1、凈水器再凈化處理生活飲用水水質(zhì)的技術(shù)及進(jìn)展張亞平廈門市疾病預(yù)防控制中心2017.71內(nèi) 容一、飲用水衛(wèi)生面臨的問題二、凈水器凈化處理技術(shù)的一些概念術(shù)語三、凈水器凈化處理飲用水的常用技術(shù)四、部分市售凈水器類型簡介五、凈水器有關(guān)問題的思考六、結(jié) 語2一、飲用水衛(wèi)生面臨的問題隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，水源污染程度也迅速加劇，生活飲用水多數(shù)采用化學(xué)消毒法進(jìn)行處理，在水中加入化學(xué)消毒劑難免會(huì)生成消毒副產(chǎn)物，有些副產(chǎn)物對(duì)人體有害，再加上自來水在輸送過程中部分管網(wǎng)及用戶內(nèi)部管道的材質(zhì)不良，屋頂水箱的管理不周，都直接導(dǎo)致了飲用水水質(zhì)問題日益受到人們的重視。經(jīng)過多年飲水與健康知識(shí)的宣傳和普及，人們逐步了解飲水水質(zhì)對(duì)

2、人體健康的影響，飲水健康越來越被人們重視。3一、飲用水衛(wèi)生面臨的問題（1）水源水質(zhì)惡化，環(huán)境污染多樣化（2）自來水廠常規(guī)水處理工藝受到挑戰(zhàn)（3）消毒副產(chǎn)物帶來新的污染（4）自來水管網(wǎng)污染（5）二次供水污染（6）突發(fā)飲用水衛(wèi)生事件4在工業(yè)化和城市化尚不發(fā)達(dá)的時(shí)期，天然水體很少受到人類大規(guī)?；顒?dòng)的污染，飲用水水處理的主要對(duì)象是水體中的泥沙和膠體物質(zhì)，以及少量的病原微生物。水源水經(jīng)過常規(guī)處理后就可以得到透明、無色、無臭、味道可口的飲用水，那時(shí)飲用水處理的任務(wù)主要是去除水中的濁度和保證飲用者免受水傳播疾病的危害。5隨著工業(yè)和城市的發(fā)展，以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)大量使用化肥和農(nóng)藥等，越來越多的污染物隨著工業(yè)廢水、生

3、活污水、城市廢水、農(nóng)田涇流、大氣降塵和降水、垃圾滲濾液等進(jìn)入了水體，對(duì)水體形成了不同程度的污染，水中的有害物質(zhì)的種類和含量越來越多。6圖 以地表水為水源的自來水凈水廠典型處理工藝流程7目前自來水的處理技術(shù)依然沿用一百年前的傳統(tǒng)工藝即“混凝沉淀一過濾一消毒一凈化”，將江河水或地下水簡單加工成可飲用水。經(jīng)過一百年的世紀(jì)洗禮，當(dāng)代的水質(zhì)現(xiàn)狀與一百年前的水已經(jīng)截然不同了，傳統(tǒng)的水處理工藝對(duì)降低渾濁度，去除水中懸浮物有較好的凈化消毒作用，但對(duì)目前以有機(jī)污染為主的微污染，則不能徹底去除有機(jī)污染物、農(nóng)藥、環(huán)境內(nèi)分泌干擾物和藻毒素。8目前飲用水處理面臨的問題，除了原有的泥沙、膠體物質(zhì)和病原微生物外，主要有：有

4、機(jī)污染物、消毒副產(chǎn)物等。對(duì)于有機(jī)污染物，常規(guī)水處理技術(shù)及其工藝的去除作用十分有限，國內(nèi)外的研究結(jié)果和實(shí)際生產(chǎn)結(jié)果表明，以去除水中泥沙和膠體物質(zhì)而發(fā)展起來的混凝、沉淀、過濾等常規(guī)處理工藝只能去除水中有機(jī)物的20%左右，特別是對(duì)于水中溶解狀的有機(jī)物，除了極少量的有機(jī)物會(huì)被吸附在礬花和濾料表面上，常規(guī)處理工藝基本上沒有去除效果。9氯化消毒是我國沿用多年且仍然普遍采用的自來水消毒技術(shù)。在氯化消毒的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一系列消毒副產(chǎn)物，其中大部分對(duì)人體健康構(gòu)成潛在的威脅?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)氯化消毒副產(chǎn)物300多種，其中許多氯化副產(chǎn)物在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中證明具有致突變性和（或）致癌性，有的還有致畸形和（或）神經(jīng)毒性作用。譬如三氯甲

5、烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和三溴甲烷均對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有致癌性，可引起肝、腎和腸道腫瘤。鹵代乙酸類中的二氯乙酸、三氯乙酸、二溴乙酸等也能誘發(fā)小鼠肝腫瘤。我國許多研究證明，氯化飲用水的有機(jī)提取物具有致突變性；有的還證實(shí)具有潛在致癌性。10現(xiàn)階段中國居民末端自來水面對(duì)4大“亞安全”風(fēng)險(xiǎn)1、雜質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)2、生物風(fēng)險(xiǎn)3、無機(jī)物風(fēng)險(xiǎn)4、有機(jī)物風(fēng)險(xiǎn)111、雜質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)：由于自來水廠的處理工藝或城市輸水管網(wǎng)的陳舊材質(zhì)及其老化脫落、二次供水水箱和輸水管路老化等諸多問題，致使居民末端自來水中產(chǎn)生各種顆粒性雜質(zhì)，如鐵銹、泥沙、顆粒物、懸浮物、膠體等物質(zhì)，值得提出的是，隨著城市化的進(jìn)程，新城區(qū)，新管路，雜質(zhì)污染問題較輕。12

6、2、生物風(fēng)險(xiǎn)：飲用水中不斷發(fā)現(xiàn)新的生物種群，如上世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的O-157、軍團(tuán)菌、隱孢子蟲、賈第鞭毛蟲等水致傳染微生物。對(duì)于不同種類的微生物需要的消毒條件不盡相同，不同的消毒劑其劑量與消毒時(shí)間有較大差異，如在目前水廠消毒條件下，加氯就很難殺滅隱孢子蟲與賈第鞭毛蟲。自來水中加注的活性氯足以殺滅幾乎所有的細(xì)菌和病毒，而且按照國家標(biāo)準(zhǔn)，水中殘留的氯在用戶末梢必須大于0.05mg/L。因此，在具備足夠有效管網(wǎng)余氯的前提下，在大多數(shù)城市供水中，生物風(fēng)險(xiǎn)（細(xì)菌、病毒等）系數(shù)是較低的。但二次供水的污染不可忽視。133、無機(jī)物風(fēng)險(xiǎn) 污染物主要是重金屬鉛、鎘、汞、鉻等以及氰化物、氟化物、亞硝酸鹽、硝酸鹽等無機(jī)物。

7、4、有機(jī)物風(fēng)險(xiǎn) 幾乎所有的水質(zhì)專家都認(rèn)為，當(dāng)前飲水安全的最大隱患來自有機(jī)污染。飲用水中有機(jī)污染的來源十分廣泛，包括工業(yè)污染排放、化肥農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)污染以及人類的日常生活。還有各種消毒副產(chǎn)物。14飲用水的凈化處理凈水處理分為前端處理與末端處理。前端處理即為自來水廠的給水處理。末端處理即是居民末端的二次凈化。針對(duì)居民末端凈水處理，又分為集中式飲用水凈化和分散式（點(diǎn)式）飲用水凈化。分散式飲用水凈化以家用為主的統(tǒng)稱為凈水器。15隨著對(duì)于飲水與健康關(guān)系的研究的不斷深入和生活水平的提高，人們對(duì)于飲用水水質(zhì)的要求也在不斷提高。好質(zhì)量的家用凈水器能更好的解決這些飲用水水質(zhì)問題。凈水器可再凈化處理不良的飲用水水質(zhì)，

8、減除飲用水中潛在的對(duì)人健康不利的“雜質(zhì)” 。家用凈水器再凈化處理飲用水水質(zhì)的技術(shù)有了多方面的進(jìn)展。目前，凈水器行業(yè)及市場(chǎng)概念“橫飛”，家用凈水器產(chǎn)品“五花八門”。我們公共衛(wèi)生工作者有必要了解凈水器再凈化處理生活飲用水水質(zhì)的有關(guān)技術(shù)及進(jìn)展。16二、凈水器凈化處理技術(shù)的一些概念和術(shù)語凈水器：是按對(duì)水的使用要求對(duì)水質(zhì)進(jìn)行深度過濾、凈化處理的水處理設(shè)備。這里所講的凈水器，是指用作家庭使用的小型凈水器。其技術(shù)核心為濾芯裝置中的過濾材料。不同濾材的凈水器可濾除水中的鐵銹、渾濁物、膠體以及水中余氯、嗅味、異色、農(nóng)藥、其它有機(jī)物等；可去除水中的細(xì)菌、雜質(zhì)、毒素、重金屬等。17GB/T303072013家用和類

9、似用途飲用水處理裝置GB/T 30306-2013家用和類似用途的飲用水處理內(nèi)芯中的術(shù)語表述飲用水處理裝置：由一個(gè)或若干個(gè)飲用水處理內(nèi)芯組成的能改善水質(zhì)的系統(tǒng)。飲用水處理裝置按主要水處理功能分為：a)凈水機(jī)（器）（J）：以改善飲水水質(zhì)、去除水中某些有害物質(zhì)為目的的飲用水處理裝置，包括活性炭、粗濾、微濾、超濾、納濾凈水機(jī)等；18b) 軟水機(jī)（器）（R）：以離子交換為軟化方法、能夠提供軟水的飲用水處理裝置；c) 純水機(jī)（器）（C）：能夠提供飲用純凈水的飲用水處理裝置；d) 礦化水機(jī)（器）（K）：以改善飲水水質(zhì)、增加水中某種對(duì)人體有益成分為目的的飲用水處理裝置；e) 其他凈水機(jī)（器）（Q）：除上述種

10、類之外的飲用水處理裝置。19飲用水過濾凈化處理技術(shù)分為：過濾：通過濾料、濾膜或飲用水處理內(nèi)芯濾除水中雜質(zhì)的過程。粗濾：以壓力為驅(qū)動(dòng)力，分離大于1m以上的顆粒的過程。微濾：以壓力為驅(qū)動(dòng)力，分離0.1m至1m的微粒的過程，簡稱為MF。超濾：以壓力差為動(dòng)力，分離分子量范圍為幾百至幾百萬，膜孔徑約0.001m0.2m的物理篩分過程，簡稱為UF。20納濾：以壓力為驅(qū)動(dòng)力，用于脫除二價(jià)及二價(jià)以上的多價(jià)離子和分子量200以上的有機(jī)物的膜分離過程，簡稱為NF。反滲透：在膜的進(jìn)水一側(cè)施加比溶液滲透壓高的外界壓力，只允許溶液中水和某些組分選擇性透過，其他物質(zhì)不能透過而被截留在膜表面的過程，簡稱為RO。21其他處理

11、礦化：向水中添加一種或若干種對(duì)人體有益礦物質(zhì)成分的過程。離子交換：在溶液中存在的離子與離子交換固體介質(zhì)之間有可逆性交換的化學(xué)作用，而對(duì)固體結(jié)構(gòu)無任何改變的過程，簡稱為IE。再生：采用化學(xué)方法恢復(fù)介質(zhì)的水處理功能的維護(hù)過程。22主要技術(shù)參數(shù)凈水流量：在規(guī)定的運(yùn)行條件下，制造商標(biāo)稱的單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)水量，單位為升每小時(shí)（L/h）?？們羲浚涸谝?guī)定的運(yùn)行條件下，飲用水處理裝置的出水水質(zhì)符合要求且凈水流量不少于標(biāo)稱凈水流量時(shí)，其任一凈化單元進(jìn)行再生或更換時(shí)的累積產(chǎn)水量，單位為升（L）。23GB/T303072013家用和類似用途飲用水處理裝置5.6 一般使用性能要求5.6.1 凈水水質(zhì)飲用水處理裝置的凈

12、水水質(zhì)應(yīng)符合國家衛(wèi)生管理部門相關(guān)法規(guī)及GB 5749要求。5.6 2 總凈水量總凈水量應(yīng)大于標(biāo)稱總凈水量。5.6.3 凈水流量a）非連續(xù)式飲用水處理裝置凈水流量應(yīng)不低于2L/h。b）連續(xù)式飲用水處理裝置凈水流量應(yīng)不低于6L/h。c）凈水流量均應(yīng)不低于標(biāo)稱凈水流量。24GB/T 30306-2013家用和類似用途的飲用水處理內(nèi)芯25GB/T 30306-2013家用和類似用途的飲用水處理內(nèi)芯26三、凈水器凈化處理飲用水的常用技術(shù)2728三、凈水器凈化處理飲用水的常用技術(shù)2930三、凈水器凈化處理飲用水的常用技術(shù)31三、凈水器凈化處理飲用水的常用技術(shù)32細(xì)菌有大有小，直徑一般為1m10m。多數(shù)病毒

13、直徑在20200nm，較大的病毒直徑為300450nm，較小的病毒直徑僅為1822nm。反滲透膜孔徑0.00010.001m納濾膜孔徑0.00050.002m超濾膜孔徑0.001 0.2m微濾膜孔徑0.510m33復(fù)合型凈水器： 當(dāng)一種工藝難以去除水中有害物質(zhì)時(shí)，采用二種或兩種以上的工藝即為復(fù)合型。如活性炭吸附+反滲透、活性炭吸附+超濾、凈化技術(shù)+消毒技術(shù)等組合。3435超濾凈水器超濾膜的制水流程：自來水進(jìn)入超濾膜管內(nèi)，在水壓差的作用下，膜表面上密布的許多0.01微米的微孔只允許水分子、有益礦物質(zhì)和微量元素透過，成為凈化水。而細(xì)菌、鐵銹、膠體、泥沙、懸浮物、大分子有機(jī)物等有害物質(zhì)則被截留在超濾

14、膜管內(nèi)(內(nèi)壓式)，在超濾膜進(jìn)行沖洗時(shí)排出。超濾凈水器：超濾膜過濾只需依靠自來水本身壓力即可實(shí)現(xiàn)，不需要用電、加壓。36一支超濾膜由成百到上千根細(xì)小的中空纖維絲組成，一般將中空纖維膜內(nèi)徑在0.6-6mm之間的超濾膜稱為毛細(xì)管式超濾膜，毛細(xì)管式超濾膜因內(nèi)徑較大，不易被大顆粒物質(zhì)堵塞。37按進(jìn)水方式的不同，超濾膜凈化水分為內(nèi)壓式和外壓式兩種：1、內(nèi)壓式： 即水原液先進(jìn)入中空絲內(nèi)部，經(jīng)壓力差驅(qū)動(dòng)，沿徑向由內(nèi)向外滲透過中空纖維成為透過液凈化水，濃縮液則留在中空絲的內(nèi)部，由另一端流出。3839 內(nèi)壓式過濾可以使用高壓大流量的順沖洗，使沖洗水流與膜孔成切向方向快速流過，從而可以將吸附在膜內(nèi)孔表面上的污染物沖

15、去，恢復(fù)膜的水通量，去污染物效果較好。超濾膜又分為內(nèi)壓式和外壓式兩種：2、外壓式: 水原液經(jīng)壓力差沿徑向由外向內(nèi)滲透過中空纖維成為透過液，而截留的物質(zhì)則匯集在中空絲的外部。40外壓式超濾膜密封在膜殼內(nèi)，水流的死角多，無法使用快速直沖的方法清除膜表面附著的污染物，去污染物效果下降。41反滲透凈水機(jī)反滲透凈水機(jī)是主要利用反滲透原理進(jìn)行水處理的機(jī)器。一般性的自來水經(jīng)過優(yōu)良RO膜過濾后的脫鹽率能達(dá)到99%以上（要求90%以上）。它的工作原理是對(duì)水施加一定的壓力，使水分子和離子態(tài)的礦物質(zhì)元素通過反滲透膜，而溶解在水中的絕大部分無機(jī)鹽(包括重金屬)，有機(jī)物以及細(xì)菌、病毒等無法透過反滲透膜，從而使?jié)B透過的純

16、凈水和無法滲透過的濃縮水嚴(yán)格的分開。反滲透凈水機(jī)需要用電。42反滲透凈水機(jī) 反滲透純水機(jī)（凈水器）是一種集微濾、吸附、反滲透等技術(shù)于一體，將自來水直接轉(zhuǎn)化為純凈水的裝置。反滲透純水機(jī)組核心元件反滲透（RO）膜 。43前置PP棉濾芯、前置活性炭濾芯吸附截留各類雜質(zhì)PP棉濾芯使用前、使用后44使用后的PP棉濾芯45前置PP棉濾芯或活性炭濾芯46本中心實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)的前置棉濾芯472017-6-29更換2017-7-12狀況未使用的棉芯本中心各科室目前安裝用的凈水器48四、部分市售凈水器類型簡介“立升” 凈水超濾機(jī)超濾+后置活性炭過濾149內(nèi)壓式超濾50某五級(jí)凈化的凈水器示意圖（超濾）51某五級(jí)九重

17、凈化的凈水器示意圖52某五級(jí)凈化凈水器示意圖（反滲透）5354555657 某家用直飲凈水器某家用直飲凈水器5859現(xiàn)場(chǎng)檢查“水質(zhì)pH”60進(jìn)水pH出水pH五、凈水器有關(guān)問題的思考61626364五、凈水器有關(guān)問題的思考65前置PP棉濾芯或活性炭濾芯的問題合理的使用壽命長短取決于流過的水質(zhì)，是清潔水質(zhì)、還是污染物多的水質(zhì)。及時(shí)更換PP棉濾芯或活性炭濾芯。否則，可能造成飲用水的“二次污染”“二次污染”五、凈水器有關(guān)問題的思考帶紫外線消毒功能的凈水器的問題 紫外線作用： 1、可殺滅細(xì)菌、病毒、隱孢子蟲和賈第鞭毛蟲； 2、可氧化（消解）有機(jī)物。 飲用水中有機(jī)物受強(qiáng)紫外線照射發(fā)生氧化分解所產(chǎn)生的“副產(chǎn)

18、物”對(duì)于含有機(jī)物種類多、濃度大的飲用水水質(zhì)處理是否有的潛在問題？ 【潔凈水質(zhì)、污染物多的水質(zhì)】【需要直飲水嗎？】66含KDF濾料的凈水器的問題KDF為高純銅鋅合金，通過電化學(xué)氧化還原反應(yīng)有效地減少或除去水中的氯和重金屬，并抑制水中微生物的生長繁殖。商家給出的其作用為： 1、 去除重金屬離子 2、 去除活性氯 3、 抑菌作用 4、 減少礦物結(jié)垢 5、 使用壽命較長67含KDF濾料的凈水器的問題 KDF合金的質(zhì)量問題。 正品、仿制品、劣品 KDF合金的反應(yīng)活性問題。 副產(chǎn)物可能有哪些？ 停流時(shí)的持續(xù)反應(yīng)問題。 68銀的殺菌機(jī)理目前有兩種理論：一為接觸反應(yīng)機(jī)理，該理論認(rèn)為：銀離子接觸微生物后，導(dǎo)致微

19、生物的蛋白質(zhì)遭受破壞，造成微生物的死亡或產(chǎn)生功能障礙。其接觸原理基于電吸附。因?yàn)榧?xì)胞膜帶有負(fù)電荷，而銀離子帶有正電荷，兩者產(chǎn)生電吸附并使之牢固結(jié)合，其結(jié)果是銀離子穿透細(xì)胞膜進(jìn)入微生物體內(nèi)，與微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)上的巰基產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，此反應(yīng)造成蛋白質(zhì)凝固，使微生物合成酶的活性遭到破壞，干擾微生物DNA的合成，使微生物喪失分裂增殖能力而死亡。69含載銀活性炭濾料的凈水器的問題銀殺菌機(jī)理的第二種理論是活性氧機(jī)理。該理論認(rèn)為：活性炭載上銀后，在其表面分布著微量的銀元素，它能起到催化活性中心的作用。載銀活性炭活性中心能吸收環(huán)境的能量，激活吸附在活性炭表面的空氣和水中的氧，產(chǎn)生羥自由基(OH)和活性氧離子(O2-)，這些物質(zhì)具有很強(qiáng)的氧化能力，能破壞細(xì)菌細(xì)胞的增殖能力，實(shí)現(xiàn)抑菌或殺滅細(xì)菌的目的。70含載銀活性炭濾料的凈水器的問題含載銀活性炭濾料的凈水器的問題商家給出的含載銀活性炭濾料的凈水器的優(yōu)點(diǎn)： 共價(jià)鍵結(jié)合的載銀活性炭用作水處理介質(zhì)，處理后的水質(zhì)具有如下特性： 可有效地去除余氯，重金屬，有機(jī)污染物；活性炭表面的銀不