[发明专利]一种水净化系统及其净化水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水净化系统及其净化水的方法。

背景技术

水是生命之源，地球上几乎所有的动、植物都离不开它。但随着人口的増长，这种有限的水资源在日益减少；工农业技术的迅速发展，更是将各种有毒、有害的物质排入地下、江河、湖泊、水库。使地下水、地表水污染愈发加重，虽然自来水都会进行消毒处理，但消毒并不会除去重金属离子，而且会带来一些对人类健康有害的消毒副产物，如乙酸衍生物类、溴酸根、氯酸根等多种阴离子，它们己被证实具有遗传毒性、致癌性或生殖发育等毒性。水消毒方法主要分为物理方法和化学方法两种。物理方法包括机械过滤、加热、辐射、冻结、紫外线、微电解和微波消毒方法；化学法包括氯、臭氧、二氧化氯、氯胺、金属离子、卤素、阴离子表面活性剂和其他生物性添加剂。

下面对现有的城市自来水消毒处理技术进行介绍和分析。

城市自来水厂的消毒技术具有很多不同的繁杂过程，其消毒流程便是其中的重点,该流程直接关系到饮用水的质量,对人体的健康有着至关重要的作用。所以自来水的处理技术在发展过程中，需要通过持续的改进和优化方法。

目前，水消毒处理技术主要包括以下几种方法。第一，采用次氯酸钠消毒。次氯酸钠消毒技术是目前较为普遍且广泛的消毒方式，可以说是最常用的自来水消毒方法，因为其是最可靠也是最安全的,这是因为相比其它的消毒方法，该技术的运用是非常合适的。次氯酸钠与氨反应可以生成安全的、具有一定好处的消毒饮用水。第二，液氯消毒。氯是一种强氧化物质,在常温常压下呈黄绿色气体,分子式为Cl₂,较空气重2.5倍,具有强烈的刺激性和氯臭味。当加压至6～7个大气压时可液化,体积缩小457倍,可灌入钢瓶中贮存,故又称液氯。液氯较水重1.5倍,将液氯置于大气中,立即变成气体,将氯气通入水中可得氯水。氯加入水中可变为盐酸和次氯酸。其反应式如下:Cl₂ +H₂O＝＝＝＝HCl+HClO。反应生成的次氯酸体积小,具有很强的穿透力,呈电中性,它能扩散到带负电的细菌表面,并迅速穿过微生物的细胞膜进入生物体内,破坏其多种酶系统(主要是磷酸葡萄糖去氢酶的巯基被氧化破坏)使之失去活力而死亡。另一方面，次氯酸性质很不稳定,容易释放出新生态氧。新生态氧与铵盐、硫化氢、氧化亚铁、亚硝酸盐及有机物腐败后产生的物质相结合,对水中有机物和一些无机物起氧化作用,从而抑制了依靠这些物质为营养的大部分微生物的生长。所以一般认为次氯酸具有主要的杀菌作用。而反应生成的次氯酸根虽然也是具有杀菌能力的有效氯,但带有负电,难于接近带负电的细菌表面,杀菌能力比HClO差得多。第三，臭氧消毒。臭氧的制作工艺主要是通过对干燥原料气进行高压放电而产生的，臭氧对微生物的作用简要可以概括为“灭活”。第四，紫外线(UV)消毒。紫外线消毒是一种物理的方法。次氯酸钠和二氧化氯消毒的原理和紫外线消毒是不一样的, 通常直接杀死微生物,化学消毒和紫外线消毒是能够抑制微生物的繁殖,破坏其活动。紫外线消毒的原理主要是由紫外线来杀死微生物的核酸(DNA或 RNA),使它无法复制。此外,紫外线也会导致其他微生物结构破坏。然而, 由于紫外线消毒不可以持续的灭菌,这使得一些水里的细菌因为得不到的很好的扼杀而继续存活下来，因此，紫外线消毒仍需要改进，只有这样才能真正的实现饮用水的健康。第五，膜技术消毒。膜技术的主要消毒原理是使用膜分离机制,可以让悬浮杂质和微生物和水分离,以此使得饮用水的消毒可以持续。消毒方法用于反渗透纳滤膜技术、超滤、微滤。膜技术的消毒机制具体可以分为以下两个部分:一个是屏蔽效应，推动悬浮物和水和压差较大的颗粒,直径大于外膜屏障膜颗粒的孔隙大小、孔隙大小小于膜孔隙大小颗粒。也就是说,膜的孔隙大小可以控制分离能力；二是吸附,使用特殊属性的胶体吸附膜矩阵,还带有相反电荷的胶体等会吸附在膜上。筛分效果和吸附效果可以基本实现拦截所有的粒子。

下面的内容将对现有的次氯酸钠消毒与其它一些消毒方法的优劣进行分析比较。

首先，和氯气消毒相比较,尽管液氯消毒能力比次氯酸钠消毒更好，并且其消毒成本也比较低,但氯的溶解度很低,为了满足需要而不得不过度消毒,并且剂量难以控制。而且氯有毒、运输和存储是很不安全的,如果发生意外事故，比如像爆炸之类的事故将对人员的生命财产造成严重的伤害。次氯酸钠是易于储存和运输的,不容易爆炸,不易发生事故泄漏；其次,其与臭氧消毒相比,臭氧生产需要高压放电。第三,与紫外线消毒技术相比,主要优点还是比较明显的，尤其是相对较低的成本。