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安全飲水：飲用水凈化工藝的融合發展

2021-07-12 09:14:40 來源：化工儀器網 閱讀量：6648

　　水是生命之源，人類在生活和生產活動中都離不開水，生活飲用水水質的優劣與人類健康密切相關，因此，水凈化工藝在近年來頗受重視。其實20世紀初，人們對于凈水工藝的研究就已經開始，但是傳統的凈水工藝難以去除水中的微生物。我們需要更優質更安全的水，而需求正是創新發展的核心動力，為了提高飲用水安全保障水平，人們開展了長期的凈水工藝研究工作，完善飲用水深度處理技術，探索新式處理工藝。
 
　　傳統工藝：控制懸浮顆粒與表面雜質
 
　　20世紀初，為了防止病毒性傳染病，一些學者初步提出飲用水凈化工藝，前期主要采用吸附法，以混凝、沉淀、過濾、氯消毒等方法去除水中的顆粒物和懸浮物，在之后的80年里研究人員逐漸以氧化法凈化工藝代替了簡單的吸附方法，既凈化水質，又防止吸附材料副產物對人體健康的影響。
 
　　吸附法
 
　　傳統的水凈化工藝一般以顆粒活性炭、石英砂等材料為介質，吸附水中雜質，但顆粒活性炭比面積較小，吸附能力差。因此，常經過改性后使用。后期研究者探究了CA改性活性炭，其對苯酚的吸附量較原材料提升了78%。在吸附介質改性方面，針對不同物質，仍有許多改進方法需要探索。 　　高級氧化法
 
　　高級氧化技術是傳統水凈化工藝不斷完善的結果，其通過產生具有強氧化能力的羥基自由基與有機物發生反應，將有機物降解為CO2和H2O，從而達到氧化分解有機物的目的。高級氧化法依托電化學催化、光催化等技術，相較于吸附法來說，其凈化能力更強，凈化殘留也更少。
 
　　新興工藝：關注飲用水生物安全性
 
　　近年來，人們對于飲用水微生物指標重要性的認識越來越深刻，其中以“兩蟲”(賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲)為代表的新的重大飲用水生物安全性問題成為關注的重點對象，為滿足新的生物安全保障需求，研究者提出以膜與石墨烯為主的水凈化工藝，為飲用水生物安全做深度保障。
 
　　納濾膜過濾
 
　　納濾技術是介于超濾與反滲透之間的一種新型膜分離技術，它不僅能截留分子量較大的有機物以及多價離子，允許小分析有機物與單價離子透過，也能在高溫、酸、堿等苛刻條件下運行，通俗來講，該工藝在去除水中顆粒物的同時也有效截留水中的無機鹽、內分泌干擾物、抗生素等。目前膜分離技術擁有去除物質廣泛、環保、去除效果好，同時能耗低、出水水質穩定、去除的污染物范圍廣等優勢。
 
　　石墨烯聯用
 
　　石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料.人們發現多種技術、方法結合效果明顯由于單一方法的凈水效果，石墨烯與高級氧化的聯用，既能夠提高凈化水的效率，而且能夠截留水中對人體有益的物質。雖然石墨烯在其他領域被廣泛應用，但在凈水領域中，對石墨烯材料的應用仍處于研發階段，研發出具有吸附能力強、回收再利用效率高等優異性能的石墨烯基材料是現階段凈水領域的一大方向。
 
　　凈水工藝的互補與融合
 
　　凈水工藝的目標可劃分為三層：初級目標是去除無機離子污染獲得達標水，中級目標是去除微量有機污染物獲得優質水，高級目標是去除污染的同時保留無機鹽以及礦物質獲得健康水。因此，傳統凈化與先進的凈水工藝是互補的，從安全保障到提高效率再到注重品質，如今的凈水技術并非一蹴而就，而是建立在傳統理念以及吸附性凈水方法的基礎上逐漸形成的。探索簡捷、低耗、高能的水凈化工藝是研究者努力的目標也是百姓的希冀。
 

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