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水质净化的基本知识

来源:   发布者: 发布时间:2013-4-1 阅读:次 【字体:

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水对生命的重要性,怎样强调都不过分。提起饮用水,首先我们考虑是饮用水的安全问题。由于环境的污染,导致水中有害物质大大增加,特别是细菌、病毒、有机物等。为了清除这些有害物质,在水中投入了大量的氯气,氯气能杀灭大部分的细菌、病毒等有害物质,同时为了维持自来水不受二次污染,还要在自来水中保持一定浓度的余氯,但是过量的余氯与水中的有机物反应生成的致癌物三氯甲烷,导致了自来水的又一次污染。

为了研究水中氯的危害,美国医学博士Dr. price将鸡做了一系列实验。他在一组鸡喝的蒸馏水中加入氯,另一组不加;很短时间后95%喝了加氯水的鸡就得了动脉粥样硬化,然后对另一组未加氯的蒸馏水再做同样的试验,结果相同。美国EPA(环保局)的Richard Bull研究了氯对鸽子的影响,得出了同样的结果。正如生物化学家Herbert Schwartz 博士所言:“氯太危险了,它应该被禁用,将氯加入水中就像启动了一个定时炸弹,癌症、心脏病、过早衰老,这些精神和肉体上的伤害都是由氯处理过的水造成的”。

目前,世界一些发达国家已经全部或部分用臭氧等杀菌剂取代氯气。据报道中国的中南海、燕山石化等使用的自来水就是用臭氧消毒的。但因臭氧消毒的成本太高而无法普及。
     氯产生的氯化物能刺激体内产生大量的自由基,过量的自由基对人体会造成伤害,这已在第三章介绍过。用含有余氯的自来水洗菜、淘米,会将蔬菜、大米中的维生素、矿物质等破坏1/3以上。美国EPA规定水中氯的上限为100ppb(0.1ppm)。而目前中国的自来水中,余氯的含量大多超过这个上限,所以去除水中的余氯是当务之急。下面介绍一些。

1.水中的污染物

(1) 固体悬浮物:泥沙,铁锈,肉眼可见物。

(2) 微生物:细菌、病毒、藻类等。

(3) 溶解无机物:碳酸钙、碳酸镁、硫酸铜、氯化物、硝酸盐。

(4) 重金属:汞、砷、铅、镉、铬等。

(5) 有机物:农药、化肥、各类工业用染料、清洁剂、消毒剂。

(6) 放射线粒子:核工业及核医学等产生的放射线粒子。

当前我国采用传统水处理工艺已沿用了近200年,包括 通气→混凝→中和→沉淀→过滤→加氯消毒等过程。它只能除去一些悬浮物,胶体及部分细菌等。而对现代化工业所产生的数以万计的化学污染物等对水质造成的污染,却显得无能为力。而这种污染对人体的影响是潜在的,长远的,巨大的。尤其是目前采用的“加氯消毒法”,使自来水的残余氯与水中有机物反应生成三氯甲烷,已经被世界卫生组织确定为致癌物。从自来水厂出来的水,二次污染也很严重。一方面,水厂的净化很容易受各种因素的干扰,如天气、人为原因等等;另一方面,年久失修的输水管网,长期无人清理的高层建筑的储水等都已成为自来水二次污染的重要隐患。

2.家庭净水器的分类

(1)按净水器所用的材料和过滤方式分类:可分为吸附式和过滤式两类;而过滤式净水器按滤膜孔径大小和净化水质的不同,又可分为常规过滤和精密过滤两种。

(2)按水质分类:可分为用于城市自来水、较混浊自来水、高硬度水质和石灰岩水质净水器。

(3)按净化方式分类:可分为粗滤、活性炭吸附、离子交换树脂、中空纤维和反渗透膜等几种。

(4)按净化等级数分类:可分为一、二、三、四级过滤净水器和五级反渗透膜纯水机等。

不同类型的家用净水器因其结构的不同,其净水效果也不尽相同。家用净水器的结构大致有上述的粗滤、活性炭吸附、离子交换树脂、中空纤维和反渗透膜等几种,净水效果各有千秋。

一般说来,净水效果比较理想的是由几个滤水器组合而成的多级过滤净水器,因为这类净水器有两级粗滤和一组精滤,且精滤多采用中空纤维滤芯,过滤的水可以直接饮用。多级过滤家用净水器多属于中档净水产品,能为工薪家庭所接受,目前家庭使用这类净水器较多。而售价在百元上下的多属一、二级过滤的净水器,以PP棉芯和活性炭为主,其过滤能力有限,只好用于粗滤。

净水效果最理想的当然要算反渗透纯水机 。它有三级前置过滤,一级反渗透膜精密过滤和一级后置过滤。过滤的水无细菌、病毒、重金属、农药、有机物、矿物质和异色异味,是一种纯水,无需加热即可饮用。这类反渗透纯水机属高档净水产品,每台售价2000~4000元不等。它的最大问题是,将水质进一步酸化,pH值大都低于6.3;另一方面,将人体所需的矿物质、微量元素也一起去掉了,长期饮用并不健康,特别是对老人、小孩。这是一个非常矛盾的问题,纯净水是最干净的水,但是又变得不健康,怎么办?最好的补救方式是能量活水处理,这样既安全、呈弱碱性、有离子状的矿物质、微量元素、负电位、还有小分子团,是真正安全、健康的好水。净水器是一种理想的家庭净水设备,用于自来水净化,使受到污染及未达到安全饮用水标准的自来水,经净水器处理后,水质均能得到较大改善。可完全去除水中氯、三氯甲烷、农药、漂白剂,有机物等有害人体之化学毒素及重金属,消除异味。符合国家饮用水卫生标准,使你能天天享用纯净,甘醇的好水。

净水器最大的安全隐患还是滤材是否及时更换。

3.当前普遍使用的过滤材料

当前普遍使用的过滤材料活性炭活性炭自20世纪初即被发现可用来做为水处理用。它是一个具多孔状组织的碳,这些孔就是用来增加活性炭吸附杂质的表面积。碳化物质的物性与它的原材料和处理过程的好坏有极大的关系。目前常见的碳有以煤、树木、椰子壳或棕榈为主要原料。椰壳烧结而成的碳具有较好的稳定性、孔的分布及其表面积都较其他种类的碳来得佳,这些特性使得它在水处理上有更良好的表现,活性炭是靠表面多孔状组织吸附取化学物质,有机污染源、异色、异味等。一般而言,体积越小的活性炭,其总体表面积会越大,而其抓取吸附能力也就会越高,但其管路的压损也会越高,这是在选择活性炭时必须注意的;使用最高级的椰壳活性炭,经酸洗与未经酸洗,颗粒大小自6×12(大型系统用)到20×50(家用过滤滤芯使用),适合使用于各种场合如:饮用水处理、饮料水处理、水族馆,家庭或工厂使用KDFKDF是把铜与锌屑加以混合而成。它的工作方式是用交换电子氧化的方式来处理水中的污染源。因为铜、锌两种物质不断的进行着交换电子氧化还原

KDF主要处理的对象是水中的重金属杂质以及有机污染源,如与反渗透系统并用,可有效延长RO膜的寿命。在活性炭滤芯的前端使用KDF,在水中的氯到达活性炭之前便已被KDF去除95%;让活性炭能够更有效的去除水中残留的其他杂质。技术上而言,它可以有效的延长活性炭的寿命达到15倍续表

当前普遍使用的过滤材料除铁

锰砂除铁锰砂可用于去除水中铁锰及硫化氢等物质。它利用氧化的原理使铁、锰产生颗粒沉淀后滤除,再藉反洗将这些颗粒排放掉。所以其系统必须设定反洗定期排放锰砂,必须定期使用过锰酸钾加以再生,否则一段时间即失去其氧化能力树脂使用树脂来进行软化或去除水中钙、镁离子是水处理中常见的一种处理方式。树脂一般可分为阳离子树脂与阴离子树脂。硬水中主要是因含有钙、镁等硬度离子,它们会产生结垢,浴室、马桶常见的白色垢层,就是钙、镁等离子与肥皂作用产生的结果,热更会造成结垢现象加速形成。

所以在家里的热水供应管道、炉子,工厂的锅炉、冷却水塔等,每年都会因为结垢问题而产生许多效率上的流失。软水器的使用在欧美先进国家已相当普遍,在许多家庭都可发现软水器的装设,在大陆家庭装设软水、使用软水仍属少数砂滤砂是传统的滤材。主要使用在中、大型系统上,用来去除水中的悬浮杂质;砂滤用于凝结剂之后可滤除水中许多细微的杂质。因砂、石的单位重量大,故过滤器必须经常进行反洗,且反洗流量必须较树脂大才能有效洗清,保持通水性PP除污,滤芯PP滤芯多用来去除水中悬浮杂质、颗粒、污泥等等。以微米(micron)为分级的标准,常见的是1, 5, 10, 20μm等过滤孔径内外层不同密度的制作方式让滤芯有更大的去除能力。选择PP除污滤芯时,必须视使用场合选择不同的过滤孔径陶瓷滤芯陶瓷过滤在人类的历史上已行之多年。特别是在英国使用陶瓷来作为过滤的素材已有百年的历史。陶瓷过滤的好处是过滤孔径小可作绝对过滤孔径滤芯,另一个好处是可重复刷洗使用:当出水水量渐渐减少的时候,此时可利用工具将滤芯表面纳污的部分轻轻刷除即可恢复出水量。近年有厂商将银元素添加入陶瓷滤芯内,利用银元素活性极大的原理来抑制单细胞生物的再生能力反渗透反渗透为现有科技中最有效的水处理方式之一,它能有效地处理水中盐类、重金属、化学残留物质达95%以上。

RO反渗透水处理科技在今日已是到处可见,如海水淡化系统、电子超纯水精练系统、生化制药、洗肾、化妆品生产制造、饮料、包装水乃至于一般家庭过滤使用。

4.家用滤芯滤材的选择滤材种类

功能除污滤芯活性炭KDF树脂陶瓷一般作为初过滤使用,用来去除水中较粗颗粒杂质、污泥、悬浮物质等用针对水中异色、异味、有机化学物质如氯气、消毒水等进行吸附铜、锌合金以电子交换氧化还原方式来去除水中氯、重金属并有抑制细菌生长的功能以离子交换方式来进行硬水软化或去离子的工作以矽硅土烧结而成,用过滤去除杂质用银活性炭抑制细菌再生繁殖适用场合地下水、地表水初过滤使用,净水器前置过滤使用饮料/饮用水处理/化妆品/生化水处理与活性炭并用于过滤器,滤芯增加活性炭使用寿命,氧化还原硫化物等工业锅炉,电子超纯水实验室纯水家用软水逆渗透前置处理饮用水处理反渗透后置除菌用选择时注意事项过滤孔径压损颗粒大小材质选择铜、锌比例处理容量再生时间,再生使用物质过滤孔径有无添加银活性碳来抑菌5.常见的水处理状况与处理对策常见的水处理状况与处理对策问题 症状原因 处理建议硬度-浴缸有白色肥皂垢,水管有白色结垢水中含有过量的钙、镁杂质软化处理(阳离子树脂)异味

* 霉味

* 消毒水的味道

* 臭鸡蛋味

* 化学物质(酚) * 有机物

* 过量的氯存在于水中

* 硫化氢

* 工业废弃物流入水源地 * 活性炭

* 活性炭

* 锰砂、加氯处理

* 活性炭续表

常见的水处理状况与处理对策问题 症状原因 处理建议口感* 略带盐味或地下水的味道

* 金属味道

   * 高钠含量或高镁含量

* 低pH或高铁离子 * 阳离子/阴离子交换,反渗透,蒸馏

* 低pH用中和过滤器,或矿化铁离子一锰砂氧化后滤除 浊度泥沙、淤泥黏土等水中的悬浮杂质?PP棉芯 ?活性炭过滤酸性水-水管管件上的绿色污点-低pH的水与铜管件反应-中和过滤器或矿化乳状水使用时有乳白色污浊状* 抽水马达带出之气体

* 白垢堆积于热水电热管

* 甲烷气体 * 静置即可

* 定期清理电热水管

* 气曝加适当的排气(挥发性气体) 重金属无色、臭味,但有可能对健康造成影响工业用废弃物污染腐蚀KDF或逆渗透或去离子树脂硝化物 无色、臭、味、对婴儿健康造成影响人类与动物排泄物流入水源地阴离子交换,反渗透,蒸馏,去离子树脂除虫剂与除草剂消毒水味道过度使用杀虫剂或除草剂活性炭以上我们介绍了水质污染的主要成分,净水器、滤材等一些基本知识。为了家庭健康,我们必须要安装一套净水系统,那么我们究竟应该选择什么样的净水系统呢?这里没有标准答案,建议大家根据你所在地区的水质、家庭的经济实力选择适合自己的净水器。下面还是给大家一些建议。

6.自来水水质简易判断法

家庭饮用自来水水质究竟如何?该不该使用净水器进行终端处理?该使用什么类型的净水器?这些问题如无专业的化验手段来检验的话,是比较难判断的!这里介绍两种比较简单的方法供大家参考:

(1)试剂检测法

pH试剂:取一杯自来水,滴入2~3滴pH试剂,参照比色板,即可判断其pH值,根据pH值即可判断自来水的酸碱性。

余氯试剂:取一杯自来水,滴入2~3滴余氯试剂,参照比色板,即可判断其余氯的含量。

pH试剂,余氯试剂在普遍化学试剂商店均可买到,很多保健品企业也有这种试剂。

(2)目测法

看:用透明度较高的玻璃杯接满一杯水,对着光线看有无悬浮在水中的细微物质?静置3小时,然后观察杯底是否有沉淀物?如果有,说明水中悬浮杂质严重超标;必须使用净水器进行终端处理;

闻:用玻璃杯距离水龙头尽量远一点接一杯水,然后用鼻子闻一闻,是否有漂白粉(氯气)的味道?如果能闻到漂白粉(氯气)的味道,说明自来水中余氯超标!也必须使用净水器进行终端处理;

尝:热喝白开水,有没有漂白粉(氯气)的味道,如果能闻到漂白粉(氯气)的味道,说明自来水中余氯超标!也必须使用净水器进行终端处理;

观:用自来水泡茶,隔夜后观察茶水是否变黑?如果茶水变黑,说明自来水中含铁、锰严重超标,应选用装有除铁、锰滤芯的净水器进行终端处理!

品:品尝白开水,口感有无涩涩的感觉?如有,说明水的硬度过高,应选用装有离子交换树脂的软化滤芯的净水器进行处理,处理后的水口感会更甘甜!

查:检查家里的热水器、开水壶,内壁有无结一层黄垢?如果有,也说明水的硬度过高(钙、镁、盐含量过高),也应尽早使用净水器进行软化处理!注意:硬度过高的水很容易造成热水器管道结垢,因热交换不良而爆管;长期饮用硬度过高的水容易使人得各种结石病。经过净化处理后的水,变成了安全水。
 

 
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