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安全饮水:饮用水净化工艺的融合发展

发布日期:2021年07月13日    浏览次数:29    关键字: 资讯 新闻

传统工艺:控制悬浮颗粒与表面杂质
 
  20世纪初,为了防止病毒性传染病,一些学者初步提出饮用水净化工艺,前期主要采用吸附法,以混凝、沉淀、过滤、氯消毒等方法去除水中的颗粒物和悬浮物,在之后的80年里研究人员逐渐以氧化法净化工艺代替了简单的吸附方法,既净化水质,又防止吸附材料副产物对人体健康的影响。
 
  吸附法
 
  传统的水净化工艺一般以颗粒活性炭、石英砂等材料为介质,吸附水中杂质,但颗粒活性炭比面积较小,吸附能力差。因此,常经过改性后使用。后期研究者探究了C[**]改性活性炭,其对苯酚的吸附量较原材料提升了78%。在吸附介质改性方面,针对不同物质,仍有许多改进方法需要探索。
 
  高级氧化法
 
  高级氧化技术是传统水净化工艺不断完善的结果,其通过产生具有强氧化能力的羟基自由基与有机物发生反应,将有机物降解为CO2和H2O,从而达到氧化分解有机物的目的。高级氧化法依托电化学催化、光催化等技术,相较于吸附法来说,其净化能力更强,净化残留也更少。
 
  新兴工艺:关注饮用水生物安全性
 
  近年来,人们对于饮用水微生物指标重要性的认识越来越深刻,其中以“两虫”(贾第鞭毛虫和隐孢子虫)为代表的新的重大饮用水生物安全性问题成为关注的重点对象,为满足新的生物安全保障需求,研究者提出以膜与石墨烯为主的水净化工艺,为饮用水生物安全做深度保障。
 
  纳滤膜过滤
 
  纳滤技术是介于超滤与反渗透之间的一种新型膜分离技术,它不仅能截留分子量较大的有机物以及多价离子,允许小分析有机物与单价离子透过,也能在高温、酸、碱等苛刻条件下运行,通俗来讲,该工艺在去除水中颗粒物的同时也有效截留水中的无机盐、内分泌干扰物、抗生素等。目前膜分离技术拥有去除物质广泛、环保、去除效果好,同时能耗低、出水水质稳定、去除的污染物范围广等优势。
 
  石墨烯联用
 
  石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料.人们发现多种技术、方法结合效果明显由于单一方法的净水效果,石墨烯与高级氧化的联用,既能够提高净化水的效率,而且能够截留水中对人体有益的物质。虽然石墨烯在其他领域被广泛应用,但在净水领域中,对石墨烯材料的应用仍处于研发阶段,研发出具有吸附能力强、回收再利用效率高等优异性能的石墨烯基材料是现阶段净水领域的一大方向。
 
  净水工艺的互补与融合
 
  净水工艺的目标可划分为三层:初级目标是去除无机离子污染获得达标水,中级目标是去除微量有机污染物获得优质水,高级目标是去除污染的同时保留无机盐以及矿物质获得健康水。因此,传统净化与先进的净水工艺是互补的,从安全保障到提高效率再到注重品质,如今的净水技术并非一蹴而就,而是建立在传统理念以及吸附性净水方法的基础上逐渐形成的。探索简捷、低耗、高能的水净化工艺是研究者努力的目标也是百姓的希冀。

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