技術(shù)文章
水質(zhì)監(jiān)測和處理方法
發(fā)布時間:2022-12-17
世界衛(wèi)生組織健康飲用水標(biāo)準(zhǔn)
(1)不含有害人體健康的物理性、化學(xué)性和生物性污染;
?。?)含有適量的有益于人體健康,并呈離子狀態(tài)的礦物質(zhì)(鉀、鎂、鈣等含量在100mg/L);
(3)水的分子團(tuán)小,溶解力和滲透力強(qiáng);
?。?)應(yīng)呈現(xiàn)弱堿性(PH值為8-9);
(5)水中含有溶解氧(6mg/L左右),含有碳酸根離子;
?。?)可以迅速、有效的清除體內(nèi)的酸性代謝產(chǎn)物和各種有害物質(zhì);
?。?)水的硬度適度,介于50--200mg/L(以碳酸鈣計(jì))。
2、《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》(2006版)(原《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》(2001)廢止)
3、GB/T 5750.1~13-2006 《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》(原GB 5750-85 《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》、《生活飲用水檢驗(yàn)規(guī)范》(2001)廢止)
4、GB/T 17219-1998 《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評價標(biāo)準(zhǔn) 就是國標(biāo)現(xiàn)行版本》
5、《生活飲用水水質(zhì)處理器衛(wèi)生安全與功能評價規(guī)范----一般水質(zhì)處理器》(2001)
6、《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料安全評價規(guī)范》(2001)
軟水:不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫做軟水(soft water)。天然軟水一般指雨、雪水、江、河、湖水都是軟水。經(jīng)軟化處理的硬水指鈣鹽和鎂鹽含量降為 1.0~50 毫克/升后得到的軟化水。我們通常把水中鈣、鎂離子的含量用“硬度”這個指標(biāo)來表示。硬度1度相當(dāng)于每升水中含有10毫克氧化鈣。低于8度的水稱為軟水,高于17度的稱為硬水,介于8~17度之間的稱為中度硬水。
自來水:幾十年來,自來水一直是城鎮(zhèn)居民的主要飲水來源。但近年來各地的水源受到不同程度的污染,使水的品質(zhì)大打折扣。再加上自來水在消毒時,使用了氯氣或含氯漂白粉,它們在殺菌的同時,也帶來了游離氯對各種有機(jī)物的氯化作用,包括含氯的二惡英在內(nèi),危害了消費(fèi)者的健康。
純凈水:純凈水是一種經(jīng)過特殊過濾裝置,經(jīng)過多層過濾生產(chǎn)的飲用水。純凈水一方面過濾掉了水中的各種有害的、有毒物質(zhì),但另一方面,也過濾去了對人體有益的礦物質(zhì)。長期飲用純凈水會影響人體內(nèi)的酸堿平衡,影響神經(jīng)、肌肉和多種酶的活動,減弱人體免疫力。正處于長身體的青少年要尤其注意盡量少喝這種水。
礦泉水:礦泉水是指地下深層流經(jīng)巖石的地下水。礦泉水中含有一定的微量元素,對人體的新陳代謝有促進(jìn)作用。但是,礦泉水中的微量元素含量比較單一,并不能為人體提供全面、均衡的礦物質(zhì)。經(jīng)常飲用這種水,會導(dǎo)致某些元素過量,并在血液、細(xì)胞中沉積,致使微量元素代謝失調(diào),增加腎臟負(fù)擔(dān),易產(chǎn)生腎結(jié)石、尿道結(jié)石和膽結(jié)石等。
磁化水:磁化水是模擬地球磁場劇變而提高水的能態(tài)制成的水。它是希望通過磁場的能量來打破長鏈水分子團(tuán),提高水的活性和能態(tài)以及水對營養(yǎng)的輸送能力。但是這種水一離開磁場就會又回到原來的狀態(tài),并不能達(dá)到磁化的目的。
生態(tài)水:生態(tài)水是從原始天然無毒的麥飯石、天青石、木魚石等礦石中經(jīng)高溫注氧和交變強(qiáng)磁場處理而得到的濃縮液,再加以純凈水稀釋而制成的飲用水。其中含有30多種生命相關(guān)元素,有10多種對生命起催化、啟動動力作用的生命動力元素絡(luò)合離子,是具有高能態(tài)的活水。目前,生態(tài)水經(jīng)國家有關(guān)部門檢測證明,是人類*健康的飲用水。
一、化學(xué)性污染
污染雜質(zhì)為化學(xué)物品而造成的水體污染。
?。?)無機(jī)污染物質(zhì):污染水體的無機(jī)污染物質(zhì)有酸、堿和一些無機(jī)鹽類。酸堿污染使水體的pH值發(fā)生變化,妨礙水體自凈作用,還會腐蝕船舶和水下建筑物,影響漁業(yè)。
?。?)無機(jī)有毒物質(zhì):污染水體的無機(jī)有毒物質(zhì)主要是重金屬等有潛在長期影響的物質(zhì),主要有汞、鎘、鉛、砷等元素。
?。?)有機(jī)有毒物質(zhì):污染水體的有機(jī)有毒物質(zhì)主要是各種有機(jī)農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、芳香烴等。它們大多是人工合成的物質(zhì),化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,很難被生物所分解。
?。?)需氧污染物質(zhì):生活污水和某些工業(yè)廢水中所含的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和酚、醇等有機(jī)物質(zhì)可在微生物的作用下進(jìn)行分解。在分解過程中需要大量氧氣,故稱之為需氧污染物質(zhì)。
(5)植物營養(yǎng)物質(zhì):主要是生活與工業(yè)污水中的含氮、磷等植物營養(yǎng)物質(zhì),以及農(nóng)田排水中殘馀的氮和磷。
(6)油類污染物質(zhì):主要指石油對水體的污染,尤其海洋采油和油輪事故污染*甚。
二、物理性污染
(1)懸浮物質(zhì)污染:懸浮物質(zhì)是指水中含有的不溶性物質(zhì),包括固體物質(zhì)和泡沫塑料等。它們是由生活污水、垃圾和采礦、采石、建筑、食品加工、造紙等產(chǎn)生的廢物泄入水中或農(nóng)田的水土流失所引起的。懸浮物質(zhì)影響水體外觀,妨礙水中植物的光合作用,減少氧氣的溶入,對水生生物不利。
?。?)熱污染:來自各種工業(yè)過程的冷卻水,若不采取措施,直接排入水體,可能引起水溫升高、溶解氧含量降低、水中存在的某些有毒物質(zhì)的毒性增加等現(xiàn)象,從而危及魚類和水生生物的生長。
?。?)放射性污染:由于原子能工業(yè)的發(fā)展,放射性礦藏的開采,核子試驗(yàn)和核電站的建立以及同位素在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、研究等領(lǐng)域的應(yīng)用,使放射性廢水、廢物顯著增加,造成一定的放射性污染。
三、生物性污染
生活污水,特別是醫(yī)院污水和某些工業(yè)廢水污染水體后,往往可以帶入一些病原微生物。例如某些原來存在于人畜腸道中的病原細(xì)菌,如傷寒、副傷寒、霍亂細(xì)菌等都可以通過人畜糞便的污染而進(jìn)入水體,隨水流動而傳播。一些病毒,如肝炎病毒、腺病毒等也常在污染水中發(fā)現(xiàn)。某些寄生蟲病,如阿米巴痢疾、血吸蟲病、鉤端螺旋體病等也可通過水進(jìn)行傳播。
一、沉淀物過濾法
沉淀物過濾法的目的是將水源內(nèi)之懸浮顆粒物質(zhì)或膠體物質(zhì)清除干凈。這些顆粒物質(zhì)如果沒有清除,會對透析用水其他精密的過濾膜造成破壞或甚至水路的阻塞。這是*古老且*簡單的凈水法,所以這個步驟常用在水純化的初步處理,或有必要時,在管路中也會多加入幾個濾器(filter)以清除體積較大的雜質(zhì)。濾過懸浮的顆粒物質(zhì)所使用的濾器種類很多,例如網(wǎng)狀濾器,沙狀濾器(如石英沙等)或膜狀濾器等。只要顆粒大小大于這些孔洞之大小,就會被阻擋下來。對于溶解于水中的離子,就無法阻攔下來。
二、硬水軟化法
硬水的軟化需使用離子交換法,它的目的是利用陽離子交換樹脂以鈉離子來交換硬水中的鈣與鎂離子,*此來降低水源內(nèi)之鈣鎂離子的濃度。其軟化的反應(yīng)式如下:
Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1
Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1
式中的EX表示離子交換樹脂,這些離子交換樹脂結(jié)合了Ca2+及Mg2+之后,將原本含在其內(nèi)的Na+離子釋放出來。
三、活性碳
活性碳是由木頭,殘木屑,水果核,椰子殼,煤炭或石油底渣等物質(zhì)在高溫下干餾炭化而成,制成后還需以熱空氣或水蒸氣加以活化。它的主要作用是清除氯與氯氨以及其他分子量在60到300道爾頓的溶解性有機(jī)物質(zhì)?;钚蕴嫉谋砻娉暑w粒狀,內(nèi)部是多孔的,孔內(nèi)有許多約1Onm~lA大小的毛細(xì)管,1g的活性碳內(nèi)部表面積高達(dá)700-1400m2,而這些毛細(xì)管內(nèi)表面及顆粒表面就是吸附作用之所在。影響活性碳清除有機(jī)物能力的因素有活性碳本身的面積,孔洞大小以及被清除有機(jī)物的分子量及其極性(Polarity),它主要*物理的吸附能力來排除雜物,當(dāng)吸附能力達(dá)飽合之后,吸附過多的雜質(zhì)就會掉落下來污染下游的水質(zhì),所以必須定時利用逆沖的方式來清除吸附其上的雜質(zhì)。
四、去離子法
去離子法的目的是將溶解于水中的無機(jī)離子排除,與硬水軟化器一樣,也是利用離子交換樹脂的原理。在這 使用兩種樹脂-陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂。陽離子交換樹脂利用氫離子(H+)來交換陽離子;而陰離子交換樹脂則利用氫氧根離子(OH-)來交換陰離子,氫離子與氫氧根離子互相結(jié)合成中性水,其反應(yīng)方程式如下:
M+x+xH-Re→M-M-Rex+xH+1
A-z+zOH-Re→A-Rez+zOH-1
上式中的的M+x表陽離子,x表電價數(shù),M+x陽離子與陽離子樹脂上H-Re的氫離子交換,A-z則表陰離子,z表電價數(shù),A-z與陰離子交換樹脂結(jié)合后,釋放出OH-離子。H+離子與OH-離子結(jié)合后即成中性的水。這些樹脂之吸附能力耗盡之后也需要再還原,陽離子交換樹脂需要強(qiáng)酸來還原。
五、逆滲透法
逆滲透法可以有效的清除溶解于水中的無機(jī)物,有機(jī)物,細(xì)菌,熱原及其它顆粒等,是透析用水之處理中*重要的一環(huán)。所謂"滲透(osmosis)是指以半透膜隔開兩種不同濃度的溶液,其中溶質(zhì)不能透過半透膜,則濃度較低的一方水分子會通過半透膜到達(dá)濃度較高的另一方,直到兩側(cè)的濃度相等為止。在還沒達(dá)到平衡之前,可以在濃度較高的一方逐漸施加壓力,則前述之水分子移動狀態(tài)會暫時停止,此時所需的壓力叫作 "滲透壓 (osmotic pressure)",如果施加的力量大于滲透壓時,則水份的移動會反方向而行,也就是從高濃度的一例流向低濃度的一方,這種現(xiàn)象就叫作"逆滲透"。逆滲透的純化效果可以達(dá)到離子的層面,對于單價離于(monovalent ions)的排除率(rejection rate)可達(dá)90%-98%,而雙價離子(divalent ions)可達(dá)95%-99%左右(可以防止分子量大于200道爾敦的物質(zhì)通過)。
六、超過濾法
超過濾法與逆滲透法類似,也是使用半透膜,但它無法控制離子的清除,因?yàn)槟ぶ讖捷^大,約10-200A之間。只能排除細(xì)菌,病毒,熱原及顆粒狀物等,對水溶性離子則無法濾過。超過濾法主要的作用是充當(dāng)逆滲透法的前置處理以防止逆滲透膜被細(xì)菌污染。它也可用在水處理的*后步驟以防止上游的水在管路中被細(xì)菌污染。一般是利用進(jìn)水壓與出水壓差來判斷超過濾膜是否有效,與活性碳類似,平時是以逆沖法來清除附著其上的雜質(zhì)。
七、蒸餾法
蒸餾法是古老卻也是有效的水處理法,它可以清除任何不可揮發(fā)性的雜質(zhì),但是無法排除可揮發(fā)性的污染物,它需要很大的儲水槽來存放,這個儲水槽與輸送管卻是造成污染的重要原因,目前血液透析用水不用這種方式來處理。
八、紫外線消毒法
紫外線消毒法是目前常使用的方法之一,它的殺菌機(jī)理是破壞細(xì)菌核酸的生命遺傳物質(zhì),使其無法繁殖,其中*重大的反應(yīng)是核酸分子內(nèi)的pyrimidine鹽基變成雙合體(dimer)。一般是使用低壓水銀放電燈(殺菌燈)的人工253.7nm波長的紫外線能量。紫外線殺菌燈的原理與日光燈相同,只是燈管內(nèi)部不涂螢光物質(zhì),燈管的材質(zhì)是采用紫外線穿透率高的石英玻璃。一般紫外線裝置依用途分照射型,浸泡型及流水型。
九、生物化學(xué)法
[1]生物化學(xué)水處理方法利用自然界存生的各種細(xì)菌微生物,將廢水中有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì),使廢水得以凈化。生物化學(xué)水處理方法可以分活性污泥法、生物膜法、生物氧化塔、土地處理系統(tǒng)、厭氧生物水處理方法。生物化學(xué)水處理法的流程:原水→格柵→調(diào)節(jié)池→接觸氧化池→沉淀地→過濾→消毒→出水。
1、活性污泥水處理方法
(1)鼓風(fēng)曝氣:即排流式曝氣,將壓縮空氣不斷地鼓入廢水中(主要裝置由曝氣鼓風(fēng)機(jī)和曝氣器組成),保證水中有一定的溶解氧,以維持微生物的生命活動,分解水中有機(jī)物,以達(dá)到水處理的凈化效果。
(2)機(jī)械曝氣:即表面曝氣,利用裝在曝氣池內(nèi)的機(jī)械葉輪轉(zhuǎn)動,劇烈攪動水面,使空氣中的氧溶于水中,供微生物生命活動,進(jìn)行生化作用以達(dá)到水處理的凈化效果。
(3)純氧曝氣:它是按鼓風(fēng)曝氣方法向水中吹入純氧,以提高充氧效率,從而加快水處理的凈化速度。
2、生物膜水處理方法
(1)生物濾池:使廢水流過生長在濾料表面的生物膜,通過兩面間的物質(zhì)交換及生化作用,使廢水中有機(jī)物降解,達(dá)到水處理的凈化目的。
(2)生物轉(zhuǎn)盤:由固定在一橫軸上的若干間距很近的圓盤組成,不斷旋轉(zhuǎn)的圓盤面上生長一層生物膜,以達(dá)到水處理凈化效果。
(3)生物接觸氧化:供微生物棲附的填料全部浸于廢水中,并采用機(jī)械設(shè)備向廢水中充入空氣,使廢水中有機(jī)物降解,以凈化廢水?!?br> 3、土地處理系統(tǒng) (1)土地滲濾:利用土壤膜中的微生物和植物根系對污染物的凈化能力來進(jìn)行生活污水處理,同時利用污水中的水、肥來促進(jìn)農(nóng)作物、牧草、樹木生長。
(2)污水灌溉:這種水處理方法主要目的為灌溉,以充分利用凈化后的污水。
4、厭氧生物水處理方法:利用厭氧微生物分解污水中有機(jī)物,達(dá)到水處理凈化目的,同時產(chǎn)生甲烷氣、CO2等氣體。
生活用水(domestic water)人類日常生活所需用的水。包括居民日常生活用水(飲用、洗滌等室內(nèi)用水和洗車、綠化等室外用水)和公共設(shè)施用水(浴池、商店、旅館、學(xué)校、醫(yī)院、市政綠化、清潔、消防等用水)。中國的年生活用水總量約600多億立方米(2001年),大城市人均每人每年生活用水量為70~247立方米,中小城市人均年用水量約為32~166立方米,農(nóng)村人均用水量約28立方米。由于中國大部分城市和農(nóng)村未實(shí)現(xiàn)分質(zhì)供水,所以生活用水的水質(zhì)評價一般仍沿用飲用水的標(biāo)準(zhǔn)或采用優(yōu)于Ⅳ類水的標(biāo)準(zhǔn)來衡量。
(1)不含有害人體健康的物理性、化學(xué)性和生物性污染;
?。?)含有適量的有益于人體健康,并呈離子狀態(tài)的礦物質(zhì)(鉀、鎂、鈣等含量在100mg/L);
(3)水的分子團(tuán)小,溶解力和滲透力強(qiáng);
?。?)應(yīng)呈現(xiàn)弱堿性(PH值為8-9);
(5)水中含有溶解氧(6mg/L左右),含有碳酸根離子;
?。?)可以迅速、有效的清除體內(nèi)的酸性代謝產(chǎn)物和各種有害物質(zhì);
?。?)水的硬度適度,介于50--200mg/L(以碳酸鈣計(jì))。
中華人民共和國生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)
1、GB 5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(原GB 5749-85標(biāo)準(zhǔn)廢止)2、《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》(2006版)(原《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》(2001)廢止)
3、GB/T 5750.1~13-2006 《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》(原GB 5750-85 《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》、《生活飲用水檢驗(yàn)規(guī)范》(2001)廢止)
4、GB/T 17219-1998 《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評價標(biāo)準(zhǔn) 就是國標(biāo)現(xiàn)行版本》
5、《生活飲用水水質(zhì)處理器衛(wèi)生安全與功能評價規(guī)范----一般水質(zhì)處理器》(2001)
6、《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料安全評價規(guī)范》(2001)
家庭水終端
硬水:指水里面鈣鎂離子含量很高的水,泉水、深井水、海水都是硬水。當(dāng)水流過土地和巖石時,它會溶解少量的礦物質(zhì)成分,鈣和鎂就是其中*常見的兩種成分,它們使水質(zhì)變硬。水中含鈣、鎂等礦物質(zhì)成分越多,水的硬度越大。長期食用會造成肝膽或腎結(jié)石;洗衣服不起泡;異地飲水水土不服的癥狀;用水設(shè)備內(nèi)結(jié)水垢;等。軟水:不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫做軟水(soft water)。天然軟水一般指雨、雪水、江、河、湖水都是軟水。經(jīng)軟化處理的硬水指鈣鹽和鎂鹽含量降為 1.0~50 毫克/升后得到的軟化水。我們通常把水中鈣、鎂離子的含量用“硬度”這個指標(biāo)來表示。硬度1度相當(dāng)于每升水中含有10毫克氧化鈣。低于8度的水稱為軟水,高于17度的稱為硬水,介于8~17度之間的稱為中度硬水。
自來水:幾十年來,自來水一直是城鎮(zhèn)居民的主要飲水來源。但近年來各地的水源受到不同程度的污染,使水的品質(zhì)大打折扣。再加上自來水在消毒時,使用了氯氣或含氯漂白粉,它們在殺菌的同時,也帶來了游離氯對各種有機(jī)物的氯化作用,包括含氯的二惡英在內(nèi),危害了消費(fèi)者的健康。
純凈水:純凈水是一種經(jīng)過特殊過濾裝置,經(jīng)過多層過濾生產(chǎn)的飲用水。純凈水一方面過濾掉了水中的各種有害的、有毒物質(zhì),但另一方面,也過濾去了對人體有益的礦物質(zhì)。長期飲用純凈水會影響人體內(nèi)的酸堿平衡,影響神經(jīng)、肌肉和多種酶的活動,減弱人體免疫力。正處于長身體的青少年要尤其注意盡量少喝這種水。
礦泉水:礦泉水是指地下深層流經(jīng)巖石的地下水。礦泉水中含有一定的微量元素,對人體的新陳代謝有促進(jìn)作用。但是,礦泉水中的微量元素含量比較單一,并不能為人體提供全面、均衡的礦物質(zhì)。經(jīng)常飲用這種水,會導(dǎo)致某些元素過量,并在血液、細(xì)胞中沉積,致使微量元素代謝失調(diào),增加腎臟負(fù)擔(dān),易產(chǎn)生腎結(jié)石、尿道結(jié)石和膽結(jié)石等。
磁化水:磁化水是模擬地球磁場劇變而提高水的能態(tài)制成的水。它是希望通過磁場的能量來打破長鏈水分子團(tuán),提高水的活性和能態(tài)以及水對營養(yǎng)的輸送能力。但是這種水一離開磁場就會又回到原來的狀態(tài),并不能達(dá)到磁化的目的。
生態(tài)水:生態(tài)水是從原始天然無毒的麥飯石、天青石、木魚石等礦石中經(jīng)高溫注氧和交變強(qiáng)磁場處理而得到的濃縮液,再加以純凈水稀釋而制成的飲用水。其中含有30多種生命相關(guān)元素,有10多種對生命起催化、啟動動力作用的生命動力元素絡(luò)合離子,是具有高能態(tài)的活水。目前,生態(tài)水經(jīng)國家有關(guān)部門檢測證明,是人類*健康的飲用水。
水污染
水污染可根據(jù)污染雜質(zhì)的不同而主要分為化學(xué)性污染、物理性污染和生物性污染三大類。一、化學(xué)性污染
污染雜質(zhì)為化學(xué)物品而造成的水體污染。
?。?)無機(jī)污染物質(zhì):污染水體的無機(jī)污染物質(zhì)有酸、堿和一些無機(jī)鹽類。酸堿污染使水體的pH值發(fā)生變化,妨礙水體自凈作用,還會腐蝕船舶和水下建筑物,影響漁業(yè)。
?。?)無機(jī)有毒物質(zhì):污染水體的無機(jī)有毒物質(zhì)主要是重金屬等有潛在長期影響的物質(zhì),主要有汞、鎘、鉛、砷等元素。
?。?)有機(jī)有毒物質(zhì):污染水體的有機(jī)有毒物質(zhì)主要是各種有機(jī)農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、芳香烴等。它們大多是人工合成的物質(zhì),化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,很難被生物所分解。
?。?)需氧污染物質(zhì):生活污水和某些工業(yè)廢水中所含的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和酚、醇等有機(jī)物質(zhì)可在微生物的作用下進(jìn)行分解。在分解過程中需要大量氧氣,故稱之為需氧污染物質(zhì)。
(5)植物營養(yǎng)物質(zhì):主要是生活與工業(yè)污水中的含氮、磷等植物營養(yǎng)物質(zhì),以及農(nóng)田排水中殘馀的氮和磷。
(6)油類污染物質(zhì):主要指石油對水體的污染,尤其海洋采油和油輪事故污染*甚。
二、物理性污染
(1)懸浮物質(zhì)污染:懸浮物質(zhì)是指水中含有的不溶性物質(zhì),包括固體物質(zhì)和泡沫塑料等。它們是由生活污水、垃圾和采礦、采石、建筑、食品加工、造紙等產(chǎn)生的廢物泄入水中或農(nóng)田的水土流失所引起的。懸浮物質(zhì)影響水體外觀,妨礙水中植物的光合作用,減少氧氣的溶入,對水生生物不利。
?。?)熱污染:來自各種工業(yè)過程的冷卻水,若不采取措施,直接排入水體,可能引起水溫升高、溶解氧含量降低、水中存在的某些有毒物質(zhì)的毒性增加等現(xiàn)象,從而危及魚類和水生生物的生長。
?。?)放射性污染:由于原子能工業(yè)的發(fā)展,放射性礦藏的開采,核子試驗(yàn)和核電站的建立以及同位素在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、研究等領(lǐng)域的應(yīng)用,使放射性廢水、廢物顯著增加,造成一定的放射性污染。
三、生物性污染
生活污水,特別是醫(yī)院污水和某些工業(yè)廢水污染水體后,往往可以帶入一些病原微生物。例如某些原來存在于人畜腸道中的病原細(xì)菌,如傷寒、副傷寒、霍亂細(xì)菌等都可以通過人畜糞便的污染而進(jìn)入水體,隨水流動而傳播。一些病毒,如肝炎病毒、腺病毒等也常在污染水中發(fā)現(xiàn)。某些寄生蟲病,如阿米巴痢疾、血吸蟲病、鉤端螺旋體病等也可通過水進(jìn)行傳播。
水處理
常用的水處理方法有:(一)沉淀物過濾法、(二)硬水軟化法、(三)活性炭吸附法、(四)去離子法、(五)逆滲透法、(六)超過濾法、(七)蒸餾法、(八)紫外線消毒法等。一、沉淀物過濾法
沉淀物過濾法的目的是將水源內(nèi)之懸浮顆粒物質(zhì)或膠體物質(zhì)清除干凈。這些顆粒物質(zhì)如果沒有清除,會對透析用水其他精密的過濾膜造成破壞或甚至水路的阻塞。這是*古老且*簡單的凈水法,所以這個步驟常用在水純化的初步處理,或有必要時,在管路中也會多加入幾個濾器(filter)以清除體積較大的雜質(zhì)。濾過懸浮的顆粒物質(zhì)所使用的濾器種類很多,例如網(wǎng)狀濾器,沙狀濾器(如石英沙等)或膜狀濾器等。只要顆粒大小大于這些孔洞之大小,就會被阻擋下來。對于溶解于水中的離子,就無法阻攔下來。
二、硬水軟化法
硬水的軟化需使用離子交換法,它的目的是利用陽離子交換樹脂以鈉離子來交換硬水中的鈣與鎂離子,*此來降低水源內(nèi)之鈣鎂離子的濃度。其軟化的反應(yīng)式如下:
Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1
Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1
式中的EX表示離子交換樹脂,這些離子交換樹脂結(jié)合了Ca2+及Mg2+之后,將原本含在其內(nèi)的Na+離子釋放出來。
三、活性碳
活性碳是由木頭,殘木屑,水果核,椰子殼,煤炭或石油底渣等物質(zhì)在高溫下干餾炭化而成,制成后還需以熱空氣或水蒸氣加以活化。它的主要作用是清除氯與氯氨以及其他分子量在60到300道爾頓的溶解性有機(jī)物質(zhì)?;钚蕴嫉谋砻娉暑w粒狀,內(nèi)部是多孔的,孔內(nèi)有許多約1Onm~lA大小的毛細(xì)管,1g的活性碳內(nèi)部表面積高達(dá)700-1400m2,而這些毛細(xì)管內(nèi)表面及顆粒表面就是吸附作用之所在。影響活性碳清除有機(jī)物能力的因素有活性碳本身的面積,孔洞大小以及被清除有機(jī)物的分子量及其極性(Polarity),它主要*物理的吸附能力來排除雜物,當(dāng)吸附能力達(dá)飽合之后,吸附過多的雜質(zhì)就會掉落下來污染下游的水質(zhì),所以必須定時利用逆沖的方式來清除吸附其上的雜質(zhì)。
四、去離子法
去離子法的目的是將溶解于水中的無機(jī)離子排除,與硬水軟化器一樣,也是利用離子交換樹脂的原理。在這 使用兩種樹脂-陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂。陽離子交換樹脂利用氫離子(H+)來交換陽離子;而陰離子交換樹脂則利用氫氧根離子(OH-)來交換陰離子,氫離子與氫氧根離子互相結(jié)合成中性水,其反應(yīng)方程式如下:
M+x+xH-Re→M-M-Rex+xH+1
A-z+zOH-Re→A-Rez+zOH-1
上式中的的M+x表陽離子,x表電價數(shù),M+x陽離子與陽離子樹脂上H-Re的氫離子交換,A-z則表陰離子,z表電價數(shù),A-z與陰離子交換樹脂結(jié)合后,釋放出OH-離子。H+離子與OH-離子結(jié)合后即成中性的水。這些樹脂之吸附能力耗盡之后也需要再還原,陽離子交換樹脂需要強(qiáng)酸來還原。
五、逆滲透法
逆滲透法可以有效的清除溶解于水中的無機(jī)物,有機(jī)物,細(xì)菌,熱原及其它顆粒等,是透析用水之處理中*重要的一環(huán)。所謂"滲透(osmosis)是指以半透膜隔開兩種不同濃度的溶液,其中溶質(zhì)不能透過半透膜,則濃度較低的一方水分子會通過半透膜到達(dá)濃度較高的另一方,直到兩側(cè)的濃度相等為止。在還沒達(dá)到平衡之前,可以在濃度較高的一方逐漸施加壓力,則前述之水分子移動狀態(tài)會暫時停止,此時所需的壓力叫作 "滲透壓 (osmotic pressure)",如果施加的力量大于滲透壓時,則水份的移動會反方向而行,也就是從高濃度的一例流向低濃度的一方,這種現(xiàn)象就叫作"逆滲透"。逆滲透的純化效果可以達(dá)到離子的層面,對于單價離于(monovalent ions)的排除率(rejection rate)可達(dá)90%-98%,而雙價離子(divalent ions)可達(dá)95%-99%左右(可以防止分子量大于200道爾敦的物質(zhì)通過)。
六、超過濾法
超過濾法與逆滲透法類似,也是使用半透膜,但它無法控制離子的清除,因?yàn)槟ぶ讖捷^大,約10-200A之間。只能排除細(xì)菌,病毒,熱原及顆粒狀物等,對水溶性離子則無法濾過。超過濾法主要的作用是充當(dāng)逆滲透法的前置處理以防止逆滲透膜被細(xì)菌污染。它也可用在水處理的*后步驟以防止上游的水在管路中被細(xì)菌污染。一般是利用進(jìn)水壓與出水壓差來判斷超過濾膜是否有效,與活性碳類似,平時是以逆沖法來清除附著其上的雜質(zhì)。
七、蒸餾法
蒸餾法是古老卻也是有效的水處理法,它可以清除任何不可揮發(fā)性的雜質(zhì),但是無法排除可揮發(fā)性的污染物,它需要很大的儲水槽來存放,這個儲水槽與輸送管卻是造成污染的重要原因,目前血液透析用水不用這種方式來處理。
八、紫外線消毒法
紫外線消毒法是目前常使用的方法之一,它的殺菌機(jī)理是破壞細(xì)菌核酸的生命遺傳物質(zhì),使其無法繁殖,其中*重大的反應(yīng)是核酸分子內(nèi)的pyrimidine鹽基變成雙合體(dimer)。一般是使用低壓水銀放電燈(殺菌燈)的人工253.7nm波長的紫外線能量。紫外線殺菌燈的原理與日光燈相同,只是燈管內(nèi)部不涂螢光物質(zhì),燈管的材質(zhì)是采用紫外線穿透率高的石英玻璃。一般紫外線裝置依用途分照射型,浸泡型及流水型。
九、生物化學(xué)法
[1]生物化學(xué)水處理方法利用自然界存生的各種細(xì)菌微生物,將廢水中有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì),使廢水得以凈化。生物化學(xué)水處理方法可以分活性污泥法、生物膜法、生物氧化塔、土地處理系統(tǒng)、厭氧生物水處理方法。生物化學(xué)水處理法的流程:原水→格柵→調(diào)節(jié)池→接觸氧化池→沉淀地→過濾→消毒→出水。
1、活性污泥水處理方法
(1)鼓風(fēng)曝氣:即排流式曝氣,將壓縮空氣不斷地鼓入廢水中(主要裝置由曝氣鼓風(fēng)機(jī)和曝氣器組成),保證水中有一定的溶解氧,以維持微生物的生命活動,分解水中有機(jī)物,以達(dá)到水處理的凈化效果。
(2)機(jī)械曝氣:即表面曝氣,利用裝在曝氣池內(nèi)的機(jī)械葉輪轉(zhuǎn)動,劇烈攪動水面,使空氣中的氧溶于水中,供微生物生命活動,進(jìn)行生化作用以達(dá)到水處理的凈化效果。
(3)純氧曝氣:它是按鼓風(fēng)曝氣方法向水中吹入純氧,以提高充氧效率,從而加快水處理的凈化速度。
2、生物膜水處理方法
(1)生物濾池:使廢水流過生長在濾料表面的生物膜,通過兩面間的物質(zhì)交換及生化作用,使廢水中有機(jī)物降解,達(dá)到水處理的凈化目的。
(2)生物轉(zhuǎn)盤:由固定在一橫軸上的若干間距很近的圓盤組成,不斷旋轉(zhuǎn)的圓盤面上生長一層生物膜,以達(dá)到水處理凈化效果。
(3)生物接觸氧化:供微生物棲附的填料全部浸于廢水中,并采用機(jī)械設(shè)備向廢水中充入空氣,使廢水中有機(jī)物降解,以凈化廢水?!?br> 3、土地處理系統(tǒng) (1)土地滲濾:利用土壤膜中的微生物和植物根系對污染物的凈化能力來進(jìn)行生活污水處理,同時利用污水中的水、肥來促進(jìn)農(nóng)作物、牧草、樹木生長。
(2)污水灌溉:這種水處理方法主要目的為灌溉,以充分利用凈化后的污水。
4、厭氧生物水處理方法:利用厭氧微生物分解污水中有機(jī)物,達(dá)到水處理凈化目的,同時產(chǎn)生甲烷氣、CO2等氣體。
生活用水(domestic water)人類日常生活所需用的水。包括居民日常生活用水(飲用、洗滌等室內(nèi)用水和洗車、綠化等室外用水)和公共設(shè)施用水(浴池、商店、旅館、學(xué)校、醫(yī)院、市政綠化、清潔、消防等用水)。中國的年生活用水總量約600多億立方米(2001年),大城市人均每人每年生活用水量為70~247立方米,中小城市人均年用水量約為32~166立方米,農(nóng)村人均用水量約28立方米。由于中國大部分城市和農(nóng)村未實(shí)現(xiàn)分質(zhì)供水,所以生活用水的水質(zhì)評價一般仍沿用飲用水的標(biāo)準(zhǔn)或采用優(yōu)于Ⅳ類水的標(biāo)準(zhǔn)來衡量。