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1、2010年安吉尔净水设备-水知识培训净水策划中心-段炼,水是什么水资源面临的两大危机水对人体的影响水处理技术,大纲,一、水是什么？,水的定义：水（H2O）是由氢、氧两种元素组成的无机物，在常温常压下为无色无味的透明液体。水是一种可以在液态、气态和固态之间转化的物质。固态的水称为冰；气态叫水蒸气。除汞以外，水的表面张力最大，并能产生较明显的毛细现象和吸附现象。纯水没有导电能力，普通的水含有少量电解质而有导电能力。水本身也是良好的溶剂，大部分无机化合物可溶于水。,水质的主要物理化学指标：1、溶解性固体：水中可溶性离子的含量。2、电导率（T.D.S）：水的导电性即水的电阻的倒数，通常用它来表示水的纯
2、净度，测出的是1 升水中溶有多少毫克溶解性总固体。由于水中含有各种溶解性盐类，并以离子的形态存在。当水中有电极存在时，这些离子就可以使水产生导电作用，故水的导电能力的强弱程度就称为电导率。3、水的酸碱性（PH值）：以水的氢离子浓度对数的负值表示水的酸碱度，即水的PH值大小，大于7是碱性，等于7是中性，小于7是酸性。4、中的臭味：水中的水生动物、植物、或微生物的繁殖和腐烂而发出的臭味；水中有机物质的腐败分解而散发的臭味；水的溶解性气体如SO2、H2S、NH3；溶解性盐类或泥土的气味、排入水体的工业废水所含如石油、酚类等臭味、消毒水过程加入氯气的气味。5、浊度：由于水中含有悬浮及胶体状态的微粒，使
3、的原是无色透明的水产生浑浊的程度称为浊度。浑浊度是一种光学效应，是光线透过水层时受到阻碍的程度，表示水层对于光线散射和吸收的能力。6、水的色度：水的色度是对天然水或处理后的各种水进行颜色定量测定时的指标。产生颜色的原因是由于溶于水的腐殖质、有机物或无机物造成。工业废水也可能使水体产生各种各样的颜色。例如：粘土-黄色，铁的氧化物-褐色，硫化物-浅蓝色，藻类-绿色，腐败的有机物-黑褐色。7、水的硬度：水中有些金属阳离子，同一些阴离子结合在一起，在水被加热的过程中，由于蒸发浓缩，容易形成水垢，附着在受热面上而影响热传导，我们把水中这些金属离子的总浓度称为水的硬度。由于其它的金属离子在水中的浓度很低，
4、故通常把水中的钙、镁离子的浓度看作是水的硬度。,水中的主要杂质：按颗粒从大到小分类：悬浮物质、胶体物质、溶解物质（离子和分子）、有机物和水分子本身。世界上没有绝对纯净的水（常温下绝对纯净水的硬度大过钻石）。A、悬浮物质：颗粒直径约在10-4mm以上的微粒，肉眼可见，这些微粒主要是由泥沙、粘土、原生动物、藻类、细菌、病毒以及高分子有机物组成，常常悬浮在水流之中，水产生的浑浊现象，也都是由此类物质所造成。悬浮物是造成浊度、色度、气味的主要来源。B、胶体物质：直径在10-4mm10-6mm之间的微粒，是许多分子和离子的集合物，天然水中的无机矿物质胶体主要是铁、铝和硅的化合物；有机胶体物质主要是动植物
5、的肢体腐烂和分解而生成的腐殖物。胶体物质由于其单位体积所具有的表面积大，故其表面具有较大的吸咐能力。C、溶解性物质：直径小于或等于10-6mm的微小颗粒。主要是溶于水中的以低分子存在的溶解盐类的各种离子和气体。D、水中的有机物：主要是指水中的腐殖酸和富里酸化合物、生活污水和工业废水的污染物。其中含有动植物纤维、油脂、粮类、染料、有机原料等。水中的有机物有个共同特点，就是要氧化分解，需要消耗水中的溶解氧，而导致水中缺氧，同时会发生腐败发酵，使细菌滋生，恶化水质，破坏水体。有机物是引起水体污染的主要原因之一。E、无机物：各种金属离子。,二、水资源面临的两大危机,水资源短缺水污染,我国水资源现状,2
6、010年我国西南地区大旱,中国饮用水污染状况,国家水资源调查表示：全国79%的人饮的是次生物污染水，细菌含量超标约有1.7亿的人时常饮的是有机污染的水约有1.1亿的人饮的是高硬度的水3亿人饮用的是含重金属元素超标的水在我国通过饮水发生和传播的疾病有50多种。,全球水污染状况,联合国日前报告：全世界人口五分之一，即11亿人目前得不到安全的饮用水 人体所患疾病80%以上、癌症50%以上与水有关每15秒钟就有1名儿童因水质不良而死亡,WHO报导,我国近年来严重的水污染事件,近1年来我国共发生水污染事故130多起，几乎平均每23天发生1起。2005年11月松花江水被苯类污染的严重事件2006年12月广
7、东省北江镉污染事件2007年5月太湖蓝藻爆发事件2007年8月吉林市松花江支流牤牛河再次发生化工污染事件2009年2月江苏盐城自来水污染事件2009年7月内蒙古赤峰市自来水污染事件2009年8月陕西凤翔和湖南武冈的“血铅事件”2010年7月福建上杭县“紫金矿业铜污染事件”,2005年11月13日，吉林石化双苯厂硝基苯精馏塔发生爆炸，事故形成的硝基苯污染带流经吉林、黑龙江两省引发松花江水污染事件在我国境内历时42天，12月25日进入俄罗斯境内。由于饮用水源受到严重污染，哈尔滨市被迫停水4天，居民用水紧张，生活、工作受到了极大的影响。,松花江水污染事件,2月17日和18日，江苏盐城市标新化工有限公
8、司丁月生主使员工将30吨高浓度含酚钾盐废水排入厂区外河沟，并通过打开的河沟闸门下泄到水源地新洋港河的上游蟒蛇河，造成了这次水污染事件。致市区大面积断水，经当地政府的协调努力，21日恢复自来水供应，水质符合标准。,盐城水污染事件,已致4322人就医（截至8.2）58万居民家中的自来水仍不能饮用 纯净水脱销 新城区房价大跌，很多人出租或出售自己的房屋,内蒙古赤峰市自来水污染事件,血铅事件,湖南武冈发生80余儿童血铅中毒陕西凤翔县长青镇目前已发现851名儿童血铅超标，其中174名儿童属中、重度铅中毒，需要住院接受排铅治疗,兰州段黄河,黄河水的主要污染源是工业污染，占全河废污水排放总量的73%。近年来
9、黄河流域废污水排放量达44亿立方米，比上个世纪80年代多了一倍，黄河中下游几乎所有支流水质常年处于劣五类状态，支流变成了“排污沟”。初步估计，到2010年，全流域年均废污水排放量将超过65亿立方米。如不采取治理措施，黄河干支流大中城市所在的河段水质有可能全部劣于五类水质标准。水污染给黄河流域的工农业经济造成了巨大损失。,山东段黄河,水中有毒物质通过饮用水、皮肤接触、水蒸发吸入、食用被污染的食品等途径对人体健康造成严重危害。据初步测算，黄河流域内每年人体健康损失达22亿至27亿元。甘肃省靖远居民多年饮用未经处理的黄河水，各类疑难杂症逐年增多，许多人不到二十岁就满头白发。山东黄河支流滂河边有个夏庄
10、村，由于群众长期饮用被滂河污染的地下水，全村1450人中，有10的人患癌症。,长江生态寿命只剩十年！,触目惊心的长江污染数据：沿岸90未经处理的工业污水、农药、化肥、生活污水直排江中，1秒钟污水排放量达3吨，年均污水排放量256亿吨；长江干流60水体遭遇不同程度污染，危及沿江500多座城市的饮用水；1985年，长江口观 测到126种底栖动物，2002年，只剩下52种；长江生态寿命只剩十年。,长江流域整个面积占我国可利用水资源面积的54%，长江流域的GDP也占全国GDP的54%。,据中国环境统计年报统计，2003年长江流域废水排放总量为163.9亿吨，其中工业废水排放量72.5亿吨，生活污水排放
11、量91.4亿吨。主流域生活污水处理率仅为16.4%。,2007年无锡太湖蓝藻爆发,三、水对人体的影响,水的作用水的污染物对人体的影响如何健康饮水,水是构成人体的重要成分,胃(74.5%),骨头(22%),脑(74.8%),人一旦失去2%的水份就会感到口渴，失去10%的水份就会出现昏迷,失去20%的水份就会死亡。,一天消耗的水量，成人为2.5L左右,呼吸：0.5L,汗液：0.5L,大小便：0.5L,成人一天所需水量2.5-3L,水对人体健康的作用,维持细胞形态、增强新陈代谢作用；促使血液、组织液循环顺利进行；溶解营养、将它吸收、运输、供给所需的细胞；将体内不必要的杂质排出到体外；散发体内热量、调
12、整体温等；循环系统、消化系统、排泄系统、同化作用、体温调节、润滑作用。,水中污染物对人体有那些危害呢?,水污染中的有害物质（三大类）,物理污染物,物理污染物:指水中肉眼可见的悬浮物等杂质,物理污染物,物理污染物的主要成分:泥沙,铁锈,杂质等.,泥沙,铁锈,杂质.,杂质.,杂质.,化学污染物,化学污染物:指溶解在水中的各种人工或自然形成的化学物质,化学污染物,化学污染物的主要成分:有机物,无机物,放射性污染物等,铁,猛,铝,汞,铬,等.,农药,洗涤剂,放射性金属元素,腐植酸,化学污染物,生物污染:指水中存在的对人体有致病能力的生物活性物质,生物污染,生物污染物的主要成分:这些微生物包括细菌、病毒
13、、寄生虫雹子等，可导致伤寒、霍乱、肝炎、小儿麻痹症、痢疾、感冒等.,病毒,细菌,雹子,寄生虫,34,Delta P,三氯甲烷,亚硝酸盐,铅,三氯乙烯,镉,四氯化碳,会降低中枢神经、心脏功能，对肝脏有害,造成心血管方面疾病，婴儿的影响最为明显（蓝婴症），致癌,对肾脏有急性伤害,对肾脏、神经系统造成影响，对儿童具高毒性，会导致身体、心理发展迟缓，出现学习障碍的情况。致癌,氯仿对健康的影响最大，致癌性方面最常发生的是膀胱癌,对人体健康有广泛影响，致癌，对肝脏、肾脏影响极大,35,Delta P,杀虫剂,砷,汞,硒,对皮肤、神经系统等造成危害，致癌,高浓度会危害肌肉及神经系统,直接影响人体的再生能力及
14、成长能力,对人体的伤害很大，主要为伤害肾脏、中枢神经系统,老人、小孩、体弱多病者是最易受影响的群体潜伏期长：各种有毒物质在人体内缓慢积累直至发病，因时间较长不易察觉，更具有隐蔽性。不易分解：大多数毒性有机物及所有重金属在人体内无法被分解和代谢掉，只能在人体内长期滞留，不断积累。易于体内积累：重金属一旦进入体内便与人体蛋白结合形成难以代谢掉的化合物。,由饮水造成的疾病具有哪些特征?,如何健康饮水？,我国生活饮用水卫生标准的发展历程 建国五十多年来，生活饮用水卫生标准颁布了7次:生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006）106项饮用水标准的污染物控制重点:从简单污染物 复杂有机污染物,饮用水标
15、准的发展,人们主要饮水源：1、自来水 2、桶装（瓶装）水 3、井水（个别),可以杀菌,您喝的哪种水？,自来水煮开,不能去除重金属漂白粉的味道和水垢,使用方便,桶装水,桶装水的来源不清开封时间长容易滋生细菌没水以后工人不能及时送水,为什么自来水不能直饮？,1。水源受到严重污染2。自来水厂水处理工艺落后3。城市供水管道老化4。终端储水系统不安全。,水厂,污染水源 水厂简单处理,经过漫长的 管道、塔箱,污染增多水质下降,1、自来水,水源,水源的污染,自来水厂落后的处理工艺,这样的自来水你真的放心？,自来水管道老化、终端储水设备的二次污染,自来水管道老化、终端储水设备的二次污染,这样的自来水你敢喝？,
16、自来水管道老化、终端储水设备的二次污染,这样的自来水你敢喝？,颗粒物：泥砂，泥土和其它颗粒物-成为其他污染物的载体，影响消毒效果.异味：Cl2、有机酸-形成潜在的致癌物 硬度：Ca2+、Mg2+-各种结石有害离子：铜、铁、铬、锌、镉、汞、锡，F-肝肾等损伤，影响儿童智力发育，破坏神经系统、消化系统、内分泌系统等有害有机物：杀虫剂、肥料、洗涤剂和其它溶解物-肝脏及神经系统发生问题、致癌、致畸、致突变放射性物质-致癌、致畸、致突变微生物：细菌、真菌、藻类和病毒-常见疾病、瘟疫、病毒感染,自来水里的杂质,开水也不安全,1 重金属、砷化物，氟化物，亚硝酸盐等有害物质，特别是有机污染物（农药、杀虫剂、除
17、草剂、合成洗涤剂等），煮开水，不能去除，还会存在使各种有毒有害物质浓度增加的可能。2 将水煮开会使非挥发性有机物（如三卤乙酸）浓缩，其浓缩物的致突变性反而比生水增加。3 用铝或铁制容器煮水时，亚硝酸胺（致癌物）会明显增加。煮开5分钟后亚硝酸胺为生水的10多倍，煮开20分钟后则增加到近百倍。4 水烧开后，水中含氧量急剧下降。5 三个月的保温频瓶胆的水垢，发现重金属，其中镉，铅，汞等重金属对人体的毒害大都能在体内蓄积。,犹如一个从不清洗的杯子盛满纯净水放在那里两个礼拜后，我们却仍然在喝！,3、饮水机的二次污染-从来不清洗,2、家庭饮用水周期过长-超过三天细菌含量远远超标,1、桶装水市场管理混乱造成
18、水源无法管控，水桶材质不安全,2、桶装水,4、使用不方便，只能解决喝水，不够经济,桶装水、瓶装水也不适合家庭饮用,目前市场可饮用水的种类,纯净水：RO膜处理 几乎不含水分子外的任何分子蒸馏水：高温矿泉水：矿物质水：电解水：电解活水：小分子水老化的水:水分子团大,含氧量低偏碱的水偏酸的水,人类开始找寻更安全的饮用水的方法,安全、健康饮水标准,理想的饮用水：*无有害物质的天然水。*去除了余氯和管道输送、蓄水、水管及开关老化锈蚀等引起的污染物的 自来水。感观指标:澄清（无味、无嗅、无色、无悬浮污染物）微生物指标：无菌、无病毒、无虫理化指标：重金属离子铅、铬、镉、汞和砷、NO2-等有害离子浓度 尽可能
19、低（低于国标限值），并含有部分矿物质。硬度适中pH值呈中性或弱碱性有益指标：口感好,净水设备：是指将原水（用于处理的水，一般为自来水）通过一系列吸附、过滤、氧化还原、置换和杀菌消毒等物理或化学净化工艺，去除水中所含有的杂质，使水质得以净化，用于日常生活使用或饮用的设备。,净水设备由此产生：,净水机是解决饮用水安全问题的最佳途径,1.家用饮水机饮水周期过长，水质不安全 净水机制水现制现饮，出水安全放心有保证！2.家用饮水机只解决喝水问题，煮饭煲汤饮用水安全仍然没有保障 净水机可解决煮饭、煲汤、洗菜、洗碗、直饮需求，还可以美容！3.家用饮水机不易清洗，存在二次污染 家用净水机全部食品级材料，用pe
20、管连接，采用封闭技术没有二次污染！4.家用饮水机饮水不方便，要电话订水 净水机随时都可以制水，方便快捷！5.家用饮水机成本较高，每年800元左右水费。净水机成本200-500不等!,四、常用的水处理技术,活性炭吸附离子交换软化KDF、能量石膜过滤 微滤（MF）、超滤（UF）0.01微米 纳滤（NF）、反渗透（RO）0.1纳米即0.0001微米常见消毒方式 膜分离、臭氧、加氯、煮沸,活性炭是什么,活性炭：是炭经过特殊工艺活化，使之生成大量的微孔，从而拥有良好吸附能力的材料。活性炭是一种非极性材料，对非极性、弱极性的有机物有良好的吸附能力。在水处理中可以用来去除水中余氯、有机物、色、嗅、味和部分重
21、金属离子。,家用净水器常用的活性炭滤芯,离子交换树脂是什么,一类带有活性基因的网状结构高分子化合物。它的分子结构可以分为两部分：一部分为骨架，它是高分子化合物的基体，具有庞大的表面空间；另一部分时带有可交换离子的活性基因，它化合在高分子基因上，当硬水通过时与硬度离子交换。,离子交换树脂的软化原理,原理：Ca2+2NaR CaR2+2Na2+可逆反应,KDF 能量石,KDF是一种高纯度的铜锌合金。它是利用铜和锌在水中的氧化还原反应，去除水中的重金属（如铅、汞、铜、铁等）、氯、硫化氢。并具有抑制微生物的作用。,将大分子团变为小分子团水，提高水分子的活性，调节水的PH值为弱碱性;释放远红外线,据中国
22、计量科学院测试,可发出波长8-18um的远红外线；,新型净水技术-膜分离,大肠杆菌被截留在膜表面,膜过滤,1、微滤（microfiltralion）简称MF微孔过滤（微滤）所分离的组分直径为0.0515um，主要去除微粒和细粒物质，所用的膜一般为对称膜，操作压力为0.010.2MPa。2、超滤（ultrafiltration）简称UF超滤膜（UF）所分离出的组分直径为0.0510um，一般是分子量大于500Dalton的大分子和胶体，这类的液体渗透压很小，可以忽略，因而一般采用的操作压力较小，为0.10.5MPa，所用的膜常为非对称膜，膜的 渗透通量为0.55.0m3/m2.d。3、纳滤（Na
23、nofiltration）简称NF纳滤膜（NF）可以认为是由反渗透膜（Ro）发展而来的超低压膜的一种，分离范围介于反渗透膜和超滤膜之间，对氯化钠的去除率为50%70%，对有机物的去除率在90%以上，操作压力低，一般为0.52.0MPa，能耗较少，运行费用较低，截面分子量大于300Dalton，对于分子量低于300 Dalton的去除率取决于纳滤膜的结构。4、反渗透（Reverse osmosis）简称Ro反渗透是一种利用孔径极小，仅能通过水分子的高分子半透膜进行水处理的技术。又叫超微滤。5、电渗析（Electrodialgsis）简称ED电渗析（ED）是以直流电为推动力，并利用阴阳离子交换膜对
24、水溶液中阴阳离子选择性而使溶液中溶质与水分离的一种物化过程。,PP棉滤芯,超滤膜丝,反渗透膜,沙滤,反渗透,1.由来:1950年美国科学家DR.S.Sourirajan有一回无意发现海鸥在海上飞行时从海面啜起一大口海水,隔了几秒后,吐出一小口的海水,而产生疑问,因为陆地上由肺呼吸的动物是绝对无法饮用高盐份的海水的.经过解剖发现海鸥体内有一层薄膜,该薄膜非常精密,海水经由海鸥吸入体内后加压,再经由压力作用将水分子贯穿渗透过薄膜转化为淡水,而含有杂质及高浓缩盐份的海水则吐出嘴外,此即往后反渗透法的基本理论架构;并在1953年由University of Florida应用于海水淡化去除盐份设备,在
25、1960年经美国联邦政府专案支助美国U.C.L.A大学医学院教授Dr.S.Sidney Lode配合DR.S.Soirirajan博士着手研究反渗透膜,一年约投入四亿美元经费研究,以运用于太空人使用,使太空船不用运载大量的饮用水升空,直到1960年投入研究工作的学者、专家越来越多,使之质与量更加精进,从而解决了人类钦用水中的难题.2.原理:反渗透技术（又称逆渗透Reverse Osmosis），简称RO，它可去除水中95%-99%的杂质，供宇航员饮用，所以又称“太空水”。渗透是一种自然现象：水通过半透膜，从低溶质浓度一侧到高溶质浓度一侧，直到溶剂化学位达到平衡。平衡时，膜两侧压力差等于渗透压。
26、若以渗透膜分隔两边浓度不同的盐水，由于位能差别，水份会从浓度低的一边移往浓度高的一边以便平衡两边的位能，直至两边水位及水压差别引致水份没法再迁移，物质交换得到平衡。这就是渗透效应（Osmosis）现象。,逆渗透如其名，如果在高浓度的一边加压，便能把以上提及的渗透效应停止并逆转，使水份从高浓度迫往低浓度的一边，把水净化（如下图）。这种现象称为逆渗透（反渗透），这种半透膜称为逆渗透膜。逆渗透膜对于流体像一块栅栏板，允许特定物质（溶剂）通过，而其他物质（溶质）部分或全部被截留。,超滤膜的种类,不是贵的膜就越好，重要的是选择适合不同环境下的膜。,消毒杀菌方式对水的影响,臭氧杀菌加氯杀菌其它强氧化剂（二
27、氧化氯、高锰酸钾、过氧化氢）紫外线杀菌煮沸杀菌,臭氧杀菌的危害,臭氧杀菌是近年来流行的饮用水杀菌方式，以其杀菌的高效稳定受到信赖。但如果水中有机污染物浓度没有效降低，将会产生溴酸盐、亚氯酸盐和氯酸盐等对人体有害的消毒副产物。Br-BrO3-Cl-O3杀菌 ClO3-/ClO2-溴酸盐、亚氯酸盐和氯酸盐都是对人体有害的消毒副产物。,加氯杀菌,优点：有好的杀菌能力，价廉。国内自来水厂多采用加氯杀菌，并要求管网末端的余氯浓度不小于0.05mg/L。危害：1、一般投加剂量下对病毒、病原虫（贾第虫、隐孢子虫）和寄生虫卵基本无效。2、氯系消毒剂本身对健康有危害。产生THMs（三氯甲烷）等卤代烃“三致（致癌
28、、致畸、致突变）”物。3、余氯使家用净水器中使用的有机高分子材料等部件更易老化,1、杀毒不完全；煮沸一百摄氏度才能杀死一部分细菌，但细菌尸体仍留在水中，成为使人体发热的致热源，医学上称之为“热质”；另外象肝炎病毒需120摄氏度才能杀死，一些耐热菌要140摄氏度甚至更高的温度才可杀灭。2、有机物重金属的危害：有机物、重金属等有害物质不被消除（直接伤害肾、肝）危及机体。其实它们对人体的危害远比细菌更可怕。3、致癌物三氯甲烷：由于自来水用氯气消毒,水烧开时化学毒物三氯甲烷的浓度增加许多倍。美国环保局工程师福兰克比尔已实验证明：自来水在容器中加热，每增加10摄氏度时，三氯甲烷产生的浓度就要增加2倍,而
29、三氯甲烷是制癌物质。三氯甲烷还会破坏食物中维生素，用含余氯的自来水煮饭，米不但吸附了氯，水中含有的维生素的2/3也被破坏。4、矿物质：水加热过程中，矿物质沉积成垢，易导致人体的各种结石病。5、无氧：溶解于水中的氧随加温煮沸而蒸发，国外称开水为“死水”。煮沸没有氧了，这也就是凉开水“养鱼不活，养花花死”的原因所在。,煮沸杀菌,膜过滤的优势,1、去除彻底，效果好。细菌的最小体积200纳米，病毒最小体积15纳米。我们的超滤膜孔径为0.01微米（即10纳米），反渗透膜孔径0.1纳米。能将所有的细菌病毒等微生物拦截在膜外。2、健康，安全。采用物理拦截的方法，膜材料全部为食品级材料，无任何副产物。,要点回顾：,1、水对人体有什么作用？2、水污染分哪些污染物，分别对人体有什么危害？3、为什么自来水、桶装水不适宜饮用？4、水处理技术有哪些？5、有哪些消毒方式？分别有什么危害或优势？,
