目的研究目的是为了深入了解水生植物对水体净化的作用机理,探讨水生植物在水体中对重金属、有机污染物和富营养化物质的处理效果,为环境保护和水资源管理提供科学依据。
通过系统地总结和分析水生植物对水质净化的影响机制,为今后的研究和应用提供指导,促进水体环境治理和保护工作的开展。
通过对水生植物在水体净化中的应用案例进行归纳和分析,可以更好地了解水生植物在实际工程应用中的效果和问题,有助于进一步完善水体治理措施,提高水质生态环境的整体水平。
1.3 研究意义水是人类生存的基本需求之一,而水资源的污染已经成为世界各国普遍面临的环境问题。
水生植物对水体净化的研究,对于改善水质、保护水资源、维护生态平衡具有重要意义。
水生植物对水体的净化作用能够帮助去除水体中的有害物质,包括重金属和有机污染物。
这对于提高水质,减少水污染对生物和人类健康的危害具有重要意义。
水生植物对水体富营养化的调控作用对于防止水体富营养化现象的发生和扩散具有重要意义。
河道水质净化技术

河道水质净化技术水是生命的源泉,而如今,由于工业化和城市化的快速发展,河道污染成为一个严重的问题。
河道水质净化技术的发展对环境保护和人类健康至关重要。
本文将介绍几种常见的河道水质净化技术,并探讨它们的优缺点以及未来发展方向。
一、生物滤池技术生物滤池技术是一种利用微生物来降解有机物的方法。
它通过搭建生物滤池来增加微生物的接触面积,进而加快有机物的降解速度。
生物滤池中的微生物会将有机物转化成无机物,从而提高河道水质。
优点是成本较低,对水质的改善效果明显。
然而,缺点是需要长时间的运行和维护,且对微生物的种类和适宜环境要求较高。
二、植物修复技术植物修复技术是利用适宜的水生植物来净化河道水质的方法。
这些植物具有吸收有害物质和净化水质的能力。
通过种植适合生长在湿地环境的植物,可以有效去除水中的重金属、有机物和营养盐等污染物。
优点是对水质的改善效果显著,且具有较好的生态效益。
然而,缺点是需要较大的土地面积,且对植物的选择和管理要求较高。
三、化学处理技术化学处理技术是利用化学药剂来改善河道水质的方法。
这些药剂能够与水中的污染物发生反应,使其沉淀或转化为无毒无害的物质。
例如,加入絮凝剂可以凝聚悬浮颗粒,使其沉淀下来。
优点是处理速度较快,效果明显。
然而,缺点是需要大量的化学药剂,可能会带来二次污染,并且处理后的废水需要合理排放和处理。
四、反渗透技术反渗透技术是一种利用半透膜对水进行过滤和分离的方法。
该技术可以有效地去除水中的微生物、重金属、有机物和溶解性盐等污染物。
优点是过程简单,去除效果好,适用范围广。
然而,缺点是设备成本高,维护费用也较高。
同时,该技术会产生大量的浓缩液,需要妥善处理。
未来发展方向:随着科技和环境意识的提升,河道水质净化技术也在不断发展。
未来的发展方向包括以下几个方面:1. 结合多种技术:将生物滤池、植物修复、化学处理和反渗透等技术有机地结合起来,形成综合处理系统,提高水质净化效果。
2. 科技创新:通过引入新的材料和设备,开发更高效、更经济的水质净化技术,减少能源消耗和成本。
自来水净化研究性学习学习感想

自来水净化研究性学习学习感想
人类的饮用水大多数是经过自来水厂加工生产的。
我县的自来水厂水源来自白石河上游的山区,水污染曾度低,水质好,其中含有害物质少。
水厂的自来水生产分为四个阶段,取水,过滤,消毒,输水,自来水进入水厂后,第一道工业是过滤,水厂采用明矾做沉淀剂。
过滤后的水要进行消毒,消毒剂用氯气。
自来水厂是从武汉,西安购买液氯的,使用时液氯通过减压,再进入投氯机投到水中,自来水厂每十几天用氯气约1吨,水产量达10多万吨。
我们发现,自来水中常常有浓烈的漂白粉味,群众都很关心这个问题,那究竟会不会影响人体的健康?我们调查发现现自来水厂投氯量较高,是为保证水质的安全,居民应体谅这一点。
为了尽量减少饮用水中带有浓烈的漂白粉味,我们建议居民的饮水习惯应有所改变,使之进一步科学化。
自来水饮用前应放置一段时间,让水中存有余氯挥发掉,这可减少水中漂白粉味。
同时白河水产对出厂自来水进行抽样调查,严格把握水中余氯量,保证居民用水的水质高。
自来水厂同时也应做好净化流程的深化改革工作,我们提出几条建议:
(1).保证水源水质,生产中减少污染。
(2).改革投氯消毒工艺,氯化消毒过程中,强力的混合作用是获得连续的消毒效果的关键。
(3).采用优化消毒剂,提高净水效率。
随着科学技术的不断发展,我们相信自来水生产会越来越完善,
在不久的将来,氯化响度法带来的一些问题会得到解决,人们可以安心饮用甘甜的自来水,同时深入调查和时间活动也增强了我们的个人阅历,锻炼了我们的能力,也让我们看到将来的社会会更加繁荣,更加进步。
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水质净化研究 水篇之三 本系列开篇的“水叹息”提醒大家中国面临水资源短缺、水污染严重、水生态恶化三大问题;第二篇“水隐私”则告诉公众自来水面临水源污染无法避免、传统的水处理工艺不但无法有效去除污染物,反而会产生致癌的加氯消毒副产物、管网与高楼水箱供水引发二次污染三大难题。看过前述两篇科普的读者一定忧心忡忡,很自然地会发问,既然事态如此严重,政府应当采取怎样的补救措施?公众又该怎么应对?这就是作者要直面回答的问题,因此本篇的题目直奔主题“水答案”。
看到上述题目,会有个别读者条件反射地要求政府尽快改善水源、不再污染,恢复到原始的水生态状况。我说这感情好,但生态破坏到今天这种程度,即使不再有新的污染(何况这并不可能),要想使其恢复原状,已经不是我们这代人有希望看到的了。事实上,世界最顶级的刊物《Nature》(自然)杂志报道,在全球范围内,有12亿人缺少安全饮用水,每天约3900个儿童死于饮水不洁而产生的疾病。报道还预言,依据目前的发展趋势,水问题在未来几十年中会变得越来越糟糕。 中国的实际情况是,有无数专家学者、新闻媒体、政协委员等不断提出水安全问题,揭示水污染真相,但遗憾的是,却很少有人能对症下药,正面提出保障水安全的具体措施。因此,本篇就是告诉老百姓怎么才能获得一杯安全的饮用水。
一、水质净化要做到什么? 2008年3月20日出版的《Nature》(自然)杂志,罕见的用10页的篇幅发表美国耶鲁大学、麻省理工学院等四所顶尖大学的包括美国工程院院士在内的多名科学家联合撰写的一篇题为“Science and technology for water purification in the coming decades”(未来几十年水净化的科学与技术)的著名论文,震惊了全球的科学界。只要从事过科研工作的人都明白,世界顶级的自然杂志用如此大的篇幅发表顶尖科学家的这样一篇文章意味着什么。 文章指出,水中的传染性病原体包括各种寄生虫、原生动物、真菌、细菌、立克次氏体、病毒和朊病毒,当一些传染性病原体被传统的自来水消毒工艺去除或减少,但新的变异病毒与细菌却随之产生,因此饮用水的消毒已经变得越来越有挑战性。传统的四步法常规自来水处理工艺中的加氯消毒方法,不但会产生致癌的消毒副产物,而且游离氯对控制水生病原体,如隐孢子虫和鸟分枝杆菌是无能为力的。文章指出饮用水服务行业应使用新兴的技术替换使用多年的加氯消毒技术。 针对自来水的臭氧消毒,文章也指出其明显的缺陷。尽管臭氧与氯结合的方法,相较于自由氯在控制隐孢子虫卵方面非常有效,水中的病毒能被臭氧有效控制,但臭氧消毒会产生其他的消毒副产物,如致癌因子溴酸盐,且结合氯能够形成其他不规则的毒副产物,如卤乙腈和碘已酸,相较于传统的三氯乙烷等消毒副产物,它们具有更大毒性和更强的致癌效应。 因此,文章提出,未来水质净化的首要目标是能够廉价和高效地检测和去除水中的有害物质。那么水中到底那些有害物质需要去除呢?除了前面提到的水中的微生物指标,中国的水源目前最大的问题还是要设法去除水中的化学污染物,特别是微污染水中的有机物。大多数有毒有害的污染物不仅难以降解,而且具有生物富集性和致癌、致畸、致突变效应,对公众的健康危害很大。此外,必须设法避免因为消毒产生致癌的消毒副产物。
二、如何保障水安全? 所有来自河流、湖泊和含水土层的水大多数都会返回到环境中。自然杂志的文章称,未来水资源的回收和再利用的首要目标是直接从非传统水源获取水,并使其达到饮用水的质量。膜技术因其小的占地面积、不需要添加化学试剂、灵活的设计以及自动化操作使其成为水质净化的最佳选择。
那么,什么是膜技术呢?讲膜技术之前,我们先得搞清楚膜的概念。膜是在仿生学的基础上发展起来的新兴技术,它是模仿细胞膜的功能人工合成的具有选择性分离特征的复合材料。膜技术则是利用膜的分离特性在溶液中去除或获得某些组分的分离过程。
膜技术是绿色、节能的新兴产业技术。它代表着一种新兴的分离技术,自索里拉金在美国制备出全世界第一张有商业潜能的膜至今不过五十二年的时间,但膜应用的足迹已印记到人类生产生活活动的各个角落。膜技术与传统的分离、提纯技术比较,具有效率高、能耗低、污染少、自动化、设备简单、结构紧凑、易于维修等优点,因此,在制药、化工、石油、染料、纺织、印染、造纸、电子、食品、饮料、冶金等领域得到越来越广泛的应用。尽管膜技术的应用范围很广,但它最大的巿场仍然是在水质净化领域,无论是自来水生产、超纯水制备、海水淡化,还是污水处理、废水资源化,膜技术均能发挥重要的作用。
水质净化时应用的膜技术主要是超滤(Ultrafiltration)、反渗透(Reverse Osmosis),纳滤(Nanofiltration) 三种膜分离过程。超滤可以截留所有的病原菌,大分子的蛋白、热原等杂质,但水中溶解的有机物与重金属等化学污染物均不能被截留。因此,尽管超滤在污水处理中被广泛采用,但在饮用水的制备却有很大的局限性。反渗透只能透过水与溶解性的气体,其他所有的溶质都被截留,因此制备的是纯净水,由于纯净水不含矿物质且呈一定的弱酸性,所以长期饮用对人体的健康不利。综上所述,我把它们简单地总结为就饮用水制备而言,超滤水不安全,反渗透水不健康。
纳滤是纳米技术与过滤技术交叉渗透而创新发明的介于超滤与反渗透之间的一种新兴分离技术,它的分离性能依赖于其活性分离层中的纳米级微孔结构,其分离机理遵循吸附-溶解-扩散-透滤模型。纳滤最显著的特点是它在截留那些能透过超滤的有机物及重金属的同时又能透滤部分被反渗透截留的矿物质,使浓缩与透盐的过程同步进行,从而达到特定的分离纯化要求。通俗的说就是让小分子的溶解矿物质和水透过,其他的物质被截留。
Nanofiltration这一英文词上世纪八十年代中期才在美国出现, 尽管比此更早的时侯以色列科学家已经合成了具有选择性透滤一价离子的反渗透膜。我于1992年率先把Nanofiltration引进中国,并创造了纳滤这一新兴的中文词汇,随后受到中国科学、技术与工业界的广泛认同与普遍采用。二十年来,我所领导的团队一直致力于纳滤技术的发明与创新,世界各地特别是中国的制药、食品、化工、冶金、环保等领域都留下了我们开发与应用纳滤技术的印记,我也因此被人戏称为中国的“纳滤之父”。
国内对应用纳滤处理饮用水的研究虽然起步较晩,但非常活跃。不过研究的方向主要集中在对水中总污染物的处理,如化学需氧量、总有机碳、三氯甲烷前驱物等的去除效率等等。而国外则已经用纳滤处理地表水进行饮用水的生产。
世界上第一个大规模应用纳滤生产饮用水的项目是1999年在法国巴黎北郊梅里奥塞建设的日产14万吨饮用水的项目,经纳滤处理的饮用水产水品质相当高,已经检测不到有机物的含量,生物可降解的物质远远低于分析仪器的下限。当时巴黎巿政当局选择纳滤的原因是水源地奥塞河遭遇了农药、杀虫剂等有机物的微污染,跟当今中国各地水源地遭遇的情形极其相似,在此情形下,纳滤是饮用水净化的最佳选择。世界水资源专家认为,没有微污染、含有矿物质的纳滤水是21世纪的最佳饮用水。
三、自来水厂应该怎样升级改造? 自来水处理工艺经过一百多年的发展,目前国外已历经四代工艺: 第一代是传统的混凝、沉淀、过滤、加氯消毒四步法工艺,主要以去除原水中的悬浮物、浊度、色度和病原菌为主,对溶解性有机物去除能力极其有限。这一工艺发明至今已有一百多年的历史了,它对早年处理以病原菌为主要对象的水质净化厂而言是适用的,一旦水源被污染,则会导致处理效果欠佳。
第二代是以臭氧、活性炭为核心的深度氧化技术,起源于上世纪七十年代,它是在第一代去除效果的基础上,解决了有毒微量有机物及加氯消毒副产物的危害问题。但它的缺点是吸附了有机物的活性碳为病原菌、藻类等生长提供了富含营养物的温床,藻类死亡后分解的具有致癌效应的藻毒素可能残留水中,因此饮用水的安全性仍然受到质疑。
第三代是以超滤膜为核心的组合工艺,它是在上世纪九十年代开始应用,在第一代工艺去除效果的基础上,能有效减少氯代前驱物,且出水的浊度始终保持在极低的水平,对细菌、两虫(隐孢子虫和贾第鞭毛虫)、藻类等水生生物的去除率可达到100%, 但它的致命缺点是对有机物的去除几乎没有帮助,因此针对目前中国各自来水水源有机物含量超标是主要矛盾的现状,这一工艺仍存在极大的局限性。
第四代是以纳滤技术为核心的新兴工艺。纳滤是纳米技术与过滤技术交叉渗透而创新发明的介于超滤与反渗透之间的新兴技术。它最显著的特点就是在截留那些能透过超滤的有机物及重金属的同时又能透滤被反渗透截留的部分矿物质。因此纳滤能耗比反渗透低,截留效果比超滤好,被誉为21世纪最有前途的水质净化技术。
然而,现在中国的情况是,一方面,国内97%的自来水采用第一代的四步法工艺,另一方面,中国的江河湖泊,几乎所有的水源地有机物污染不断加重,四步法工艺不但难以去除有机污染物,反而在处理过程中因混凝剂的作用可能増加氯化消毒的前驱物,从而加氯消毒后会増加致癌的加氯消毒副产物。上述二方面因素的交互作用,是导致目前中国自来水质无法达标的根本原因。
综上所述,针对目前中国水源微污染的现状以及大量水厂仍然采用传统的第一代四步法工艺的现实,笔者建议中国借鉴国外成功的经验与应用实践,直接把自来水的处理工艺升级到第四代的纳滤技术。 很多自来水厂不愿意改造,除了怕麻烦,另外一个理由是害怕改造成本太高,会造成水价猛涨。其实,我们测算过,在国家不补贴的情况下,将现有自来水处理工艺从第一代直接升级到第四代,每吨成本最高才增加0.7元,一个三口之家,按毎月用水20吨计算,即使财政不予任何补贴,每月増加15元的成本,在当前的物价条件下,相信大家都可以接受。
从我们作为技术公司的角度看,各种不能改造自来水厂的理由都不能成立。因为作为公共事业的一部分,自来水改造可动用财政等公共资金支持,真正体现出税收“取之于民、用之于民”的特征;所以,现有自来水直接升级换代到第四代的纳滤技术是完全可行的。而且工期很短,改造方便,难度没有想象那么大。
下表是一个简略的测算。 城镇人口 供水量 改造成本 改造工期 每吨水增加费用 每户增加费用(按每月20吨水计算) 10万人 2万吨/日 1000万元 6-8个月 0.7元 14元 50万人 10万吨/日 4500万元 6-8个月 0.6元 12元 100万人 30万吨/日 1.2亿元 6-8个月 0.5元 10元
我想反复表达的是,自来水直接升级换代到第四代的纳滤工艺,只要当地政府愿意做,技术与工程完全没有问题,投资也完全没有问题。
在此,我们提供一个日处理5万吨自来水的第四代纳滤技术的改造范本,让大家了解自来水改造的可行性与现实性。当然,更精细要求更高的膜改造方法还很多,不一一列举: