活性炭吸附+超濾小型直飲水機(jī)處理效果分析

侯馨宇，孫明昱，陶星金，賈紅迪，劉佳音，左金龍哈爾濱商業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱 150000

活性炭吸附+超濾小型直飲水機(jī)處理效果分析

侯馨宇，孫明昱，陶星金，賈紅迪，劉佳音，左金龍
哈爾濱商業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱 150000

隨著人口的增多和工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展，自來(lái)水的水源污染越來(lái)越嚴(yán)重，形成消毒劑副產(chǎn)物及管網(wǎng)二次污染等危害。為解決飲用水安全問(wèn)題，采用活性炭吸附+超濾組成一體化小型直飲水機(jī)，直飲水機(jī)內(nèi)芯由粉末活性炭和超濾膜組成，可直接安裝在水龍上使用。水質(zhì)分析表明：小型直飲水機(jī)對(duì)原水中的有機(jī)污染物質(zhì)和重金屬去除效果較好，出水可直接飲用。

水污染；直飲水；處理效果

2014年7月，《NATURE》雜志上，同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院陶濤教授發(fā)表了一篇文章，文章指出：中國(guó)普遍存在供水管網(wǎng)二次污染的問(wèn)題，飲用水安全是中國(guó)的當(dāng)務(wù)之急。使用成本稍低的技術(shù)，比如水龍頭上面的凈化器，就足以為大多數(shù)中國(guó)人口提供清潔的飲用水。中國(guó)人通常認(rèn)為水燒開(kāi)煮沸就可以殺死水質(zhì)中的細(xì)菌病毒，然而，自來(lái)水燒開(kāi)只能殺死部分細(xì)菌，水中的重金屬、灰塵、余氯及化學(xué)污染物都是無(wú)法過(guò)濾的。在此背景下，采用水龍頭上安裝快速凈化系統(tǒng)，提高飲用水質(zhì)量是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。針對(duì)上述問(wèn)題，筆者及組員研制了由椰殼活性炭和超濾膜組成的廉價(jià)小型家庭直飲水處理機(jī)，可直接安裝到水龍頭上，以滿(mǎn)足飲用水的安全標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)實(shí)測(cè)水樣的水質(zhì)分析，考察家庭直飲水處理機(jī)對(duì)原水中污染物質(zhì)的去除效果。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)裝置

設(shè)備由外殼和內(nèi)芯組成（見(jiàn)圖1）。內(nèi)芯的技術(shù)主要是超濾技術(shù)加椰子殼活性炭吸附技術(shù)。

活性炭選用椰子殼為原料，能除去異味，提高水的純凈度，去除水中各種雜質(zhì)，如氯、酚、砷、鉛、氰化物等有害物質(zhì)。超濾過(guò)濾技術(shù)可以有效去除水中細(xì)菌、病毒、膠體大分子有機(jī)物等有害物質(zhì)，保留水中對(duì)人體有益的礦物質(zhì)元素，讓產(chǎn)品更安全，更放心。

1.2 試驗(yàn)用水

試驗(yàn)用水取自來(lái)水和地下水原水。每個(gè)測(cè)試項(xiàng)目都單獨(dú)進(jìn)行測(cè)試，避免了不同物質(zhì)間的互相干擾。選取總大腸桿菌、菌落總數(shù)、鎘、鉻（六價(jià)）、鉛、三氯甲烷、四氯化碳、甲醛、色度、渾濁度以及耗氧量這幾項(xiàng)重要指標(biāo)分析。

1.3 檢測(cè)項(xiàng)目與方法

總大腸桿菌、菌落總數(shù)：LRH-150恒溫培養(yǎng)箱；鎘、鉛：4510F原子吸收分光光度計(jì)；鉻（六價(jià)）、甲醛：N4紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)；渾濁度：WZS-186濁度計(jì)；三氯甲烷、四氯化碳：GC126氣相色譜。

2 水質(zhì)的檢測(cè)

2.1 檢測(cè)過(guò)程

分別對(duì)原水和過(guò)濾后的水樣中的待測(cè)項(xiàng)目在相同條件下用恒溫培養(yǎng)箱、離子色譜儀、氣相色譜儀、紫外線分光光度計(jì)、具塞比色管50.0mL、濁度計(jì)、PH計(jì)、原子吸收分光光度計(jì)和電子天平等儀器進(jìn)行測(cè)試。

2.2 檢測(cè)結(jié)果

該設(shè)備對(duì)水中的污染物質(zhì)的吸附能力可以通過(guò)比較原水和過(guò)濾后的水樣各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果得出。測(cè)試結(jié)果如下。

2.2.1 對(duì)三氯甲烷的去除效果

由于超濾膜和活性炭的吸附作用，三氯甲烷在經(jīng)過(guò)小型家庭直飲水處理裝置后有了明顯的改善。自來(lái)水經(jīng)過(guò)家庭直飲水處理裝置過(guò)濾后濃度在0.00039mg/ L～0.00041mg/L，地下水過(guò)濾后濃度在0.0001mg/ L～0.00012mg/L。去除率分別為：80.5%和50%（見(jiàn)圖2）。

2.2.2 甲醛

生活用水中本身并不會(huì)含有甲醛，主要是一些其他物質(zhì)的副產(chǎn)物或者是熱解反應(yīng)形成甲醛。水中有機(jī)物通過(guò)熱解可產(chǎn)生一定量的甲醛。一體化設(shè)備處理甲醛如圖3所示。經(jīng)過(guò)家庭直飲水處理裝置過(guò)濾后自來(lái)水濃度在0.030mg/L～0.032mg/L，過(guò)濾后的地下水甲醛濃度在0.052mg/L～0.053mg/L。去除率分別為：40%和60%（見(jiàn)圖3）。

2.2.3 耗氧量

耗氧量是反應(yīng)水中總有機(jī)污染物含量的綜合指標(biāo)，廣泛應(yīng)用于飲用水處理的研究中。經(jīng)過(guò)家庭直飲水處理裝置過(guò)濾后自來(lái)水耗氧量濃度在0.15mg/L～0.16mg/L，地下水過(guò)濾后耗氧量濃度在0.20mg/L～0.22mg/L。去除率分別為：67.4%和55.9%（見(jiàn)圖4）。

2.2.4 其他檢測(cè)項(xiàng)目（見(jiàn)表1）

表1

3 結(jié)論

測(cè)試結(jié)果表明，活性炭吸附+超濾小型直飲水機(jī)能有效去除水中的部分細(xì)菌、硝酸鹽氮、三氯甲烷、甲醛、鐵、溶解性總固體等物質(zhì)，出水可滿(mǎn)足國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，可直接飲用。該設(shè)備可用于家庭自來(lái)水凈化，提高家庭自來(lái)水水質(zhì)。

［1］生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)［S］.GB5749-85.

［2］《NATURE》雜志.

X5

A

1674-6708（2016）168-0208-02

侯馨宇，哈爾濱商業(yè)大學(xué)。

孫明昱，哈爾濱商業(yè)大學(xué)。

陶星金，哈爾濱商業(yè)大學(xué)。

賈紅迪，哈爾濱商業(yè)大學(xué)。

劉佳音，哈爾濱商業(yè)大學(xué)。

左金龍，哈爾濱商業(yè)大學(xué)。