1、h1饮用水安全及其保障技术饮用水安全及其保障技术h2生命之水生命之水 水是维持生命的最基本要素。水是维持生命的最基本要素。饮用水的安全关乎国计民生，直接影响民众的生命健康。饮用水的安全关乎国计民生，直接影响民众的生命健康。获得安全和干净的饮用水是民众的最基本权利之一。获得安全和干净的饮用水是民众的最基本权利之一。水也是人体的重要组成部分，人体内的水约占一个正常成年水也是人体的重要组成部分，人体内的水约占一个正常成年人体重的人体重的65%65%。通常一般成人每天摄入的水量约为。通常一般成人每天摄入的水量约为2.5L2.5L，其，其中大部分是通过饮水获得。中大部分是通过饮水获得。h3水水人生命活动
2、最重要的物质人生命活动最重要的物质人体内发生的一切化学反应都是在介质水中进行。没有水，养料不能被吸收；没有水，氧气不能运到所需部位；没有水，养料和激素也不能到达它的作用部位；没有水，废物不能排除，没有水，新陈代谢将停止，人将死亡。人们在饮水的同时，也将水中所含有的各种有益和有害的物质带入体内，对人体健康产生重要影响。饮水的同时 摄入无机盐、微量元素 摄入污染物、致病微生物 有益人体 有害身体h4Water-related diseases include those due to micro-organisms and chemicals in water people drink;disea
3、ses like schistosomiasis(血吸虫)which have part of their lifecycle in water;diseases like malaria(疟疾)with water-related vectors(水媒传染性);drowning and some injuries;and others such as legionellosis(军团菌)carried by aerosols containing certain micro-organisms.Water also contributes to health,for example thro
4、ugh hygiene.h5安全健康饮用水的重要性 优质饮用水的感官指标：清澈透明无异味喝起来口感舒适 其它的化学、毒理学、细菌学等的指标必须达到国家的卫生标准。对不同的饮用水国家有不同的水质标准。但关于什么样的水是优质的饮用水却众说纷纭。h6GB 5749-1985 GB 5749-1985 生活饮用水卫生标准生活饮用水卫生标准 GB 5749-2005 GB 5749-2005 新生活饮用水卫生标准（暂未实施）GB/T 14848-1993 GB/T 14848-1993 地下水质量标准地下水质量标准 GB 17324-1998 GB 17324-1998 瓶装饮用纯净水卫生标准瓶装饮用纯
5、净水卫生标准 GB 17324-2003 GB 17324-2003 瓶（桶）装饮用纯净水卫生标准瓶（桶）装饮用纯净水卫生标准GB 8537-1995 GB 8537-1995 饮用天然矿泉水标准饮用天然矿泉水标准 CJ94-2005 CJ94-2005 饮用净水水质标准饮用净水水质标准不同类型水质标准h7各种饮用水优点缺点各种饮用水优点缺点 水的种类 优点 缺点 热开水 杀菌效果佳 活性小，氧含量很低 方便、价廉 产生致癌物三卤甲烷 悬浮污染物不能去除,口感差 耗能源 蒸馏水 高温杀菌 不含氧气 不含矿物质、制造费时、费能源 重金属、悬浮物质 水质偏酸性 反渗透水(RO 水)无任何杂质存在
6、不适合长期饮用 口感佳、可生饮 耗电、水，维护成本高 水质偏酸性 矿泉水 口感佳、富含矿物质 需净化h8各种饮用水优点缺点各种饮用水优点缺点水的种类 优点 缺点电解还原水 活水、可生饮 原水必须洁净 (碱性水)水分子团小，口感佳 否则有害2005年7月份，卫生部发布2005年第10号公告，称“从未批准过任何离子水机磁化水 在磁场作用下发生性质变化 高龄骨质疏松、（如溶解度增大）肠胃功能紊乱者不宜矿化水 补充微量元素 没有其它净化效果 软水 降低水的硬度 没有其它净化效果h9各种饮用水的关键要素 不论是电解水、矿化水、磁化水、软水、蒸馏水、矿泉水还是反渗透水，都必需具备最基本的要素即无有害污染物
7、无有害污染物，只有在此基础上，赋予饮用水的各种新概念才是真正对人体有益的，如果水中的有害污染物质不能去除，这些附加的功能可能会对人体造成更大的危害。如：电解水：原水必须洁净，含污染物尤其是有机微污染物的水 电解后对人体可能更有害。热开水：水中的余氯等有机微污染物在加热过程中会产生“三 致”物，致病微生物高温杀死后，其残骸仍在水中。矿化水：只是增加了一些微量元素，无净化水的功能。矿泉水：再好水质的矿泉水都需经过除微生物处理。反渗透水：必需经过超滤、除余氯等预处理。h10干净、无有害污染物质是安全健康饮用水的最基本要求h11 83%的世界人口目前在使用改善的饮水源，但有11 亿人仍无法获得安全饮用
8、水。据世界卫生组织调查表明人类所患疾病的80%与水污染有关，52%的儿童死亡与饮用水质不良有关。世界饮水现状h12中国饮用水现状 据世界卫生组织的报告,中国2000年可用到水质改善的水的家庭比例仅为61-80%。在我国城市，由于输水管道的锈蚀，特别是大多数高层住宅的居民饮用的都是蓄水池水，自来水的二次污染相当严重，自来水中的细菌指标、固体含量指标都超出了国家饮用水标准，更不用说用作直接饮用生水。广大农村人口，很多人饮用的仍然是未经过处理的水。3亿多人饮水不安全,1.9亿人饮用水有害物质含量超标。（水利部部长汪恕诚语）。在我国通过饮水发生和传播的疾病有50多种。h13饮用水安全和保障的必要性和意
9、义 安全 健康 放心 提高生活质量 提高身体素质 关乎国计民生h14地表水环境质量标准 GB3838-2002 依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类:I类 主要适用于源头水、国家自然保护区;类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源 地一级保护区、珍 稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等;类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、徊游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区;类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区;V类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。h15水中常见污染物可溶于水的污染物可溶于水的污染物不溶于水的污染物
10、不溶于水的污染物重金属离子：铅、铬、镉、汞、无机离子：砷、氟、有机污染物：甲醛、杀虫剂、农药消毒副产物：卤代烃硝酸盐亚硝酸盐细菌：大肠杆菌、葡萄球菌、霉菌病毒：病原原生动物:贾第虫、隐孢子虫等悬浮固体污染物：h16水中常见微生物 菌 类大 小 球球 菌菌 杆菌杆菌小球菌 葡萄球菌 链球菌 大肠杆菌 炭疽杆菌 破伤 风杆菌 螺旋菌螺旋菌 蓝藻蓝藻 酵母菌酵母菌 霉菌霉菌霍乱菌 钩端螺 旋体直径/m 长/m 宽/m0.5-2.5 0.5-1.5 1.0-2.0 2.0-6.0 4.0-4.0 4.0-8.0 0.6-1.5 1.0-1.5 0.4-0.6 3-15 2-101-3 5-20 5-3
11、00.3-0.5 0.1-0.2 1-5h17对饮用水水质要求的观念变化 肉眼可见悬浮污染物（感观指标）细菌、虫、病毒等微生物（病理学指标）重金属离子、消毒副产物等有机污染物（毒理指标）悬浮物 微生物 虫 重金属离子 有机污染物 放射性物质 超标水需净化 饮用水深度净化 低水平污染是安全的 低水平污染危害健康h18水中污染物的危害水中污染物的危害1 1，无机离子：，无机离子：铅中毒铅中毒：危害脑组织和神经系统及人体其它器官，影响儿童的智力和身体发育，是潜在致癌物。我国生活饮用水水质标准规定铅的限值是10g/L(原标准50g/L)。人体铅的耐受摄入量为3.5g/kg体重.天。汞中毒汞中毒：汞中毒
12、主要表现为休克、心血管系统功能衰竭、肾功能衰竭及肠胃道的严重损伤。我国生活饮用水水质标准规定汞的限值是1g/L。人体汞的耐受摄入量为0.47g/kg体重.天（水俣 病）。镉中毒镉中毒:镉中毒可使肌内萎缩关节变形，骨骼疼痛难忍，不能入睡，发生病理性骨折，以致死亡（痛痛病）。我国生活饮用水水质标准规定镉的限值是5g/L(原标准10g/L)。砷中毒砷中毒:砷具有致突变、致癌和致畸性砷具有致突变、致癌和致畸性，我国饮用水中砷的限值为0.05mg/L（地砷病）。铬中毒：铬中毒：致癌物质，我国饮用水中铬的限值为0.05mg/L。氟中毒氟中毒:高氟水导致氟斑牙、骨质疏松、骨变形(1.0mg/L)。NONO2
13、 2-：可使人体中正常的血红蛋白转变为高铁血红蛋白,失去携氧能力，严重的会引起青紫、窒息，甚至死亡。可能致癌物(3mg/L,0.2mg/L)。h19水污染危害水污染危害2 2，有机污染物，有机污染物:多为致癌物(19621962年年Carson“Carson“寂静的春天寂静的春天”指出：指出：DDTDDT、666666等难降解的有机氯类农药带来生态灾难。等难降解的有机氯类农药带来生态灾难。19961996年年CoLbornCoLborn在在“我们被偷走我们被偷走的未来的未来”指出：生物体长期暴露于低浓度的有机合成化合物下将存在潜在指出：生物体长期暴露于低浓度的有机合成化合物下将存在潜在危害，生
14、殖生长能力逐渐降低并最终导致种群灭绝（内分泌干扰物质的危危害，生殖生长能力逐渐降低并最终导致种群灭绝（内分泌干扰物质的危害）害）)。天然有机物：腐殖质、蛋白质、类脂等天然有机物：腐殖质、蛋白质、类脂等 色度、异臭味色度、异臭味 非天然有机污染物：非天然有机污染物：*农药、除草剂、灭菌剂、涂料、塑料增固剂等农药、除草剂、灭菌剂、涂料、塑料增固剂等:为为内分泌干扰物 内分泌紊乱可致癌、致畸。*藻毒素藻毒素:有的引起急性肝中毒，促进肝癌形成。有的引起急性肝中毒，促进肝癌形成。*抗生素：抗生素：3 3，放射性物质：，放射性物质：h20水污染危害水污染危害3，放射性物质：，放射性物质：水中的天然放射性核
15、素来源于地表中天然核素和沉降到地面宇生放射性核素。水体中常见辐射粒子的放射性核素有226 Ra、222 Rn 及其衰变产物 射线常来自40 K、90Sr等核素的衰变 总、总活度反映水中、粒子辐射强度,同时又能够反映产生这种辐射粒子的放射性核素及其衰变产物的种类和浓度含量。h21水污染危害水污染危害4 4，微生物污染物，微生物污染物:细菌：细菌：霍乱弧菌霍乱 埃希氏大肠杆菌（O157：H7）腹泄 沙门氏菌伤寒 志贺氏菌痢疾 病毒：病毒：大小为15nm300nm，不能离开生物体的细胞单独繁殖，由一层蛋白质外壳包裹DNA或RNA。引起腹泄的病毒：诺沃科病毒（Norwalk）、螺旋病毒（rotavir
16、us）5 5，原生动物（虫卵）：，原生动物（虫卵）：贾第虫贾第虫(5-10(5-10 m)、隐孢子虫隐孢子虫(2-5(2-5 m)等等h22 沙门氏菌沙门氏菌（可引起伤寒病）（可引起伤寒病）h23绿脓杆菌 1.53.0 m x0.5 m x0.8 m 有水即可生存，甚至在蒸馏水中也可找到。有水即可生存，甚至在蒸馏水中也可找到。h24 1854年伦敦霍乱爆发（根源是水不清洁）：霍乱是由污水中的细菌引起的，约翰斯诺的研究表明，向各户人家供给纯净饮用水十分重要。水俣事件:发生在日本二十世纪五十年代,人们食用受含有汞和甲基汞废水污染的鱼、贝造成的汞中毒事件。19551956年印度德里三万人患肝炎（由于
17、水传播的病毒感染流行病）1989年上海爆发的甲肝大流行。h25近期水污染事件2005年11月14日中石油吉化公司双苯厂在发生爆炸火灾之后，向松花江泄漏了大量苯类物质，造成了松花江的严重污染。2005年12月中旬广东省韶关冶炼厂将含重金属镉的污水排入北江，严重污染了珠江水系，危及广州供水。2006年8月甘肃省徽县铅中毒 300多名儿童血铅超标。h26“癌症村”-河南省浚县境内的老观嘴村,自1998年以来，癌症的发病率不断升高。(环绕着老观嘴村的卫河氨氮的指标超过国家指标20倍，其它的指标像硝酸盐、亚硝酸盐也都严重超标。)h27水污染的危害-癌症村 淮河污水畔的癌症村:孙营村(沙颍河)因癌118人
18、亡粵北翁源縣上壩村-常年流淌在村口的橫石河。因大寶山礦區流出來的工業廢水而成“毒水”。癌症死亡总人数已经上升到214人.壩村被污染農田土質含鉛超過國家標准44倍，含鎘超標12倍。h28瓶（桶）装饮用纯净水卫生标准瓶（桶）装饮用纯净水卫生标准h29瓶（桶）装饮用纯净水卫生标准瓶（桶）装饮用纯净水卫生标准-理化指标理化指标h30瓶（桶）装饮用纯净水卫生标准瓶（桶）装饮用纯净水卫生标准-微生物指标微生物指标h31饮用水标准的发展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5次:指标从16项 35项 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h32国
19、外标准与我国标准的比较WHO饮用水质量准则（1993/1998/2004）132项指标；美国饮用水水质标准（1999/2001/2004EPA）107项指标；欧盟（98/83EC）52项指标；日本饮用水水质标准（1992/2000/2003厚生省）72项指标。我国将要实施的饮用水卫生标准 GB8579-2005 106项h33 国外标准与我国标准的比较 其共同特点是：项目增多（尤以有机污染和农药指标、消毒剂及其副产物）；对人体危害指标要求趋严（如铅、镉等）；科学求实，个别指标放宽（如放射性指标总美国0.5Bq/L,我国0.1Bq/L）增加有益指标，如日本标准中13项快适（美味）指标。（见表）h
20、34国内生活饮用水卫生标准进展2005年5月下旬，国家标准化委员会召集卫生部、建设部、国家环保总局和国土资源部有关人员开会，经协调，决定修改下列4个标准：GB5749-200 x生活饮用水卫生标准由卫生部负责修订。GB/T5750-200 x生活饮用水标准检验法由卫生部负责修订。GB3838-200 x地表水环境质量标准由国家环保总局负责修订。GB/T14848-200 x地下水质量标准由国土资源部修订。h35新拟定的生活饮用水卫生标准与GB 5749-85相比主要变化 水质指标由GB 5749-85的35项增加至106项，增加了71项；修订了8项；其中：微生物指标由2项增至6项，增加了大肠埃
21、希氏菌、耐热大肠菌群、贾第鞭毛虫和隐孢子虫；修订了总大肠菌群；饮用水消毒剂由1项增至4项，增加了一氯胺、臭氧、二氧化氯；h36新生活饮用水卫生标准与GB 5749-85相比主要变化毒理指标中无机化合物由10项增至21项:增加了溴酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、锑、钡、铍、硼、钼、镍、铊、氯化氰；并修订了砷、镉、铅、硝酸盐；毒理指标中有机化合物由5项增至53项:增加了甲醛、三卤甲烷、二氯甲烷、三溴甲烷、环氧氯丙烷、氯乙烯、苯、甲苯、二甲苯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、丙烯酰胺、微囊藻毒素-LR、灭草松、百菌清、溴氰菊酯、乐果、马拉硫磷、对硫磷、甲基对硫磷、五氯酚、莠去津、呋喃丹、毒死蜱、敌敌畏、草甘
22、膦等；修订了四氯化碳；h37新生活饮用水卫生标准与GB 5749-85相比主要变化感官性状和一般理化指标由15项增至20项，增加了耗氧量、氨氮、硫化物、钠、铝；修订了浑浊度；放射性指标中修订了总放射性。h38项 目限 值1、微生物指标*总大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出耐热大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出大肠埃希氏菌（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出菌落总数（CFU/mL）100 MPN，最大可能数；CFU，菌落形成单位。当水样检出总大肠菌群时，应进一步检验大肠埃希氏菌或耐热大肠菌群；水样未检出总大肠菌群，不必检验大肠埃希氏菌
23、或耐热大肠菌群。水样中检出大肠埃希氏菌或耐热大肠菌群表示该水体已受到人或动物粪便污染。水质常规检验项目及限值h392、毒理指标砷（mg/L）0.01镉（mg/L）0.005铬（六价 mg/L）0.05铅（mg/L）0.01汞（mg/L）0.001硒（mg/L）0.01氰化物（mg/L）0.05氟化物（mg/L）1.0硝酸盐（以N计 mg/L）10，水源限制时20三氯甲烷（mg/L）0.06四氯化碳（mg/L）0.002溴酸盐（使用臭氧时 mg/L）0.01甲醛（使用臭氧时 mg/L）0.9亚氯酸盐（二氧化氯消毒时 mg/L）0.7氯酸盐（复合二氧化氯消毒时 mg/L）0.73、感官性状和一般化
24、学指标色度（铂钴色度单位）15浑浊度（NTU-散射浊度单位）1，水源与净水技术条件限制时为3臭和味无异臭、异味肉眼可见物无pH（pH单位）大于6.5；小于8.5溶解性总固体（mg/L）1000总硬度(以CaCO3计)（mg/L）450耗氧量（CODMn法，以O2计 mg/L）3,（超过类水源，原水6mg/L时为5）挥发酚类（以苯酚计 mg/L）0.002阴离子合成洗涤剂（mg/L）0.3铝（mg/L）0.2铁（mg/L）0.3锰（mg/L）0.1铜（mg/L）1.0锌（mg/L）1.0氯化物（mg/L）250硫酸盐（mg/L）250h40水厂水厂自来水水厂出水经过漫长的 管道、塔箱污染增多水质
25、下降尽管国家对自来水水厂出水有严格要求，但经过漫长的管道、塔箱到达用户后细菌指标、总铁、色度、浊度、NO2-N、有机物都可能超标。自来水水质现状h41安全、健康饮水标准理想的饮用水：理想的饮用水：*无有害物质的天然水。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。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 尽可能低（低于国标限值）。硬度适中 pH值呈中性或弱碱性 有益指标：口感
26、好h42经过合适净化处理的饮用水将保障和促进健康h43目前市场可饮用水的种类 纯净水：RO膜处理 太空水：不含水分子外的任何分子 蒸馏水：高温 矿泉水 频谱水 电解水：电解 离子水：2005年7月份，卫生部发布2005年第10号公告，称“从未批准过任何离子水机”。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h44常用净水技术 吸附:活性炭、硅藻土 分离：粗过滤、微滤、纳滤、超滤、反渗透 消毒：加氯、臭氧、其它消毒剂 离子交换：离子交换树脂 氧化:有机物被氧化降解成无害的无机小分子如：水、CO2等 还原:溶于水的有害无机离子被还原成不溶于水的单质，易于去除。h45常见净水材
27、料 活性炭 分子筛 沸石 活性氧化铝 离子交换树脂 硅藻土 纳米氧化钛光催化 KDF 托玛琳 纳米金属簇NMC(纳米KDF)h46各净水技术比较净水效果净水技术悬浮污染物重金属离子有机污染物余氯消 毒 副产物细 菌滋生抑菌性除菌寿命吸附活性炭部分部分好好好严重无差短硅藻土部分部分部分无部分有无差短活性氧化铝部分除氟、砷部分无无有无差短分离粗过滤大部分无无无无有无差膜分离微滤好无无无无*无好长超滤好无部分无无*无好反渗透好好好好好*无好费水离子交换分子筛部分部分无无无*无离子交换树脂好消毒加氯产生消毒副产物臭氧产生消毒副产物氧化还原KDF部分好好好好无有板结纳米金属簇部分好好很好好无好好无板结h
28、47常用吸附材料-AC碳微晶间的强烈交联形成了发达的微孔结构,通过活化反应使微孔扩大形成了许许多多大小不同的孔隙,孔隙表面结构产生缺陷和不饱和价,含有各种含氧和含氮官能团使活性炭产生了各种各样的吸附特性,可去除水中有机物、臭味。h48椰壳活性炭大孔：溶质到达活性炭内部的通道（50nm)h49活性炭显微结构h50活性炭h51h52h53活性活性炭:价廉，有丰富的孔隙和大比表面积,能吸附水中有机物和有异味的物质,但易饱和和滋生细菌但易饱和和滋生细菌，如不能及时更换，出水水质会比进水水质更差。h54日本的一项研究表明，使用活性炭的净水器在运行的第二天即能检测出微生物，当运行到第28天时，每毫升水中细
29、菌数量竟达到12万个，远远超过了饮用水的安全范围。h55常用吸附材料硅藻土以硅藻土为原料高温烧结成的滤芯可用作水的微滤，有很好的除浊、除菌作用。硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，其内部有无数间隙的小孔、孔隙率极高达80-90%h56硅藻土h57h58h59h60硅藻土透射电镜照片14000X100000Xh61常用净水材料-分子筛可与水中的无机离子进行离子交换，达到净水目的，但量少和流速快时效果不好（尤其是用大颗粒分子筛时）。h62常用净水材料-离子交换树脂 阳离子交换树脂 阴离子交换树脂用量要大，易饱和，使用过程中要经常再生以维持效果。用量要大，易饱和，使用过程中要经常再生以维持效果。h63
30、常用净水材料KDF合金滤料1984年，DON HESKET偶然发现了铜锌合成物对氯的去除效果，经不断试验，DON不仅发现了从水中去除氯的新公式，开辟了水处理的新纪元。KDF自此开始被广泛的应用于水处理中。h64 KDF是高纯度的铜，锌颗粒 通过电化学氧化-还原（电子转移）（）进行水处理工作 它可以清除水中高达99的氯和水溶铅、汞、镍、铬与其它可溶解金属。对控制细菌，真菌,污垢，水藻的滋生成效卓著。被用于预处理，主处理与废水处理设备。完善或取代现有技术，大辐度延长了系统寿命，减少了重金属，微生物，污垢，降低了总费用，减少了维护。只有在使用量大时才有好的除余氯效果和除重金属效果，有抑菌性，使用寿命
31、长。但水中Cu、Zn易超标，使用过程中会板结。h65h66ElementWeight%Atomic%O K3.2912.06Cu K45.7742.25Zn K50.9345.69Totals100.00h67ElementWeight%Atomic%O K2.449.15Cu K47.0944.50Zn K50.4746.36Totals100.00h68ElementWeight%Atomic%O K2.9310.85Cu K46.8443.66Zn K50.2245.50Totals100.00h69把氯转换成水溶性氯离子把氯转换成水溶性氯离子 从而除去有害的氯从而除去有害的氯 h70K
32、DFKDF滤料的作用为催化剂，将可溶性的铁离子转化为滤料的作用为催化剂，将可溶性的铁离子转化为 不溶性的氧化铁，从而只不溶性的氧化铁，从而只 需常规反冲洗方法就可轻需常规反冲洗方法就可轻 易去除。易去除。h71KDFKDF滤料把硫化氢转化成不滤料把硫化氢转化成不 溶性的硫化铜，从而可通溶性的硫化铜，从而可通 过反冲清洗去除过反冲清洗去除 h72KDF55 ReKDF5KDF55自制ReKDF55h73新型净水材料纳米氧化钛（光催化）当半导体氧化物纳米粒子受到大于禁带宽度能量的光子照射后,电子从价带跃迁到导带,产生了电子-空穴对,电子具有还原性,空穴具有氧化性,空穴与半导体氧化物纳米粒子表面的O
33、H-反应生成氧化性很高的OH自由基,这种OH自由基可以把许多难降解的有机物氧化为CO2和H2O等无机物.h74新型净水材料纳米金属簇NMC(纳米KDF)比表面积是比表面积是KDFKDF合金滤料的合金滤料的100100倍以上。倍以上。同等滤速下，初始除余氯效果是进口KDF55的5-105-10倍倍。能将超过国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2005）5倍的铅、铬、镉离子浓度降低到低于国家生活饮用水卫生标准。水中砷离子去除率大于50%。对水中汞离子、氟离子有部分去除效果。净水中Cu、Zn含量低于GB5749-2005规定限值。净水过程中有很好的抑菌和杀菌性。使用过程中无板结现象用量少、流速高时
34、仍有好的除余氯、重金属离子效果。用量少、流速高时仍有好的除余氯、重金属离子效果。h75纳米金属簇NMC、活性炭、进口KDF55除余氯效果比较流速、用量活性炭KDF55KDF55NMC-I3 ml/sec 10g(原水浓度1mg/L）20g0.2-0.30.20.20.05*0.1-0.20.1-0.20.1-0.20.05*30 ml/sec 400g,原水浓度1.43mg/L0.640.6430 ml/sec 40g,原水浓度1.85mg/L0.17*检测下限低流速建议NMC堆积床层高度15mm,高流速建议NMC堆积床层高度50mmh76纳米金属簇NMC除重金属、亚硝酸盐效果 测定项目用量C
35、r6+0.244mg/L Pb2+50 g/LCd2+25 g/LNO2+0.118mg/L 20g2 ml/sec:0.032 mg/L 30g3 ml/sec:5.4195 g/L 3 ml/sec:0.417g/L 3 ml/sec:0.52 g/L 3ml/sec:0.016mg/L 40g12ml/sec:0.054 mg/L(原水0.501mg/l）去除率87%97.8%89.2%99%98%KDF55300g12ml/sec:0.236 mg/L(原水0.501mg/l）h77纳米金属簇NMC抑菌性h78纳米金属簇净水材料NMC红褐色颗粒堆积密度约1g/mlh79NMC颗粒由无数
36、粒径数微米的粒子组成h80这些微粉有丰富的孔隙和发达的比表面积h81纳米金属簇净水材料NMC 可以去除Pb2+、Cd2+、Cr6+、Hg2+、As3+等重金属离子，但不能去除水中的Ca2+、Mg2+离子。NMC对离子的去除是靠微原电池氧化还原作用实现的。电位不等的多种金属以金属簇的形式在NMC表面和孔隙中形成了具有强氧化还原性的无数微原电池，水中的Pb2+、Cd2+、Cr6+、Hg2+、As3+等重金属离子在这些微原电池上发生反应，被还原为无害物质。NMC中金属的电位差为1.10V：h82而 离子的标准电极电位分别为：Ca2+、Mg2+离子的标准电位很负，在热力学上不能从水溶液中还原为金属。h
37、83新型净水材料-托玛琳 电气石是人类发现最早的压电、热释电材料,近年来的研究发现电气石具有辐射红外线、释放负离子、抗菌、除臭以及对水具有净化和改善的性能和作用,因此,电气石逐渐成为热门的天然矿物功能晶体材料,受到世界各国的普遍重视,美、日、韩以及一些欧洲国家在电气石的开发应用方面处于领先水平h84人类发现最早的压电、热释电材料具有辐射红外线 释放负离子 抗菌 除臭 净化水功能(消除余氯)改善水性能(重新活化水)托玛琳托玛琳(电气石电气石)功能功能h85电气石族矿物的化学组成 电气石属于硅酸盐矿物类，呈环状结构，三方晶系，空间群为R3m。电气石族矿物的成分复杂，晶体化学通式为XY3Z6Si6O
38、18BO33(O,OH,F)4，其中X=Ca，K，Na；Y=Fe2+，Mg2+，Al，Li，Fe3+，Mn2+；Z=Al，Cr3+，Fe3+。h86电气石晶体结构示意图 电气石单晶体呈短柱状,长柱状甚至针状。最常见的单形是三方柱1010和六方柱1120,同时柱面上常有纵纹,并因而使晶体的横断面呈弧线三角形。h87饮用水净化内容 消毒：阻截去除 杀灭去除 过滤吸附 膜分离 加氯 臭氧 紫外 煮沸 去除病原菌、病毒、病原原生动物虫卵 除有害离子：吸附、氧化还原 除有机污染物：吸附、氧化降解 除放射性粒子：h88消毒杀菌方式对水的影响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（二氧化氯、高锰
39、酸钾、过氧化氢）紫外线杀菌煮沸杀菌h89臭氧杀菌的危害臭氧杀菌的危害 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Br-、Cl-及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。h90加氯杀菌的危害 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。有好的杀菌能力，价廉。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。氯系消毒剂本身对健康有危害。产生THMs（三氯甲烷）等卤代烃
40、“三致（致癌、致畸、致突变）”物。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h91新型净水技术-膜分离大肠杆菌被截留在膜表面h92膜分离技术按孔大小分微滤超滤纳滤反渗透有机高分子膜化学和热稳定性差，易微生物降解，受水中余氯及卤代烃的影响会老化。无机陶瓷膜机械、化学、热稳定性好，不会降解、老化，但脆、易碎，费用高。按材质分有机膜无机膜按亲水性分亲水膜：高分子膜通过化学或物理方法引入亲水基团憎水膜h93使用适宜的家用净水器是家庭获得安全、健康饮用水的经济、方便、快捷的途径h94家用净水器-家庭用水水质改善的首选家庭用水水质改善的首选家庭净水：通过水质的改善达到促进健康的目的家庭净水：通过
41、水质的改善达到促进健康的目的 -世界卫生组织报告h95据中国预防医学科学院环境卫生监测所检测表明，我国35个主要城市饮用水达标率仅为23%，直接饮用并不安全。由于净水器可以有效除去水中的重金属、有机物、氯气等有害物质，因此专家认为只要正确使用，净水器可以大大提高饮用水安全性。h96家用净水器特点 使用操作方便 效果直观 出水口感好 效果稳定 维护简单 出水无二次污染 能简单判断滤芯更换和清洗时间用户认知水平水质参差不齐：硬度 悬浮污染物 咸度 余氯浓度水压：水龙头 重力渗滤水流速度：h97家用净水器适用场所PointinPointout水源水源水厂水厂蓄水设备蓄水设备家庭家庭h98家用净水器功
42、能发展趋势除杂质、除异味 澄清、无味 除菌 安全 除重金属离子 健康 除有机污染物 生活质量 无害 有益净化 保障h99市场常见家用净水器种类龙头式 按连接方式分：厨上式、厨下式、point-inh100市场常见家用净水器种类重力渗透式 简单粗过滤：多层颗粒状滤料逐层堆积 出水速度快 （活性炭颗粒、分子筛颗粒、廉价 麦饭石颗粒、石英砂颗粒）不能除菌，甚至导致细菌等微生物滋生 使用短时间后出水被二次污染 用户不能判断滤芯更换的时间 多孔陶瓷过滤：膜过滤：h101分离净水示意图h102膜过滤 价低有机膜 材质稳定性差 水中微生物、余氯会加剧膜老化 不可清洗 生物惰性陶瓷膜 稳定性好，不易老化 可清
43、洗 脆、易碎 h103分离用各种滤芯的孔结构h104分离用各种滤芯的孔大小比较孔径大，可除悬浮污染物，流速快，不易清洗膜孔径小，可除菌，流速快，可清洗，流速小h105梯度硅藻土膜管h106外管壁外管壁(8000X)外管壁外管壁h107控制层控制层控制层膜形貌控制层膜形貌(8000X)h108h109双控制膜硅藻土滤芯h110国际知名企业 国际上使用陶瓷滤芯用于饮用水净化的有:英国Fairey 工业陶瓷有限公司 瑞士Katadyn 韩国的高丽（Korea）陶瓷株式会社 其中Fairey（Doulton牌）是国际上最富盛名的家用净水器生产商，已经有150多年生产历史。h111放大3000倍中外陶瓷
44、滤芯对比h112目前家用净水器行业的发展趋势目前家用净水器行业的发展趋势 单一净水技术已不能满足要求。单一、传统净水材料弊端不少。多孔陶瓷滤芯：粗滤，不能改善口感 活性炭净水器：改善口感，易细菌滋生 膜分离技术：除菌、口感改善有限 KDF类：除重金属、抑菌 理想的家用净水器应该是将合适的净水材料和净水技术优化组合，扬长避短，达到最佳净水效果。h113直饮水用滤芯应具备：绝对除菌性：生物惰性：抑菌，使用过程中不滋生细菌 有效除重金属离子 有效除有机微污染物 除余氯效果好：无异味 口感好 使用过程材质稳定：无有害溶出物 节水 性价比高 清洗更换周期合适 普通用户能容易判断清洗更换时间h114用的自
45、来水干净吗？经净水器出来后的水干净了多少？用的自来水干净吗？经净水器出来后的水干净了多少？怎么证明净水器的净水效果？怎么证明净水器的净水效果？余氯浓度 pH值 TDS 电导率一般用户可直接判断的指标：余氯(味)、色、澄清度pH值口感细菌？重金属离子？有机微污染物h115基本概念水分子团大小 水是以分子团的结构存在的 水分子间依靠氢键形成的分子团稳定存在时间只有10-12秒左右，是一种动态结合。不断有水分子加入某个水分子团，又有水分子离开水分子团。水分子团大小只是个平均数，常温下一般水的分子团是30-40个水分子，随时发生变化。水分子团越小活性越大，这种水也越好喝。分子团越大活性越小，也不好喝。
46、作为饮用水，具有五个或六个水分子的小分子团结构的水，及所谓“五环水”，“六环水”有很好的健康促进功能。冰雪水具有六环水的构造。由六个水分子组成，六角环形结构的水，环的中空部分具有最强的包容能力。冰雪融化的水是优质水。与六环水接近的还有五环水，然而，这个结合不够稳定。人们在改良水质，处理水时能得到六环水或五环水为宜。h116pH值 PH值 水的PH值表示水中氢离子浓度的负对数 中性 水溶液PH=7 酸性水溶液PH7 PH越大表示碱性越强h117硬度硬度暂时硬度：水中钙、镁的碳酸盐的含量，一般指重碳酸盐含量永久硬度：非碳酸盐的硬度，主要指水中钙、镁的氯化物，硫酸盐的含量总硬度：暂时硬度和永久硬度之
47、和h118反渗透就是在有一定离子浓度的水中（如原水）施以比自然渗透压力更大的压力，使渗透向相反的方向进行，把原水中的水分子压到膜的一边，变成洁净水，从而达到除去水中离子的目的。h119纳滤 纳滤:孔径介于15nm之间。截留分子量在200500Dalton超低压反渗透膜,独特的截留性能、较小的过膜压差、较高的产水量，主要用于水的软化，对单价离子的截留率20%，对二价离子及分子量大于200的有机物的截留率可达9099%。可在1MPa下工作进行部分脱盐、除菌、脱色等。纳滤膜介于反渗透膜和超滤膜之间。h120微滤 孔径介于0.1 m10 m之间。除水中的悬浮物。微滤膜的除菌性取决于膜的孔径分布，尤其是
48、最大孔径。孔径介于0.1 m0.5 m之间的微滤膜有好的除菌性能。最大孔径小于0.5 m的微滤膜除菌有保障。不能除溶解性离子。h121家用净水器净化的水与瓶装水、桶装水、分质供水的比较瓶（桶）装饮用纯净水卫生标准瓶（桶）装饮用纯净水卫生标准-微生物指标微生物指标（GB 17324-1998GB 17324-1998到到GB 17324-2003GB 17324-2003微生物指标未变微生物指标未变 ）项 目限 值1、微生物指标*总大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出耐热大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出大肠埃希氏菌（MPN/100mL或CFU/10
49、0mL）不得检出菌落总数（CFU/mL）100203饮用天然矿泉水饮用天然矿泉水微生物指标微生物指标新生活饮用水卫生标准微生物指标微生物指标550h122桶装水 桶装水一经开盖使用，就一直暴露于空气之中，用去多少水就会有等量的空气进入桶内，而每立方米空气中会有成千上万个的细菌。分质供水自来水或其它原水经深度净化处理达到直饮水水质标准，通过独立封闭的循环管网系统，供给居民直接饮用。管理问题：管网设置合理、供水选材、水质量检测、滤芯及时更换、水质标准（各异）防止管道输送和使用过程中的再次污染管网系统支管采用循环回路，净水在连接水龙头的水平管滞留h123理想的家用净水器 可溶于水的污染物可溶于水的污染物不溶于水的污染物不溶于水的污染物重金属离子：铅、铬、镉、汞、无机离子：砷、氟、有机污染物：甲醛、杀虫剂、农药消毒副产物：卤代烃硝酸盐亚硝酸盐细菌：大肠杆菌、葡萄球菌、霉菌病毒：病原原生动物:贾第虫、隐孢子虫等悬浮固体污染物：可除可除使用过程可有效抑制细菌生长使用过程可有效抑制细菌生长理想的家用净水器h124谢谢谢谢!
