❶ 為什麼要買凈水器,凈水器有何效果
一句話:改善自來水,可以生飲;替代桶裝水,更便宜、更衛生。
目前我國各地的水質都存在一些安全隱患。如北方地區普遍水質較硬,尤其是我所生活的山西省,易致結石病等影響人體健康;南方地區普遍重金屬超標,對人的肝、膽、腎等造成危害。凈水器可針對不同地區,進行針對性的凈化,使飲用水的各項指標符合健康要求。
目前家庭飲用水主要來源有:自來水燒開;桶裝水接飲水機;直接購買瓶裝水用於日常生活等。分別分析凈水器相對各種方法的優越性。
1、自來水燒開後,依然無法去除水垢、重金屬、揮發性物質及細菌屍體等污染。
自來水經氯氣消毒後,可以殺滅病毒、細菌,但無法去除水垢、重金屬、揮發性物質等,而且病毒和細菌的屍體也依然存在,並且經氯氣殺毒後,會有餘氯存在於水中。自來水經管道長途運送後,易受二次污染,鐵銹、泥沙、細菌等會再次對自來水的水質造成影響,特別是對於高層住宅來說,因為要進行二次加壓,所以樓頂一般都有水箱,這種水箱會使入戶的自來水被泥沙、鐵銹、細菌等污染。所以自來水基本都會選擇燒開了再喝,但燒開只能解決細菌問題,無法解決泥沙、鐵銹、水垢、重金屬、揮發性物質和細菌屍體等問題,所以只是燒開,飲用水的水質不會得到根本改善。
2、桶裝水接飲水機,成本高、有效期短、更易受二次污染。
桶裝水一桶約為七~十元不等,成本較高,而且這種水多數都是用大型凈水器或者純水機加工的自來水,很少有天然井水面市。同時桶裝水存放時間短,易變質,與飲水機連接使用後處於開放狀態,會被空氣中的污染物污染,因此不是理想的飲用水解決方案。
3、瓶裝水成本極高,不適合家庭日常使用。
瓶裝水被少數富貴家庭列為日常用水,但這種方法成本太高,且效果未必如凈水器。
4、使用凈水器,可有效過濾各類污染物質,達到生飲標准,且成本相對較低。
凈水器是純物理的過濾方法,可以有效的去除各類污染物,如細菌、余氯、重金屬、水垢(鈣鎂等)、揮發性物質、鐵銹、泥沙等,且成本相對桶裝水來說要低很多,出水口感好,可以直接飲用,無需燒開,所以是家庭最理想的飲用水解決方案。
1、僅需解決飲用問題
對於水質較好的地區,特別是新住宅樓,由於管網設施較新,因此自來水質較好。如果僅考慮飲用水(這里包括煮飯、燒菜所使用的水),那麼僅需配置一台廚房凈水器即可。此凈水器體積相對較小,安裝於水槽下方(因為此處一般是廚房上水所在地),根據不同品牌和型號有單棒、雙棒、多級多棒等類型。安裝後,水槽上需添加一凈水龍頭,有條件的最好在水槽上方安裝一台壁掛式的飲水機(管線機),可加熱或製冷,這樣飲水就方便了。
對於僅供飲用的凈水器來說,一般水流量較小,每分鍾大約3-5升,但特點是過濾全面、水質極佳,可以直飲,是健康的好水。山西省內同學選購時,應選擇增加除垢功能的凈水器(有些產品稱為「石灰質抑制功能」);如果家裡有嬰幼兒的,最好選擇增強除鉛功能的凈水器;有一些產品,凈化比較全面,具有除鉛、除石灰質、除余氯、揮發性物質等全面功能,出來的水堪稱極品,但缺點是水流小,且更換濾芯較為頻繁。
2、解決洗澡、洗衣服、飲用等全面問題
家裡一般有兩個需要上水的位置,就是廚房和衛生間。對於這兩個地方,如果都要求有較好的水質來使用,則需要配置家庭整體解決方案。一般來說,衛生間的水是用來洗臉、洗衣服、洗澡的,並不飲用,因此有條件的家庭可以考慮衛生間添置軟水機;而廚房因為是飲用為主,可以單獨配置凈水機。
也許有TX懷疑,洗澡和洗衣服還需要好水嗎?答案是肯定的。因為人體內的水,只有30%是通過直接飲用進入人體的,其餘70%都是通過體表的細胞交換進入人體。因此在水質不好的地區,洗澡、洗衣服也應該將水凈化。
(1)家庭配置軟水機的解決方案
軟水就是去除鈣、鎂離子的水,這種水水質細膩、柔滑,用來沐浴或洗衣服可以極大程度減少沐浴液或洗衣粉、香皂產品的用量,同時使皮膚光滑、衣物或毛巾不會出現干硬、板結等現象,功效神奇。但前文也說過,軟水機使用復方磷酸鹽進行離子交換來軟水,所以鈉離子超標,因此軟水不能直接飲用。而且復方磷酸鹽是消耗品,因此軟水機不但昂貴,而且維護成本也較高。
如果家庭有條件,可以在衛生間配置軟水機,在廚房配置凈水器。為了保護軟水機和凈水器,最好在總管路上添加中央前置處理器或中央凈水器,目的是以較低成本保護家裡的管道、涉水電器和凈水器,使其更安全、更長效的工作。
(2)家庭配置中央凈水器或中央前置處理器的解決方案
相對於軟水機來說,中央前置處理器較為低廉,而中央凈水器也較便宜,且功效也不錯。
所謂中央前置處理器,其實是一種不銹鋼編織的微濾膜。這種膜孔徑較大,只能用來阻擋泥沙、鐵銹、紅蟲等大顆粒物質,主要目的不是為了凈水,而是為保護家庭的管道和涉水電器不受雜質影響。經中央前置處理器處理的水,可以達到自來水出廠的標准。但不能直接飲用。
所謂中央凈水器,其實也是一種超濾膜。相對於廚房凈水器來說,這種產品的出水量大,每小時至少在1噸以上,可以裝在家庭進水的總管道出口,滿足整個家庭對凈水的需求。這種過濾後的水,也可以達到生飲標准,用來洗澡、洗衣服也不錯。但這種產品的凈水效果不如廚房凈水器,出水口感不佳,而本身又不具有軟化效果,因此也不如軟水機。所以如果家庭要配置中央凈水器,建議一定要至少再配置一台廚房凈水器,保證飲用水的品質。
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❷ 寫論文的時候要用,國內家用凈水機的發展史,請高手介紹一下。
凈水機1990年從國外進入中國,經過20年來的發展,已經走進尋常百姓家,而且目前國內的企業已經占據了國內市場,比如九陽冰藍凈水機,憑借過硬的技術,勢必在國內取得優秀戰績。
❸ 凈水器說明文
相信大家都不可避免地要接觸到作文吧,尤其是作為主要學習作文類別之一的說明文,說明文通過對客觀事物的說明或對抽象事理的闡釋,使人們對事物的形態、構造、性質、種類、成因、功能、關系或對事理的概念、特點、來源、演變、異同等能有科學的認識。我們應該怎麼寫這類型的作文呢?以下是我整理的凈水器說明文精選5篇350字,供大家參考借鑒,希望可以幫助到有需要的朋友。
法蘭尼凈水器發源於法國,成立於1870年法國巴黎,法蘭尼凈水器成立之初主要發展方向是家用凈水器行業,1890年成立商用凈水事業部,加大在海水淡化,污水處理方面的凈化,成為19世紀唯一的凈水器生產廠家,法蘭尼被國際品牌聯盟和萬國品牌網授予凈水行業品牌世家,生產國際第一台純水機,國際第一台廚房凈水器,國際第一支超濾膜,國際第一支RO膜的凈水器生產廠家。法蘭尼凈水器是國際著名高端品牌,20xx年法蘭尼凈水器被深圳地區凈水器各個廠家推薦為中國凈水器行業協會理事單位。精微膜U-PVC技術研發者和技術擁有者,創造國家家電行業經典品牌。20xx年法蘭尼U-PVC技術被譽為國際凈水行業的革命,徹底改變凈水技術,U-PVC精微膜的好處就是過濾精度更高,是PVC技術,PAN技術過濾精度的1000倍。U-PVC技術領先凈水器行業現有技術40年,在未來40年內無法被同行獲取。法蘭尼U-PVC技術被譽為國際凈水金牌技術,U-PVC精微膜優於PVC和PAN,採用內壁鏡面光滑技術,膜孔均勻,親水性,抗酸鹼性,抗壓能力更強,使用壽命長達6年。法蘭尼自成立以來,每年有一百多項專利技術,在世界130多個國家申請專利技術保護,法蘭尼擁有1300多項專利發明技術,從凈水器濾芯技術材料,到卡口開關囊括了凈水器產品的每一個細節,法蘭尼的技術優勢成為國際消費者認可法蘭尼的高端理由。
凈水器也叫凈水機、水質凈化器,是按對水的使用要求對水質進行深度過濾、凈化處理的水處理設備。平時所講的凈水器,一般是指用作家庭使用的小型凈化器。
其技術核心為濾芯裝置中的過濾膜,目前主要技術來源於超濾膜、RO反滲透膜、納濾膜三種!
凈水器按管路設計等級劃分可分為漸緊式凈水器和自潔式凈水器兩大類。傳統凈水器是漸緊式凈水器,它的內部管路設計濾芯前松後緊,由PP熔噴濾芯、顆粒碳、壓縮碳、RO反滲透膜或超濾膜、後置活性炭,一般是此5級依次首尾相連組成。截留物沉積於濾芯內部,需要定期人工拆洗,以確保機器正常運作。另一類是更為先進的自潔式凈水器,機內設計兩條通道,增加了一條洗滌水通路,作為平常普通生活用水的`洗滌水經過通路時對機內濾芯特別是膜濾芯的原水側起到沖刷以達到自行清潔的作用,並利用開閉洗滌水龍頭的瞬間即頭尾兩段本來就流掉的水將截留的污物及時並快速的排出,此結構設計得合理,省去人工拆洗的麻煩,免除機構本身的再次污染,同時,又降低了能耗費用。
但請消費者注意識別,自潔式凈水器不同於市面上所見到的自動排污凈水器、電腦自動沖洗凈水器和自動反沖洗凈水器,前者是整機自潔,也就是說對機器內部的所有濾芯都有一定的自行清潔功能;後者僅對其中一個濾芯進行沖洗而非整機。通俗的講,自潔式凈水器相當於在管路上安了垃圾處理器,污物隨時清理出去,不在機內停留。而傳統非自潔式凈水器等於在房間內擱置了多個垃圾桶,污物平常暫存於機內,故需要定期排污、拆洗和頻繁更換濾芯。凈水器的功能就是過濾水中的漂浮物、重金屬、細菌、病毒、余氯、泥沙、鐵銹、微生物等都去除掉,它具備精度高的過濾技術,家庭使用的凈水器五級過濾技術第一級為濾芯又稱PP棉濾芯(PPF),第二級顆粒活性碳(UDF)濾芯,第三級為精密壓縮活性炭(CTO)濾芯,第四級為反滲透膜或超濾膜,第五級為後置活性炭(小T33)。凈水器不僅對自來水污染比較嚴重的地區適用,也能過濾到常規自來水中的余氯,同時可以改善用水口感。20xx年8月國家衛生計生委辦公廳印發《涉及飲用水衛生安全產品標簽說明書管理規范》明示涉水產品標簽和說明書中不得標注「酸性水」、「鹼性水」、「活化水」、「小分子團水」、「功能水」、「能量水」、「富氧水」等內容。
家用凈水器就是對自來水進行深度處理的飲水裝置。家用凈水器開始於20世紀50年代,到20世紀70年代開始流行,一致持續至今。特別是在20世紀美國首次發現自來水中存在著消毒副產物開始,作為一種家庭自我保護的裝置,美國許多家庭開始安裝和使用。
1、PP棉濾芯凈水器:也就是裝有各種PP棉濾芯的單筒凈水器,該機器一般價格低,但是濾芯比較容易堵塞,更換頻率較高,過濾的精度也不是很高,這個僅僅用於水的初步過濾,不能直接飲用。
2、復合燒結活性炭凈水器:主要過濾介質為活性炭棒。活性炭棒通常由不同粒徑的活性炭粉和粘接材料高溫燒制而成。 [2]
特點:由於活性碳粉的多孔結構(據估算,3~5克活性碳粉的比表面積相當於一個標准美式橄欖球場大小),燒制之後的活性碳棒非常緻密,對於自來水中的異味、氣味、余氯和揮發性有機物等污染物具有很高的去除效率,部分廠家生產的活性炭棒甚至可以按照美國NSF53標准過濾孢子孢囊,並能保留水中的礦物質,無需使用微濾、超濾等額外的過濾介質。
另外,在活性炭棒的燒制過程中,可以通過特殊工藝配方添加其他過濾介質,讓活性炭棒復合更多的具備去除揮發性有機物污染物(VOC)、重金屬 等指標的功能。
由於復合燒結活性炭棒的優異性能,該類產品可以直接用於飲用、烹飪等過濾要求很高的場合。
該類產品也可以整合醫療級別的折疊除菌膜,可以達到0.2微米絕對過濾精度,有效過濾水中超過99.99%的致病細菌,孢子包囊等微生物,保證更潔凈飲水。 [2]
復合燒結活性炭凈水器常見的標准或者規范為中華人民共和國衛生部(MOH)「生活飲用水水質處理器衛生安全與功能評價規范」 [3] 和美國國家衛生基金(NSF)的NSF/ANSI 42, NSF/ANSI 53。 [4]
3、RO反滲透純水機:純水機可以完全去除水中的有害物質,同時也去除水中的礦物質,凈化之後的水是純凈水。水的壓力不夠它的工作壓力,所以還需要增壓泵,需要藉助電力和壓力。它較大的缺點就是廢水比較多,一般要過濾掉50%左右的廢水。它的凈化成本較高,產水量較少,只能用於解決飲水問題。
中央凈水器是一種大型的家用水處理設備,起源於1832年,適合全屋中央凈水,其核心技術主要是微濾(PP纖維棉和活性炭)、超濾(中空纖維)、KDF、ACF、陶瓷濾芯等。
凈水器
是一種水處理設備。中央凈水器可以分為兩大種類。
以吸附置換過濾為主的中央凈水機: 主要成分有活性炭 KDF等等。
以物理攔截過濾為主的中央凈水機:主要成分有超濾膜 中空絲膜。
全屋中央凈水器
適合全屋中央凈水。全屋凈水機的流量大,故能提供又有中央全屋凈水機的說法。以全屋凈水機為核心的凈水方案,再通過安裝兩個不同水質的用水龍頭,用以滿足廚房不同用水情況的要求。 全屋凈水機主要是通過超濾膜的高精度凈化工藝,對水質進行有效的凈化,去除水中可能含有的泥沙、鐵銹、細菌、懸浮物、藻類、大分子有機物等多種有害物質,製造適合於廚房食用水的凈水。
家庭中央凈水器
安裝在主進水管道,過濾自來水中泥沙、鐵銹等大顆粒物質,進口KDF、椰殼顆粒活性炭等核心濾材,能吸附自來水中對人體健康威脅最大的氯及水中的異色、異味等有害物質、進而改善凈化水的口感。
家庭中央軟水機
安裝在主進水管道,全面軟化家庭生用水。長期使用軟水,還可以有效維護熱水爐等用水設備,延長設備使用壽命,可以使衣服柔軟清潔,皮膚光澤細膩。
凈水器濾芯裡面一般都是KDF以及活性炭,濾芯是使受到污染的水被潔凈到生產、生活所需要的狀態,也就是使水達到一定的潔凈度。除去水中的固體顆粒,殺滅細菌、濾除有害化學成分。
凈水器濾芯根據濾出水用途的不同,所使用的濾芯的種類也不同:
凈水器濾芯活性碳濾芯
活性炭濾芯產品有兩大類:
壓縮型活性炭濾芯、散裝型活性炭濾芯。
1、壓縮型活性炭濾芯採用高吸附值的煤質活性炭和椰殼活性炭作為過濾料,加以食品級的粘合劑燒結壓縮成形。壓縮活性炭濾芯內外均分別包裹著一層有過濾作用的無紡布,確保炭芯本身不會掉落炭粉,炭芯兩端裝有柔軟的丁晴橡膠密封墊,使炭芯裝入濾筒具有良好的密封性。
2、散裝型活性炭濾芯將所需要的活性炭顆粒裝入特製的塑料殼體中,用焊接設備將端蓋焊接在殼體的兩端面,殼體的兩端分別放入起過濾作用的無紡布濾片,確保炭芯在使用時不會掉落炭粉和黑水。根據客戶的需要,殼體端蓋可做成不同型號的連介面。介面方式有:平壓式、管道式。
凈水器濾芯PP濾芯
PP濾芯也叫做PP熔噴濾芯,熔噴過濾芯由聚丙烯超細纖維熱熔纏結製成,纖維在空間隨機形成三維微孔結構,維孔孔徑沿濾液流向呈梯度分布,集表面、深層、精精過濾於一體,可截留不同粒徑的雜質。濾芯精度范圍0.5-100μm,其通量是同等精度峰房濾芯的1.5倍以上,可配置不同型號的端蓋接頭,滿足各種工程安裝的需要。
❹ 關於水的科學論文
現今隨著社會的不斷發展,人們生活中飲水的質量安全問題也越來越重要,下面是我為大家精心推薦的關於水的科學論文,希望能夠對您有所幫助。
關於水的科學論文篇一
淺析水處理技術
摘 要現今隨著社會的不斷發展,人們生活中飲水的質量安全問題也越來越重要,從而對水處理技術也提出了更高的要求。本文根據對現今水處理技術的基本情況進行詳細的分析,對主要的水處理技術進行深入的闡述,從水處理技術當中的重點內容和操作的難點進行全面的分析,力求在實際當中加強此項技術的運用,為城市以及農村地區的飲水安全問題作出微薄的貢獻,也為人民的生活提供更高的保證。
關鍵詞水處理;技術;應用
Abstract: Nowadays, with the continuous development of society, people living drinking water quality safety problem is becoming more and more important, thus the water treatment technology has put forward higher requirements. According to the current water treatment technology the basic situation in detail, the main water treatment technology are expounded from the water treatment technology, the key content and the operation difficulty to undertake comprehensive analysis, in order to strengthen the actual technique, as the city and rural area drinking water safety issues a modest contribution, also for people's life with higher guarantee.
Key words: water treatment; technology; application
中圖分類號:TU45 文獻標識碼: A 文章 編號:2095-2104(2012)01-0020-02
現在,在許多地方,由於常年開發與環境的污染破壞,導致水源被污染的程度比較的嚴重,對當地人民的飲水質量安全造成了較大的威脅。所以,為了保證飲用水的安全,根據國家頒布的生活飲用水的標准,需要對水源進行一系列技術上的處理,使其達到相關的要求和規范,減少水源中存在的高氟、苦咸、高砷以及微生物病害等問題,解決影響人民生和質量和身體健康的質量問題。本文根據對水處理技術進行多角度的詳細分析和探討,對其中存在的實際問題進行深入的剖析,力求這項技術可以在人們的日常生活當中得到更加廣泛的運用,根據對技術特點和操作的詳細分析,得出各種技術分別適用於哪些環境下,並且,針對實際使用和操作當中的情況,對採集到的數據進行詳細的分析,對比得出不同的水處理技術當中的優缺點,幫助水處理技術在實際當中得到更好的應用,為人民的生活質量提供更加優質的保障,也為社會的發展做出積極的貢獻。
一、主要水處理技術的分析
一般的來講,在水處理的技術當中,比較常用的是離子交換技術、膜反滲透技術、電滲析技術、復合多介質過濾技術以及電絮凝技術,在這幾項技術當中,根據實際的使用和操作情況來看,膜反滲透技術存在有運行成本較高的問題,在操作和使用過程當中,會造成成本的增加,不利於解決實際的問題。同時,電滲析技術也存在有同樣的問題,雖然其在理論上面操作的成本不是非常的高,但是在實際工程當中不同的設備,造成的運行費用會比較的高。離子交換技術由於介質更換較為頻繁的緣故,在實際的使用和操作當中會造成管理的復雜和應用上的不便,運行費用則是根據實際情況來確定,不同的介質來源和更換的頻率都會造成其成本的不同。另外兩種技術,電絮凝技術和復合多介質過濾技術,是現今的兩種較新的技術,本文將對這兩種技術進行細致的分析,其中,電絮凝技術集中了電化學技術上的一些優勢,與此同時,此種技術還具有運行操作費用較低、管理較為簡易的優點,而復合多介質過濾技術,克服了其他的離子交換技術上的一系列的缺點,在運行成本和操作使用上面進行了多方面的改進和提高。這兩項技術是當今運用最為廣泛的兩種技術,不僅是因為其可以很好的控制使用的成本,更是因為其管理方面和操作方面的優勢,符合現今水處理技術的選擇原則。一般的來講,水處理技術應當遵循幾個方面的原則,首先,最為重要的一點就是一定要保證飲用水的安全,在進行相關的處理之後一定要達到相應的要求和規范;第二,技術需要安全可靠,需要成熟的技術,設備以及理論方面都較為全面;第三,運行費用要較低、管理要較為方便,不能選擇會造成很大成本的技術和設備,同時也不能選擇管理起來較為麻煩的技術,尤其是在一些較為貧困的地區,更是要對技術的成本進行嚴格的控制,要對技術的繁瑣程度進行嚴格的把握;最後一點,投資需要盡量的節省,在滿足了以上幾點原則之後,需要對技術的投資進行一系列的節省,這一點對於維持經濟發展和保證經濟效益來講,有著較為重大的意義和作用。根據以上的闡述,可以對現今的水處理技術現狀有著一個較為詳細的了解,下文就將對電絮凝技術和復合多介質過濾技術進行深入的剖析,通過採集數據的結果對兩種技術進行多方面的對比,旨在加強水處理技術在實際當中的應用。
二、電絮凝技術原理和流程分析
電絮凝技術是一種電化學技術,它集中了電化學當中的一些優點,使用電能來對化學試劑進行有效的替代,在減少了經濟成本的同時,還能較為有效的去處水源當中的重金屬以及懸浮固體等等物質,對乳化有機物以及其他的污染物質都能進行科學合理的去除,是一項新興的技術,在實際的使用和操作當中已經得到了不斷的完善,效果也得到了多方面的認可。電絮凝技術真正起步於上個世紀末期,但是其理論在上個世紀的初期就已經逐步的建立起來,由於設備的不成熟和實踐較少,所以一直都沒有得到廣泛的運用,一直到上個世紀的末期,才真正的在實際使用當中得到改進和提高。現今,這項技術已經有了較大的突破,在歐美等國,已是水處理當中使用的主要技術之一,在合理的控制了經濟成本和設備的管理的同時,取得的效果也是比較的顯著。下文將對其主要的技術和操作進行詳細的分析。
電絮凝技術通過對多塊鋼板進行直流加電,從而在鋼板之間產生電場,待處理的水流在進入到鋼板之間的縫隙之後,正在進行通電的鋼板會有一部分被消耗,進入到水源當中,與此同時,電場中的離子和非離子的污染物質,在受到了電場的作用之後,和電場中電離出來的產物進行相互的反應作用,電場中的消耗水也加入到反應中去,各種離子之間相互作用,以最為穩定的形式結合成一些固體顆粒,在水流中逐漸的沉澱出來,達到了凈化水的目的,這就是電絮凝技術的主要工作原理。在電絮凝技術當中,水源由井池進入到均化池當中,均化池的作用是平衡水泵當中的水量,很好的控制其與電絮凝反應器當中的水流量之差,對反應的進行作嚴格的保障。然後,水流進入到反應器當中,一般的來講,是兩個反應器連接在一起,將水從均化池當中抽入至反應器,內部置有鋼板,可以與水中電離出的離子進行反應,可以達到預處理的目的和效果。在反應器的底部,設置有一個傾斜的空腔,這個空腔的作用是將水流當中的較重的顆粒吸引進去,對水流中還存在的一些鐵垢等污染物質,一並進行處理,這些物質由於質量較重,會逐步的沉入到空腔當中,不會隨著水流一起前進。然後,水流會依次經過污泥儲存設備、除沫池、沉澱池以及沙濾池等等,在其中進行進一步的污染物質處理,完成一系列的工藝流程,除去水中的顆粒、塵埃物質以及砂石等等,達到最佳的水處理效果。根據實際當中的使用和操作情況來看,電絮凝技術的效果比較良好,在合理的控制了成本和設備管理的情況下,達到了較好的使用效果。
三、復合多介質過濾技術原理和流程分析
復合多介質過濾處理技術,根據對水源進行一系列的物理處理,符合環保以及能耗低的要求,沒有化學葯劑的使用,在達到水源處理的要求和標準的同時,對成本也進行了較好的控制,整個處理的過程只需要使用較少的逆清洗水,所以,在實際的使用當中也得到了多方面的認可,技術也比較的成熟,應用較為廣泛。在復合多介質過濾處理技術當中,由於一系列現代化全自動處理系統的運用,可以更加方便的對水源情況進行實時的監控,讀讀數和操作起來較為的便捷,可維護性較強,整個的工藝流程較為簡易,同時,費用成本也較低,是一項現代化的技術。
在復合多介質過濾處理技術當中,水源首先進入到加壓泵當中,加壓泵根據流量以及壓力的要求,將水泵入至水處理系統池當中,進行初步的處理,然後水流經過全自動的逆洗介質處理器當中,處理器可以很好的過濾水流中的泥沙以及沉澱物,然後,在過濾完畢之後,水流進入到逆洗的活性炭吸附器中,此過濾器根據椰殼活性炭的使用,對水流當中的異味進行有效的處理,還可以進一步的清除水中的氯化物,除去水中的臭味。然後,水流依次經過除砷裝置、阻垢器、水紫外線消毒進口等等,對水中存在有的砷、鐵、錳等介質進行一些列的處理,除去水中的水垢,對水流進行臭氧分解以及殺毒,進一步的除去水中的污染物質,達到最佳的水處理效果。上述過程即是復合多介質過濾處理技術的主要工藝流程。
四、數據分析和效果對比
根據某地區使用和操作的效果進行詳細的分析,對比採集的數據可以發現,在使用了水處理技術之後,水中的有害物質明顯的下降,對污染物質起到了很好的處理效果,同時,根據電絮凝技術和復合多介質過濾技術的數據對比,可以看出,兩中技術都有各自的優勢所在,先絮凝技術對比多介質過濾處理技術,其使用和操作方面較為成熟、成本較低,同時管理方面比較的方便,設備的使用壽命以及維護程度都比多介質過濾處理技術強,但是,電絮凝技術也有其自身的劣勢所在,其一次性投資較高,對於較為貧困的地區,不是非常的適用。
五、結束語
綜上所述,可以對現今主要的水處理技術有著一個比較詳細的了解,通過對電絮凝技術和多介質過濾處理技術的詳細闡述,可以對相關技術的工作原理和工藝流程有著較為詳細的掌握,加強相關技術在實際中的使用和操作,加強水處理技術的效果,進一步的降低成本,加強管理,以最佳的方式對水源進行處理,為人民的生活提供最優質的保障。
參考文獻
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王文濤.淺析水處理系統和技術的開發【M】.中國農村水電,2007(4)
王德.淺析水處理技術的選擇以及設備的使用【M】.水利水電資訊,2006(5)
關於水的科學論文篇二
虛擬水與水安全
摘要:虛擬水是水資源領域的新概念,近年來,在與水相關的國際會議上成為討論的熱門話題。初步探討了虛擬水和虛擬水貿易,認為虛擬水作為非真實意義上的水,是通過商品交易或服務來實現的,虛擬水貿易主要表現在糧食貿易上,和國家安全有著密切關系。虛擬水的提出,改變了原有的一些 思維方式 ,拓寬了水資源 研究 的領域,樹立了水資源管理的新理念,最終提供了一條解決乾旱地區缺水的新途徑。
關鍵詞:虛擬水 虛擬水貿易 水安全
一、虛擬水及其特徵
虛擬水是由倫敦大學亞非研究院Tony Allan教授在20世紀90年代中期提出的新概念,是指生產商品和服務所需要的水資源數量。 目前 虛擬水是國際上與水資源相關領域專家和管理者談論的熱門話題,2003年3月18日在日本京都舉行的第三屆世界水論壇,對“虛擬水”進行了熱烈討論。
虛擬水的特徵主要有三點:第一,非真實性。顧名思義,虛擬水不是真實意義上的水,而是虛構的水,是以“虛擬”的形式包含在產品中的“看不見”的水,因此虛擬水也被稱為“嵌入水”和“外生水”。“嵌入水”指特定的產品以不同的形式包含有一定數量的水,如生產1kg糧食需要用1000L水來灌溉,1kg牛肉需要消耗1.3萬L水,這就是在產品背後看不見的虛擬水。“外生水”暗指進口虛擬水的國家或地區使用了非本國或本地區的水這一事實。第二, 社會 交易性。虛擬水是通過商品交易即貿易來實現的,沒有商品交易或服務就不存在虛擬水,並且強調社會整體交易,非個體交易,商品交易或服務越多,虛擬水就越多。第三,便捷性。由於實體水貿易運輸距離長遠、成本高昂,這種貿易通常是不現實的,而虛擬水以“無形”的形式寄存在其他的商品中,相對於實體水資源而言,其便於運輸的特點使貿易變成了一種可以緩解水資源短缺的有用工具。
二、虛擬水貿易及其作用
虛擬水貿易是指一個國家或地區(一般是缺水國家或地區)通過貿易的方式從另一個國家或地區(一般是水資源豐沛的國家或地區)購買水密集型農產品或高耗水 工業 產品,目的是獲得水和糧食的安全,以確保國家安全。虛擬水貿易並非新生事物,它是商品交易的產物,是虛擬水存在的特徵屬性,其 歷史 同糧食貿易一樣悠久。同時,虛擬水數量也隨貿易的增長一直在穩定地增長。
虛擬水貿易主要表現在農產品貿易上——尤其是糧食貿易。國家和地區之間的農產品貿易,從某種意義上來說,是以虛擬水的形式在進口或出口水資源。以往,人們在進行商品交易和服務時,沒有意識到商品背後存在的虛擬水及其重要性。隨著人口的增長,乾旱半乾旱國家或地區的水資源越來越匱乏,導致這些國家和地區出現了水危機,且水安全 問題 造成糧食安全並直接威脅到國家安全。因此,為了解決水安全問題,現在一些缺水國家已清楚認識到水資源壓力問題和以農產品貿易形式存在的虛擬水之間的聯系,並在有意識地進行這類進口貿易,如摩洛哥、約旦、以色列和埃及。
通過貿易建立起水資源豐沛地區糧食的供給與改善缺水地區水資源匱乏狀況之間的聯系,使得缺水國家或地區避免去尋找水源,而是進行大量的、虛擬水含量高的糧食貿易。因此,虛擬水貿易可以緩解進口國或地區自身的水資源壓力,為這些國家和地區提供一種替代水資源供給的 經濟 有效的途徑。通過適當而公平的貿易協議進行虛擬水貿易,對於促進乾旱國家或地區節水,提高全球或區域的糧食安全,改善生態環境都具有積極意義。無形的虛擬水貿易也可以使政府和水問題專家避免陷入無休止的水資源安全性的爭論中。但是,虛擬水貿易也存在負面的 影響 ,可能出現忽視局部水平衡狀況的趨勢,對出口虛擬水的國家和地區,會因為這一貿易對其自身環境產生影響(如過度開發當地的水資源和其他 自然 資源)。對進口虛擬水的國家和地區,如果不能提供其他一些可選擇的作物給農民 種植 或者提供其他的就業方式,虛擬水貿易會剝奪這些農民和他們家庭的生計。
因此,如果將虛擬水貿易作為一項政策,則需要研究虛擬水貿易對於當地自然、社會、經濟、環境、 文化 以及 政治 方面的影響以及它們之間的相互作用,並應 分析 虛擬水對於地緣政治重要性的影響。
三、
水安全通常指有充足的水資源滿足人類社會的物質需求、經濟的 發展 和生態環境的維護。水安全主要包括供水安全、防洪安全和水質安全。水資源短缺、洪澇災害、水質污染直接影響飲水安全、健康安全、糧食安全、經濟安全、社會安全和生態安全等。與虛擬水相關的水安全主要是供水安全。
水安全問題的出現有三方面的原因:一是水資源的不可替代性,水資源是人類生存與社會發展不可或缺的基礎資源,因此水資源被稱為基礎性自然資源;二是水資源供給的有限性,水資源是稀缺資源,人口增長是水資源稀缺的最原始驅動力,由於不能滿足人們對水資源日益增長的需要,因此存在水資源數量和質量等安全供給問題;三是水資源系統的整體性,水資源系統內部存在內在聯系、構成一個有機系統,如果水資源系統結構遭受破壞(例如水質污染)會導致水資源系統功能衰減甚至消亡,進而產生水安全問題。
自虛擬水概念提出以來,虛擬水 理論 已經在水資源短缺的國家和地區得到了一定的 應用 。約旦和以色列等一些乾旱國家已經有意識地制定了規劃政策以減少高水分產品的出口,特別是農作物的出口。實際上這些國家已將虛擬水視為非常重要的、增加的水資源,他們以虛擬水形式進口的水量已經遠遠超過了其出口的虛擬水量。據有關專家估算,中東地區每年靠糧食貿易購買的虛擬水數量相當於整個尼羅河的年徑流量。因此,通過增加虛擬水,可以平衡區域水資源,緩解缺水國家和地區水資源短缺,保障當地水資源安全。
四、虛擬水與國家安全
水資源是基礎性的 自然 資源和戰略性的 經濟 資源。全球性的人口、資源、環境和生態等危機的出現,導致人們的國家安全觀念有了質的變化,水資源安全 問題 不僅僅是資源安全問題,已成為關繫到國家經濟、 社會 和 政治 的重大戰略安全問題,直接關繫到國家的安全,是 影響 國家安全的關鍵組成部分。如以色列及阿拉伯鄰國的約旦河水之爭,美國和加拿大的哥倫比亞河爭端,印度與巴基斯坦的印度河爭端以及跨越歐洲八國的多瑙河爭端等水資源國際分配的水事矛盾,已是尖銳的國家安全問題。
糧食作為人類的生活必需品攜帶有大量的虛擬水,是當前世界貿易中數量最大的商品。由於糧食的生產離不開水,因此水安全問題還可以通過糧食安全影響到國家安全。乾旱國家和地區可以通過出口高效益低耗水產品、進口本地沒有足夠水資源生產的糧食產品,以貿易的形式最終解決水資源短缺和糧食安全問題。對參與虛擬水貿易的國家或地區來說,通過貿易能增強這些國家和地區糧食安全的相互依賴性,減輕國家或地區之間因為水或糧食問題所引起的直接沖突,創造持久的合作關系,維護國家安全。
五、幾點啟示
1.虛擬水的理念改變了解決問題的思維方式
虛擬水的提出,突破了以往的傳統觀念和因襲思維方式,它要求水利工作者從原有的以水為中心的觀念轉變為在水之外尋找解決水資源分配和水資源管理的途徑,運用“大水利”的系統理念和 方法 找尋與水問題相關的各種各樣的影響因素。在水問題發生的范圍之外找尋解決區域內部水問題的 措施 ,可以更好地協調人口、資源和生態環境之間的關系。
2.虛擬水 理論 拓寬了水資源 研究 的領域
傳統的水資源,一般研究真實水資源的自身特徵、運動 規律 及相關關系,對“看不見”的虛擬水毫無了解。虛擬水理論給水資源和水安全研究提供了創新領域,如傳統水資源研究與糧食安全研究是分離的,虛擬水理論使兩者有了切入點,給從事水資源學研究的人員提供更加廣闊的研究空間。今後主要應加強虛擬水戰略的區域政策體系研究,研究虛擬水與區域社會經濟 發展 、產業結構戰略性調整、糧食安全及生態環境安全等之間的關系,對構築水資源安全戰略體系具有重要意義。
3.虛擬水樹立了新型的水資源管理理念
在國家層面,應以流域為單位進行水資源可持續利用管理,發揮流域系統在水資源管理方面的功能,使水資源管理由供求管理走向社會化管理。水資源管理應有三個層次,首先是要通過節水、生活習慣和方式的改變、產業結構和種植業結構的調整,充分利用當地水資源;其次,考慮區域社會經濟的發展、水資源安全和生態環境安全,進行區域水資源分配;最後,構築水資源安全戰略體系,通過虛擬水貿易和虛擬水戰略實現全球水資源化。
4.虛擬水提供了一條解決我國乾旱區缺水的新途徑
水資源是人類賴以生存的一種寶貴的稀缺資源。我國華北及西北乾旱區水資源嚴重短缺,嚴重製約區域社會經濟發展,導致區域生態環境嚴重惡化。建立水資源安全戰略已經成為國家長治久安、經濟社會可持續發展的必然選擇和重要戰略問題。實施虛擬水戰略有利於國家制定西北地區水資源安全戰略的保障措施及政策,有利於西北開發,對西北地區的生態環境安全和社會經濟可持續發展具有重要的理論和現實意義。
參考 文獻 :
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淺談納濾技術在水污染處理領域的應用論文
在日常學習和工作生活中,大家都不可避免地要接觸到論文吧,藉助論文可以達到探討問題進行學術研究的目的。如何寫一篇有思想、有文採的論文呢?以下是我為大家整理的淺談納濾技術在水污染處理領域的應用論文,希望對大家有所幫助。
論文摘要:納濾是一種介於超濾和反滲透之間的新型壓力驅動膜分離技術。本文介紹了納濾技術的分離特點,較全面的論述了納濾在廢水處理、飲用水生產、生化醫療和食品工業、飲料行業等方面的應用,並指出納濾技術在應用過程中存在的問題及今後的發展方向。
論文關鍵詞:納濾;分離特點;水處理
1 引言
膜分離技術是近年來發展迅速,應用廣泛的高新技術。與傳統的分離技術相比,具有分離效率高、無相變、無化學反應、體積小、能耗低和操作方便等優點。納濾作為膜分離技術中的一種,是介於超濾和反滲透之間的孔徑接近於1mm的新型壓力驅動膜技術。它既能截留透過超濾膜的小分子有機物和多價鹽離子,又能透析被反滲透所截留的無機鹽。基於它自身獨特的性能使它在許多領域具有其它膜技術無法替代的地位,因此納濾成為目前國內外膜分離領域研究的熱點之一。
2 納濾技術的特點
2.1納濾膜的分離特點納濾膜在截留性能方面有兩個特點:
(1)截留相對分子質量(MWCO)在200-1000之間,適宜於分離相對分子質量在200以上,大小約為1nm的溶解組分;
(2)具有離子選擇性。由於膜表面或膜材料中常帶有荷電基團,這些基團通過靜電作用可產生Donnan效應,從而實現不同價態離子的分離,故有時納濾也被稱為「選擇性反滲透」。
2.2納濾膜實際應用過程中的特點納濾膜在實際的應用過程中有三個特點:
(1)操作壓力低,一般在0.3-1.0MPa之間。由於操作壓力較低,對設備要求較低。因此,基建費用和運行費用低,便於運行管理;
(2)在處理過程中不需添加化學試劑,也不引起二次污染;
(3)可分離回收有用物質,實現工業廢水的資源化和回用,進一步降低處理成本。
3 納濾技術的應用
納濾膜由於截留的分子量介於超濾與反滲透之間,同時還存在Donnan效應,所以對低分子量有機物和鹽的分離有很好的效果。另外,納濾膜還具有不影響分離物質生物活性、節能、無公害等特點,因此納濾在國內外廢水處理領域、飲用水生產領域、生化醫療領域、食品工業和飲料行業等得到越來越廣泛的應用。
3.1廢水處理領域
3.1.1造紙廢水
造紙廢水主要來之造紙過程中紙漿的大量沖洗,採用納濾膜替代傳統的吸收和電化學處理法能更有效地去除深色木質素和紙漿漂白過程中產生的氯化木質素。Nuortila-Jokinen等在實驗室,用平板納濾膜NF45處理經浮選和過濾預處理後的造紙廢水。
45納濾膜處理造紙廢水的效果項目COD(mg/L)硫酸根(mg/L)總固體(mg/L)無機物(mg/L)進水出水Manttarri等開發了造紙廠水循環系統,發現與超濾法處理過程比較,採用納濾技術處理後得到的水不但透明、無色、不含陰離子廢物,而且將透過水的COD、總硫和無機鹽含量的去除由超濾法的50%-60%提高到80%以上。
3.1.2垃圾滲濾液
垃圾滲濾液的處理一直是世界性難題。目前,主要採用為厭氧好氧等生物處理法,但中後期滲濾液中含有很高濃度的溶解有機質,其中75%為可生化性差的腐植酸和富里酸(平均分子量1000Da),導致生化法出水難以達標排放。與生化法相比,膜分離技術受原水水質的變化影響小,在這種難降解廢水的處理中具有明顯的優勢。張亞軍等介紹了納濾膜技術在柳州垃圾填埋場滲瀝液處理工程中的應用,納濾系統經過近兩年的穩定運行表明,垃圾滲瀝液經過生化處理後經砂濾、保安濾器等預處理,再經過納濾膜系統處理,使85%-90%的透過液達標排放,僅10%-15%的濃縮污液和泥漿返回垃圾池,這項工藝較好地解決了垃圾填埋場滲瀝液的二次污染問題。Zouboulis等利用振動剪切增強單元增強膜的傳質,用NF可以達到對滲濾液中總腐殖酸類物質97%的去除效果。可見納濾技術處理垃圾滲濾液是可行的,並具有較反滲透處理能耗低的優勢。
3.1.3紡織印染廢水
紡織印染廠在對織物進行煮漂和染色後,需使用大量的清水對織物進行沖洗,產生的廢水中會含有大量的鹽、染料、表面活性劑、洗滌劑等各種污染物,導致印染廢水成為較難處理的工業廢水之一。不過隨著膜分離技術的發展,納濾膜技術已在紡織印染工業中得到了成功的運用。C.Tang等使用納濾膜處理高無機鹽含量的紡織染色廢水,在操作壓力為500kPa條件下,通量可以達到很高,而且染料的截留率超過98%,因此,可以實現廢水的回收利用。Bruggen等採用了UTC-60、NF70和NTR7450三種納濾膜對兩種活性染料的染色廢水進行了試驗,結果都表明,直接應用納濾工藝不但可以進行染料的提純,而且納濾出水可循環使用。何毅等考察了醋酸纖維素納濾膜對染料溶液的分離性能,結果表明,納濾膜對染料有很好的分離效果,分離性能是由膜、溶液和溶質三者共同決定的。
3.1.4冶金工業廢水
在金屬的加工和合金生產廢水中,含有相當高的重金屬離子。為了使廢水符合排放標准,一般是將這些重金屬離子生成氫氧化物沉澱除去。如果採用採用納濾膜技術處理,不僅可以回收90%以上的廢水,而且可使重金屬離子濃縮10倍,濃縮後的重金屬具有回收利用價值。
傅前君採用納濾對含Cu2+廢水進行試驗研究,NF90膜對含CuSO4的廢液截留效果很好,Cu離子的截留率都在99%以上,出水銅離子質量濃度低於2.0mg/L,可以達標排放或回用於鍍件漂洗;濃水經進一步濃縮後也可回用。A.Hafiarle等對納濾分離鉻酸鹽進行了研究,結果表明使用 TFC-S系列納濾膜替代常規方法去除溶液中的Cr(Ⅵ)是可行的。但是,膜對Cr(Ⅵ)的截留率與溶液中的離子強度和pH密切相關,在pH=8時,截留率超過80%。由此可見,納濾作為一種處理含Cr(Ⅵ)廢水的方法是非常有應用前景的。
3.2飲用水的生產領域
3.2.1地下水軟化
採用納濾膜法軟化地下水具有無污泥、不需再生、能除去水中大部分懸浮物及有機物、操作簡便和佔地省等諸多特點,因此在歐美發達國家已經非常普遍。
納濾膜法軟化地下水工藝流程J.Schaep等用不同類型的NF膜軟化處理地下水,結果表明NF膜對多價離子的截留率高達90%以上,而對單價離子卻只有60%-70%。張顯球等採用NF90和NF270兩種納濾膜對南京某自來水進行軟化處理,結果表明在較寬的操作壓力(0.4-1.2MPa)和溫度(15-30℃)范圍內,兩種膜的產水總硬度分別在0.5mmol/L及0.01mmol/L以下。
H.Sombekke等分別使用NF與活性炭-臭氧工藝對地下水進行軟化處理,盡管兩種方法都能取得較好的分離效果,但是從處理效果和環保的角度考慮,使用納濾的方法更勝一籌。
3.2.2飲用水凈化
納濾能有效的截留二價離子,較完全的去除病原體、水中加氯消毒副產物三鹵甲烷中間體、痕量的除草劑、殺蟲劑殘余物、重金屬、天然有機物等,十分適用於飲用水的深度處理。VedatUyak等人和Rubia等人均比較了採用不同的膜技術除去飲用水中的天然有機物質和三鹵甲烷,結果表明納濾是目前最有效技術之一。J.Radjenovic等採用NF膜和RO膜法去除地下水中的葯物成分。結果表明,NF膜和RO膜擁有很好的截留性能,對所有葯物的截留率均>85%,對有害物質如對乙醯氨基酚截留率為48%-73%,吉非貝齊為50%-70%,甲芬那酸為30%-50%。巴黎Mery-Sur-Oise飲用水處理廠在臭氧+活性炭處理河水不能滿足飲用水(TOC的濃度<2mg/L)標準的要求下,採用納濾對飲用水進行深度處理,取得了很好的效果。
3.2.3海水淡化
目前,海水淡化已經成為解決我國沿海地區和世界上許多國家水資源短缺的重要手段之一。但如何高效經濟的除去海水的高硬度、濁度和總固溶物(TDS)是制約海水淡化的瓶頸。
隨著膜技術的不斷發展,孔徑介於反滲透和超濾之間、具有荷電性質的納濾膜在海水軟化方面的優勢愈來愈得到人們的`關注。蘇保衛等採用NF作為海水淡化的預處理工藝。試驗結果表明,該法可以大幅度降低進料水的硬度、濁度和TDS含量,解決傳統海水淡化過程中存在的結垢污染等許多問題。A.M.Hassan 等用納濾作為海水淡化的預處理進行了一系列的研究工作,在研究過程中發現,納濾膜能夠有效的降低硬度、微生物和濁度。在22bar的壓力下NF對 Ca2+,Mg2+,SO42-,HCO3-,以及總硬度的去除率分別為89.6%,94.0%,97.8%,76.6%和93.3%。NF出水完全能夠滿足海水反滲透(SWRO)或多級閃蒸(MSF)的進水要求,使得SWRO和MSF的水回收率分別達到70%和80%。將NF膜作為海水淡化預處理的優點有:(1)通過除去濁度和細菌,阻止SWRF的膜污染;(2)通過去除硬度離子,阻止SWRF和MSF的比例縮放;(3)通過減少海水中大約30%- 60%的TDS,使得運行SWRF所需操作壓力較低。
3.3生化醫療領域
3.3.1生化工程
將納濾膜技術應用於生化工程,可以將相對分子質量低的物質(如類固醇、維生素、抗生素和氨基酸等)從其他反應物中分離出來,進行澄清和精製,並且成功的應用於VB12的回收和濃縮,以及紅黴素、金黴素等多種抗生素的濃縮和純化過程,蘇保衛等採用DL和DK納濾膜進行納濾濃縮克林黴素磷酸酯(CLP)乙醇水溶液的研究。實驗結果表明,DL納濾膜可將CLP乙醇水溶液由40g/L濃縮至90g/L,適宜的操作壓力為1.2-1.6MPa,溫度為 40-50℃。李潔妹等採用超濾+納濾雙膜技術對林可黴素發酵液進行提純和濃縮,通過對不同材料的納濾膜的篩選結果表明,NF-20在膜通量和林可黴素回收率、雜質去除等方面優於其它的膜,為最佳選擇。
3.3.2醫葯工業
納濾膜分離效率高、節能、不破壞產品結構等特點使其在醫葯產品的生產中也得到了日益廣泛的應用。日本的Kazuhito Yamaguchi等人研究了用納濾膜技術除去血漿製造中所產生的傳染性有毒物質(HPVB19),結果表明中空纖維膜BMM20和BMM15可以完全除去病毒和大小在20nm左右的微粒,納濾膜可完全過濾掉其中的HPVB19病毒。徐為中等人採用超濾、納濾技術濃縮家兔產氣莢膜梭菌(A)型疫苗,建立家兔產氣莢膜梭菌(A)型疫苗濃縮工藝。家兔產氣莢膜梭菌(A)型超濾、納濾濃縮疫苗的保護率達100%,而傳統鋁膠疫苗對照組的保護率平均為86.7%。何旭敏等採用的超濾與納濾組合技術改造6-APA的原有生產工藝,使6-APA的平均mol收率由85%提高到90%以上,採用納濾濃縮裂解液來提高6- APA結晶濃度,不僅降低了溶媒消耗,而且使結晶母液中的6-APA損失減少,從而提高了成品的收率(表2)。由此可見,隨著膜技術的不斷發展,納濾將成為醫葯工業生產中一種高效的分離技術。
3.4食品工業、飲料行業
在食品工業和飲料行業中,納濾主要用來對加工過程中的料液進行濃縮、脫鹽、調味、脫色和去除雜質。
3.4.1低聚糖的處理
功能性低聚糖由於可以降低血脂、抗衰老和抗癌等多種生理功能而倍受關注。低聚糖與蔗糖的分子量相差很小,分離很困難。通常採用高效液相色譜法分離,但此法處理量小,耗資大。採用納濾膜技術來處理可以達到高效液相分離法同樣的效果,並大大降低操作成本。
俞三傳等對低聚糖進行納濾濃縮實驗研究,結果表明,納濾可實現對多糖溶液的濃縮。李煒怡等對蔗果低聚糖進行納濾提純實驗,結果證明納濾對蔗果低聚糖體系具有很好的分離效果,提純過程中可得到純度在90%以上的蔗果低聚糖產品。袁其朋等採用超濾、納濾組合工藝對大豆乳清廢水進行了處理實驗。經超濾處理後的乳清廢液,再經納濾濃縮10倍後,濃縮液中總糖約有77%被截留,其中功能性地聚糖水蘇糖和棉子糖的截留率高達95%以上,濃縮液中總糖質量分數達 8.72%,再經活性炭脫色和離子交換脫鹽及真空濃縮,即可得到透明狀的大豆低聚糖糖漿。該法的優點在於既解決了廢水的排放問題,同時又通過回收利用增加了經濟效益。
3.4.2果汁的高濃度濃
縮果汁濃縮傳統上使用蒸餾法或冷凍法濃縮,但這些方法會造成果汁風味和芳香成分的散失,不僅消耗大量的能源,而且還得不到令人滿意的成品。相比之下,納濾膜濃縮技術具有節約能源、降低損耗、可在常溫下連續操作、過程簡單、高效、沒有相變、分離系數大等優點,而且特別適用於熱敏性物質的處理,因此在果汁濃縮方面得到了廣泛的應用。高學玲等人用納濾膜技術對烏龍茶提取液進行濃縮,發現納濾不僅能實現烏龍茶提取液的濃縮,還可截留茶液中的茶多酚、咖啡鹼等有效物質。Warczok等人報道了利用不同的納濾膜濃縮蘋果汁和梨汁的研究,通過實驗過程中果汁通量的觀察,表明納濾膜用於果汁濃縮是可行的。
鄭必勝等進行了納濾濃縮西番蓮果汁的研究,發現操作溫度為28℃左右,壓力為3MPa時,分離效果最好,此時實際膜通量達17L/(m2.h)。經過納濾濃縮,西番蓮澄清汁可溶性固形物從13oBx提升到30oBx左右。
3.4.3純化濃縮多肽和氨基酸
離子與荷電膜之間存在道南(Donnan)效應,即相同電荷排斥而相反電荷吸引的作用。氨基酸和多肽帶有離子官能團如羧基或氨基,在等電點時是中性的,當高於或低於等電點時帶正電荷或負電荷。由於一些納濾膜帶有靜電官能團,基於靜電相互作用,對離子有一定的截留率,可用於分離氨基酸和多肽。 Garem等利用無機和高分子復合納濾膜進行了九種氨基酸和三種多肽的分離實驗,探討了這種方法的可行性。王曉琳等用ESNA2和ES20兩種納濾膜對苯丙氨酸和天冬氨酸水溶液體系進行分離實驗,過程結束時,濃縮液中苯丙氨酸和天冬氨酸濃度的差值比原料液中的差值增大近4倍,納濾分離的效果非常明顯,實現了生物質的分離、精製與回收。
3.5其它方面的應用
納濾的特點使其越來越受人們的關注,因此,納濾的應用也愈來愈廣泛。除了以上幾方面的應用外,還在高濃度有機廢水處理、城市生活污水處理等方面都有具體應用,這里就不再詳細敘述。
4 結語
隨著國家「節能減排」發展策略的不斷深入,以及人們環保意識的加強,廢水資源再生利用已經成為包括我國在內的世界各國實現水資源可持續發展的重要戰略之一。納濾由於其獨特的分離性能使其在水處理領域得到日益廣泛的應用。但納濾還需要很多方面需要優化改進,如在實際運行過程中如何更好的控制膜的污染問題,以保持膜分離性能和通量的穩定性,這需要人們對膜自身的傳質機理進一步的深入探究,以開發出新的高通量、耐溶劑、耐酸鹼、耐氯和抗污染性強的膜材料;此外膜的成本問題也是阻礙納濾膜技術進一步推廣應用的制約因素,因此,低成本高性能的膜生產必定是以後發展的趨勢;最後,開發研製新的膜清洗技術及膜清洗劑以延長膜使用壽命也是亟待解決的問題。隨著膜科學技術的不斷進步,相信納濾膜技術目前面對的問題都會逐一解決,那時候它在水處理領域的應用前景必將更加廣闊。
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摘要:隨著我國經濟的高速發展,水處理行業已迎來黃金發展階段。生活用水方面,家用凈水器逐漸成為品質生活必備品。工業用水方面,污水回用、污水零排放已經是大勢所趨。由於膜技術具有高效、實用、可調、節能和精密分離等優點,使得膜法在水的深度處理領域已佔據重要位置。可以預見在未來的十年,膜法將更加普及。本文將對膜技術在我國水處理中的應用與發展進行分析,找出膜技術存在的問題並探究其發展趨勢,以便更好地開展膜技術的應用工作。
關鍵詞:膜技術;水處理;應用;發展
膜技術主要由微濾、超濾、納濾、反滲透等組成,已有效的處理了部分水資源。隨著膜技術的發展,膜法將在更廣闊的水處理領域得到應用。反滲透液水處理分離過程中截留率最高的膜工藝。納濾實為低壓反滲透,高度截留多價鹽,低度截留一價鹽。超濾是一種凈化高分子量化合物(例如蛋白質),膜工藝。微濾是一種截留懸浮固體、脂肪和大分子有機物的凈化工藝。
1、膜技術在水處理中應用的發展概況
1.1膜技術在水處理中應用的發展背景
當前,經濟建設仍是我國的中心工作,工業化、城鎮化進程明顯加快,這對我國水環境卻造成了嚴重影響。水環境污染防治成為我國重要的工作任務,對於人民生活與生產活動意義重大。水處理是水環境污染防治的一項重要內容,其應用的處理技術對於水質改善具有直接的影響,以往的水處理技術還較為傳統,不能保證處理後水質顯著改善。近些年,隨著我國經濟實力的逐漸提高,國家在水處理新技術領域中的投入逐年增加,這使得水處理技術得以發展與革新。而膜技術作為水處理應用領域中的一種新型處理技術,它與以往傳統技術相比具有新型高效、精密分離等優點,膜技術的應用與發展使我國水處理水平有了大幅提高,對於國家社會經濟發展及生態環境改善具有積極意義。
1.2膜技術在水處理應用中的發展現狀
現階段,膜技術在水處理中的應用正在進行完善,膜技術還存在一些有待進一步完善的方面,在水處理領域有待進一步推廣和應用。膜技術主要是利用先進的膜生產技術所生產的高效半透性膜來進行水處理的技術手段,根據膜孔的大小、通過物理作用及生化反應等來過濾不同類型的物質,以達到水處理的目的。膜技術在水處理中的應用較多,能夠去除微生物、隔離小微型雜質以及具有排斥作用等,這些作用使得膜技術在水處理中得以廣泛應用,它是我國水處理技術發展的階段性成果。
1.3重視膜技術在水處理中應用的必要性分析
伴隨著國家環境不斷遭到破壞,導致了水體受到嚴重污染,降低了飲水質量。因此,應該加大對水處理技術工作的力度,確保提供給人們一個安全的飲水環境。由於膜技術比起傳統處理技術更加節能環保,分離更精密,降低風險,水質處理效果得到提升。在未來處理水質中應該加大對膜技術的利用以及研究,完善膜技術,進一步改善水質質量,得到健康安全的水質。
2、膜技術在水處理中的應用
2.1膜技術在給水中的應用
膜技術的發展對於給水帶來的便捷性是不言而喻的。一直以來,城市水資源的給水問題一直是城市建設的巨大問題,例如,我國為了緩解北京、天津等地區水資源緊張的問題而進行的南水北調工程,就是典型的解決給水問題而進行的水利工程,而發達國家隨著膜技術的成熟,已經成功利用的膜技術解決的城市或偏遠地區的給水問題。法國建設有世界上最大的膜凈水廠,以膜技術為核心,通過膜技術來對城市廢水、地下水、工業水資源進行處理,充分利用現有的水資源完成城市淡水的供應,最高可以達到每天凈化34萬立方米的水資源,保障的大城市的給水問題。
美國掌握著世界上的最先進性的膜處理水的技術,建設在美國科羅拉多州的膜法凈水廠,膜技術的已經實現反滲透凈化技術,可以過濾到水資源中的溶解性物質,有效保證了水資源的安全性。隨著膜技術的成熟,在水資源處理技術方面相較於傳統的處理技術差距將越來越小,最終可以實現的以最小的代價處理大量水資源,滿足城市給水的需求。
2.2反滲透膜在飲用水處理的應用
反滲透膜是當前膜技術發展中應用較多的一種膜技術,廣泛的應用在飲用水處理當中。反滲透膜利用的是生物細胞膜的原理,其本質上是一層半透膜,具有選擇透過性,但是對於溶質微粒較小的物質不具備選擇透過性,當半透膜兩段的液體具有不同的濃度時,在滲透壓的作用下,溶液會向滲透壓較高的一方的流動,反滲透膜可以在濃度較高的一方溶劑加入更大的壓強,就可以使得溶液向濃度的度較低的一側移動,從而實現反滲透的作用。反滲透膜應用於飲用水處理當中,依據反滲透膜的性質,向需要處理的水資源是假壓強,利用反滲透膜處理的廢水當中的微粒子,從而實現水資源的淡化處理,變為人體可以應用的純凈水資源,這種方法較於傳統法的化學沉降過濾處理方法具有較大的先進性。一般為了保證水資源的絕對健康,必須採用超低壓反滲透膜處理的水資源才可以作為飲用水,同時為了保證的飲用水的營養,可以採取礦化的方法,製作出營養價值較高的飲用水資源。
2.3膜生物反應器在污水、廢水處理應用
膜生物反應器是一種復合膜技術與生物凈化技術的機器,在處理水的過程中,通過膜技術對需要處理的水進行一次處理,大幅降低水中有害物質或雜質的數量,染頭通過生物處理單元進一步凈化水資源,這樣處理過的廢水或污水,其內部的有害物質已經微乎其微,對於環境的影響不是很大,可以進行排泄或者重生產利用。膜生物反應器是隨著膜技術的發展而誕生的,膜生物反應器具有較大的先進性,較於傳統的生化處理污水技術,膜生物反應器處理效率高、速度快,並且水質更加的純凈,膜生物反應器在經過安裝之後,可以實現自動化運行,方便企業或工廠進行管理維護。
3、膜技術在水處理中的發展趨勢
3.1、提高膜技術的應用水平
隨著膜技術在水處理上的應用,在未來我們更應該集中對膜技術的應用水平進行提高。只有對膜技術進行改善,處理水質上才能更加深入地提升膜技術的應用力度,進一步改善水質效果。
3.2、重視膜材料製造工藝
在水處理技術中,膜技術有著很寬廣的利用前景。為此,膜材料製造工藝更應該重視,結合先進的國內外膜材料製造方法,根據實際情況進行改進,使膜材料更加穩定,提升膜材料的質量,促進膜技術的發展。
3.3、提高膜性能
膜技術雖然已得到廣泛應用,但還存在著各種問題,主要集中於抗污堵能力差、使用要求較高等。所以,相關人員在未來中更應該提高膜性能,利用發展較快的新科學技術,結合膜技術,進一步改善膜結構,使膜性能得到改善,使它的分離優勢作用最大程度地得到發揮。
結束語:
總之,目前我國水資源短缺,在處理水質領域,膜技術由於它的簡單高效而且處理效果良好的優勢具有很廣的利用前景,可以解決水資源問題,改善水質。在未來的水資源處理技術發展中,我們要做的就是使膜技術利用更為廣泛,最為重要的就是關於分離膜的把握,就應該針對膜材料進行進一步的探析,製造出性能更加優良的分離膜,充分發揮膜技術在水質處理上的優勢。
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