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我國家用凈水器的工藝特點(diǎn)

1.周玲玲 2.武道吉 3.張永吉

1. 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 市政環(huán)境工程學(xué)院, 黑龍江 哈爾濱 150090;

2. 山東建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院, 山 東 濟(jì)南, 250101;

3. 同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院, 上海, 200092

1 前言:概述了以活性炭和膜過濾技術(shù)為核心的家用凈水器的凈水工藝及凈水效果,并介紹了以這兩種工藝 為基礎(chǔ)的復(fù)合型家用凈水器凈水工藝.針對我國現(xiàn)今凈水器發(fā)展?fàn)顩r討論了凈水器相關(guān)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),管理辦 法,并對家用凈水器發(fā)展方向做了簡單展望. 關(guān)鍵詞:家用凈水器; 活性炭; 膜過濾; 紫外線消毒

2 家用凈水器的主要凈水工藝及其特點(diǎn) 2.1 活性炭凈水器

我國自來水廠大部分仍采用傳統(tǒng)的常規(guī)處理工藝, 這種凈化工藝主要是去除懸浮物, 膠 體和細(xì)菌, 而其去除溶解性有機(jī)物的效率是極低的, 同時(shí)消毒時(shí)消毒劑氯會(huì)與水中的有機(jī)物 反應(yīng),生成大量的致癌有機(jī)鹵化物(三鹵甲烷,鹵乙酸等);另外隨著水源污染的加劇,通過 傳統(tǒng)的凈化工藝處理的出水已很難滿足人們對飲用水水質(zhì)的要求. 隨著人們生活水平的不斷 提高,人們對生活質(zhì)量也越來越重視,對飲用水衛(wèi)生要求也在不斷提高,凈水器走進(jìn)家庭, 已成為現(xiàn)代居民生活的趨勢. 家用凈水器作為一種微型化的水質(zhì)深度處理裝置. 它的發(fā)展速度很快, 其社會(huì)需求量也 很大.在當(dāng)前及今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi),都將有很大的市場潛力,很有發(fā)展前景.

對家用凈水器的研究與開發(fā)始于六十年代, 在七十年代達(dá)到高峰并一直持續(xù)至今. 現(xiàn)在 對家用飲水凈水器的研究主要是除有機(jī)物與無機(jī)污染物和除菌. 按工藝流程, 其凈水技術(shù)主 要有以下幾種:

活性炭是目前所有飲用水深度處理技術(shù)應(yīng)用最廣泛的一種深度處理技術(shù), 可經(jīng)濟(jì)有效地 去除嗅,味,色度,氯化有機(jī)物,農(nóng)藥,放射性有機(jī)物及其它人工合成有機(jī)物,且生產(chǎn)方便. 活性炭是一種多孔性物質(zhì), 內(nèi)部具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積. 其中微孔構(gòu)成的內(nèi) 表面積占總面積的 95%以上,活性炭對有機(jī)物的去除主要是微孔吸附作用.活性炭的孔徑 特點(diǎn)決定了它對不同分子大小有機(jī)物的去除效果不同. 活性炭的孔隙一般可分為大孔, 過渡 孔和微孔.大孔主要分布在活性炭表面,對有機(jī)物的吸附作用甚微.過渡孔是水中大分子有 機(jī)物的吸附場所和小分子有機(jī)物進(jìn)入微孔的通道.微孔則是活性炭吸附有機(jī)物的主要區(qū)域. 炭粒之間形成了具 壓縮活性炭棒是將細(xì)炭粉經(jīng)過燒結(jié)加以粘合劑壓縮而成的活性炭體, 有特定孔隙分布的立體交錯(cuò)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu). 通過粉狀活性炭的吸附作用可將水中的濁度, 有機(jī) 物等去除, 通過壓縮活性炭棒的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)所具有的篩分作用又可以截留大分子物質(zhì), 細(xì) [1] 菌等.試驗(yàn)表明 :采用壓縮活性炭棒聯(lián)用技術(shù)的家用凈水器安全性高,這種凈水器發(fā)展 前景廣闊.試驗(yàn)結(jié)果顯示,這種凈水器對高錳酸鹽指數(shù),濁度,色度,細(xì)菌總數(shù),大腸菌群, NH3—N等水質(zhì)參數(shù)去除效果明顯.

項(xiàng)目來源:國家科技重大專項(xiàng)資助(No. 2008ZX07421-002; 2008ZX07422-005)

2.2 膜過濾凈水器

以超濾膜為主。

2.3 復(fù)合型凈水器

膜過濾技術(shù)是以高分子分離膜為代表的一種新型的流體分離單元操作技術(shù). 膜過濾法的 最大特點(diǎn)是分離過程中不伴隨有相的變化, 僅靠一定的壓力作為驅(qū)動(dòng)力就能獲得很高的分離 效果,是一種非常節(jié)省能源的分離技術(shù).膜分離技術(shù)在飲用水深度處理中有廣泛的應(yīng)用,根 據(jù)膜孔徑大小可分為微濾(MF,孔徑 0.1—10m),超濾(UF,孔徑 0.001—0.1m),納濾(NF, 孔徑 0.0005—0.005m)和反滲透(RO,孔徑 0.0001—0.001m)等. 在選擇膜時(shí),應(yīng)根據(jù)需要和進(jìn)水水質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)哪?膜孔徑大了則影響出水 效果,不 能滿足需要,膜孔小了,則所需工作壓力高,且通量低,易堵塞,從而大提高了成本. 納濾膜是在80年代后期研制開發(fā)的一種新型的分離膜,由于納濾膜平均孔徑在1~3納米 之間而且其工作壓力一般為0.5～2.0MPa故又稱為超低壓反滲透膜.納濾孔徑范圍介于反滲 透膜和超濾膜之間, 對污水中分子量為數(shù)百的有機(jī)小分子具有分離特性, 有效截留分子量界 限約為200~1000.通過納濾膜能保留大多數(shù)人體必須的無機(jī)離子,出水效率高[6,7]. 由于納濾膜特殊的孔徑范圍和制備時(shí)的特殊處理(如復(fù)合化,荷電化) ,使得納濾膜具 有較特殊的分離性能,在脫色和去除有機(jī)物(TOC) ,飲用水中加氯前三鹵代烷(THA)前 驅(qū)物(腐植酸和灰黃霉酸) ,海水中的硫酸鹽,水的硬度以及地下水中的硝酸鹽,放射物質(zhì) [7] 和硒等方面效果顯著 .

面對越來越嚴(yán)重的水污染, 依靠單一的活性炭吸附或膜過濾已無法使水凈化到理想的效 果,因此復(fù)合型凈水器得到發(fā)展. 復(fù)合型凈水器由兩種或兩種以上凈水材料組成, 但不是簡單的不同凈水工藝相疊加, 而 是優(yōu)勢互補(bǔ),相互影響以達(dá)到較理想的凈水效果. 常見復(fù)合型凈水器的凈水流程有以下幾種[8]: I. 進(jìn)水→載銀活性炭→微濾(超濾)→出水 II. 進(jìn)水→載銀活性炭→陽離子交換樹脂→微濾(超濾)→出水 III. 進(jìn)水→2UM 膜微濾→活性炭→0.2UM 膜微濾(超濾)→出水 IV. 進(jìn)水→PP 熔噴濾蕊→微濾(超濾)→出水 V. 進(jìn)水→微孔陶瓷→活性炭→陽離子交換樹脂→出水

活性炭纖維是有機(jī)炭纖維經(jīng)活化處理后形成的一種新型吸附材料,具有發(fā)達(dá)的微孔結(jié) 構(gòu),巨大的比表面積,以及眾多的官能團(tuán).其吸附速率較顆?；钚蕴靠斓枚?再生時(shí)也易脫 附. 由于表面大量的含氧官能團(tuán)使活性炭纖維對某些極性吸附質(zhì)具有特殊的吸附能力, 這有 [2] 利于去除水中的氯仿 . 活性炭凈水器在運(yùn)行中也存在一些問題, 如果進(jìn)水存在氨氮, 則出水亞硝酸鹽濃度會(huì)有 所增加,這是由于活性炭層中發(fā)生了生物氧化——硝化作用.另外,活性炭使用后,被活性 炭吸附的有機(jī)物會(huì)成為細(xì)菌繁殖的溫床而使出水中細(xì)菌增多. 在活性炭上滲銀能起到殺菌和 + 使蛋白質(zhì)凝固, 抑制細(xì)菌生長的作用, 這主要是由于 Ag 對組成細(xì)菌的蛋白質(zhì)酶有破壞作用, 因而使菌體彎曲變形而死亡[3],但如果滲銀活性炭質(zhì)量不過關(guān)則會(huì)出現(xiàn)漏銀現(xiàn)象,使出水銀 離子濃度超出國家相關(guān)用水標(biāo)準(zhǔn), 而且滲銀活性炭的消毒功效不能持久. 對于在活性炭使用 后其上繁殖的細(xì)菌會(huì)使出水細(xì)菌總數(shù)往往會(huì)超標(biāo), 建議后置消毒設(shè)備, 以保證出水能夠生飲. 有些凈水器安裝了三碘樹脂消毒劑, 這會(huì)使運(yùn)行初期水呈黃色或甚至紅色, 而且可能使水中 [4] 的碘含量超標(biāo),人體攝入過多的碘則能引起高碘甲狀腺腫 ,如果有條件的話,最好采用紫 外滅線消毒[5].

VI. 進(jìn)水→磁化→活性炭→微濾→礦化→磁化→出水 可以看出復(fù)合型凈水器主要是利用活性炭去除余氯,有機(jī)致突變物,色度,異味,以膜 過濾去除懸浮顆粒及微生物;以陰陽離子交換樹脂降低水的硬度,鐵,氟等,從而達(dá)到凈化 水質(zhì)的目的. 復(fù)合型凈水器由于其價(jià)格適中,操作簡便,處理效果好而成為當(dāng)前凈水器發(fā)展的熱點(diǎn). 3 當(dāng)前凈水器存在的主要問題 1)由于凈水器是最近幾年才快速發(fā)展起來的,所以其相關(guān)國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),凈水器材料 使用要求,出水水質(zhì),管理辦法等法律法規(guī)還有待完善; 2)對凈水器的科研投入不夠,這主要由于凈水器量產(chǎn)的規(guī)模還不夠,大型凈水器企業(yè) 還不成規(guī)模,這就造成了凈水器的生產(chǎn)過程規(guī)范化程度不高,處理工藝也大同小異.相信凈 水器的巨大商機(jī)及對其加大科研而帶來的遠(yuǎn)期效益會(huì)促使各方加大對凈水器的科研的投入; 3)有些凈水器存在二次污染的問題,如有些凈水器剛開始運(yùn)行時(shí)效果還很明顯,但時(shí) 間長了,諸如出水總細(xì)菌數(shù)超標(biāo)等問題出現(xiàn)了,所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從長期來考慮.

參考文獻(xiàn)

2002,29(8):61-64 [3] 王嶺. 載銀活性炭的研究.凈水技術(shù)[J]. 1994 (2):9-14 [4] 朱惠剛. 凈水器的凈水效果.環(huán)境與健康雜志[J]. 1994,11(9):186-189 [5] 岳舜琳. 家用凈水器的選擇. 技術(shù)交流[J],2004,7:34-35 [6] 李卉, 李光明. 納濾膜在水處理中的應(yīng)用. 江蘇環(huán)境科技[J], 2006,19(2):130-132

家用凈水器市場的巨大潛力必將推進(jìn)其快速發(fā)展,對于發(fā)展方向,筆者認(rèn)為: 1) 加速推進(jìn)凈化材料的發(fā)展,一方面新型的凈化材料必將大大提高出水水質(zhì),另一方 面隨著材料制造工藝的發(fā)展, 必將大幅降低凈水器的總體成本, 這無疑加速了凈水器的推廣. 2) 根據(jù)不同進(jìn)水水質(zhì)及不同需求優(yōu)化處理工藝.水質(zhì)一般因地而異,如我國北方水質(zhì) 硬度大,而南方水質(zhì)有機(jī)物污染嚴(yán)重故宜采用不同的工藝. 3) 防止凈水器帶來二次污染,如凈水器上細(xì)菌的生長會(huì)使出水總細(xì)菌數(shù)超標(biāo),滲銀活 性炭若質(zhì)量不過關(guān)則會(huì)出現(xiàn)漏銀現(xiàn)象, 三碘樹脂消毒劑使用不當(dāng)能使水中的碘含量超標(biāo), 反 滲透處理效果雖好, 但同時(shí)也將原水中對人體有益的礦物質(zhì)和微量元素也幾乎全部去除, 故 應(yīng)采取相關(guān)措施防止由凈水器本身所帶來的不利影響. 4) 納濾由于其工作壓力要求低,可直接用自來水壓力,而且納濾能去除水中的各種懸 浮物,膠體,大分子,有機(jī)物,微生物,病毒等,也能去除對人體危害較大的鹵代有機(jī)物和 部分大基團(tuán)的無機(jī)鹽, 其應(yīng)用前景巨大. 5) 在消毒方面,紫外線消毒發(fā)展空間巨大.傳統(tǒng)的加氯消毒會(huì)產(chǎn)生致畸,致癌,致突 變的消毒副產(chǎn)物 (DBPs) 對人體健康的潛在影響極大, , 而臭氧消毒也由于其制取設(shè)備復(fù)雜, 運(yùn)行費(fèi)用高,消毒后也可能存在 DBPs,因而沒有得到推廣.紫外線消毒不僅不需投加任何 藥劑,而且不產(chǎn)生 DBPs,殺菌速度快,滅菌率高,管理和自動(dòng)化程度高,是一種綠色的消 毒方式.

[1] 解磊, 楊秀妍, 白景峰等. IBAC—壓縮活性炭棒聯(lián)用技術(shù)家用凈水器的可靠性研究應(yīng)用科技. [2] 孫治榮 范延臻 王寶貞.國內(nèi)外飲用水凈水器的發(fā)展現(xiàn)狀評述[J].哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào). 1999,4(32):61-64

[7] 盧紅梅. 納濾膜的特性及其在國內(nèi)水處理中的應(yīng)用進(jìn)展.過濾與分離[J], 2002,12(1):38-41 [8] 李長青, 王明法, 吳小輝等. 國產(chǎn)家用凈水器現(xiàn)狀和發(fā)展. 中國公共衛(wèi)生[J], 1999 15(6):537-538

A brief talk on the development of household water purifiers

Zhou Lingling1, Wu Daoji2, Zhang Yongji3

1. School of Municipal Environmental Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150090, China; 2. College of Environmental and Municipal Engineering; Shandong Jianzhu University; Jinan 250101; China; 3. College of Environmental Science Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; Abstract:These theses mainly describes the main purification process which is mainly depending on activated carbon and membrane filtration technology and their optimization and strengthen technologies as well as some compound water purification processes which are based on activated carbon and membrane filtration technology.

Pose problems which are based on the current state of the development of household water purifiers. The problems

direction from many aspects.

Keywords: household water purifiers; activated carbon; membrane filtration; ultraviolet disinfection

include the imperfect production standards and management methods. Give a brief outlook of its development

3M凈水器官網(wǎng)是哪個(gè)？

一般在百度上都官網(wǎng)的話，都是有認(rèn)證的，哪些沒有經(jīng)過認(rèn)證的不要相信，因?yàn)槁犝f有不少假冒官網(wǎng)呢~我自己有時(shí)候都會(huì)不小心進(jìn)錯(cuò)網(wǎng)站的。品牌官網(wǎng)上都是有藍(lán)色“官網(wǎng)”字樣認(rèn)證的，注意，是背景顏色為藍(lán)色的官網(wǎng)字樣哦~

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國內(nèi)凈水器前景不錯(cuò)，我聽做了【怡盛源凈水器▲品牌的朋友說，這兩年來凈水器前景確實(shí)可以；現(xiàn)在他每天招了兩個(gè)水電安裝工給用戶安裝凈水器都忙不過來，有時(shí)都得親自掛帥，上門為客戶服務(wù)安裝；聽他這么一說，過完年我也考慮做下這個(gè)牌子

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