本帖最后由 蜗鱼 于 2016-6-3 11:10 编辑

浅谈自来水的净化

    我们周围的水质环境已经处于非常恶劣的状态，通过本篇文章希望能让大家有个清晰的了解，从而梳理调整我们养水、困水的策略，同时也希望能对无缘由的暴毙和腹水产生一定的借鉴作用。

一、水的污染

1.现状

    中国水资源污染非常严重 。

    中国有82%的人饮用浅井和江河水，其中水质污染严重细菌超过卫生标准的占75%，主要污染物排放超过水环境容量70%，江河湖泊41%无法达到五类标准（将近一半居然连劣五类都达不到，还有干净的水吗？），75%湖泊富营养化。生态用水缺乏，水环境恶化加剧。

    长期以来，人们一直认为自来水是安全卫生的。但是，因为水污染，如今的自来水已不能算是卫生的了。一项调查显示，在全世界自来水中，测出的化学污染物有2221种之多，其中有些确认为致癌物或促癌物。

    从自来水的饮用标准看，中国是很落后的，自来水仅能采用沉淀（加入混凝剂，搅拌、混合）、过滤（上层是砂、下层是卵石）、加氯消毒等方法，将江河水或地下水简单加工成可饮用水。自来水加氯可有效杀除病菌，同时也会产生较多的卤代烃化合物，这些含氯有机物的含量成倍增加，是引起人类患各种胃肠癌的最大根源。城市污染的成分十分复杂，受污染的水域中除重金属外，还含有甚多农药、化肥、洗涤剂等有害残留物，即使是把自来水煮沸了，上述残留物仍驱之不去，还会使亚硝酸盐与三氯甲烷等致癌物增加，因此，开水的安全性也是难以保障的。据最新资料透露，中国主要大城市只有23%的居民饮用水符合卫生标准（中国标准），小城镇和农村饮用水合格率更低。97%的自来水厂都是用的是130年前的做法，原来要解决的是传染病的问题，微生物的问题，现在是化工污染，中国的自来水厂都不处化工污染。





2.主要污染分类

水污染主要由人类活动产生的污染物而造成的，它主要包括工业污染源，农业污染源和生活污染源三大部分。

①.工业污染

    工业废水为水域的重要污染源，具有量大、面广、成分复杂、毒性大、不易净化、难处理等特点。如砷、铬、铵类、笨并(a)芘、铬、氰化物等各类重金属和化学物质，导致癌变，产生畸形，致病致毒。据1998年中国水资源公报资料显示：这一年，全国废水排放总量共539亿吨（不包括火直电流冷却水），其中，工业废水排放量409亿吨，占69%。实际上，排污水量远远超过这个数，因为许多乡镇企业工业污水排放量难以统计。



②.农业污染

    农业污染源包括牲畜粪便、农药、化肥、抗生素等。农药污水中，一是有机质、植物营养物及病原微生物含量高，二是农药、化肥含量高。我国目前没开展农业面上的监测，据有关资料显示，在1亿公顷耕地和220万公顷草原上，每年使用农药110.49万吨。我国是世界上水土流失最严重的国家之一，每年表土流失量约50亿吨，致使大量农药、化肥随表土流入江、河、湖、库，随之流失的氮、磷、钾营养元素，使2/3的湖泊受到不同程度富营养化污染的危害，造成藻类以及其他生物异常繁殖，引起水体透明度和溶解氧的变化，从而致使水质恶化。

③.生活废水污染

    生活污染源主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等，多为无毒的无机盐类，生活污水中含氮、磷、硫多，致病细菌多。据调查，1998年我国生活污水排放量184亿吨。



④.微生物污染

    正是以上三方面的污染，造成了水体富营养化严重，营养物质增多促使了藻类大面积爆发，特别是蓝藻（蓝藻属于原核生物，是最简单、最原始的单细胞生物，没有细胞核，是一种很低级的生物。它可以含胡萝卜素、绿叶素、叶黄素、藻胆素（红、蓝），含量不同，所呈现的颜色也就不同）通过产生异味物质和蓝藻毒素，影响饮用水源和水产品安全，特别是蓝藻的次生代谢产物——微囊藻毒素（Microcystin，简称MC）能损害肝脏，具有促癌效应。在这个过程当中不断有藻类死亡，正常的腐生菌、硝化菌展开工作又耗尽了水中的氧气，导致水质进一步恶化。当水中氧气耗尽后，厌氧菌“从中作梗”，把硝化菌分解后的产物又还原成亚硝酸盐、氨等其他有害物质，最终导致水质彻底恶化，灭绝一切生物！在淡水中这种情况称为“水华”，通常呈现蓝、绿、黄色。在海水中称为“赤潮”，呈现红色。





水华


赤潮

⑤其它

    为了杀菌消毒，自来水厂在用氯气杀菌消毒的同时，氯与氢与碳氢化合物发生反应产生次生物质，比如三氯甲烷和四氯化碳和氯化有机物等，都是严重的致癌物，治污的同时又在制造新的污染。另外，自来水输送管网二次污染更加不容忽视，早期采用的水管大多为镀锌管或钢管，这在一些老城区尤为普遍，水管老化后容易生锈从而导致含铅量高，尤其在有焊接地方。我国输水管网有40%-50%的渗漏比，一旦停电停水时，水管内就会开成负压，发生倒吸，这时有破损的地方就会渗进地表的脏水杂质，如果周围有医院、养殖场、垃圾堆、污水池情况就会更加严重。



     我国每年约有1/3的工业废水和90%以上的生活污水未经处理就排入水域，全国有监测的1200多条河流中，目前850多条受到污染，90%以上的城市水域也遭到污染，致使许多河段鱼虾绝迹，符合国家一级和二级水质标准的河流仅占32.2%。污染正由浅层向深层发展，地下水和近海域海水也正在受到污染

外媒眼中的中国水污染：比空气污染更严重

二、自来水净化

    水质污染如此严重，我也不敢去指责谁谁谁，唯有自己来解决。


1.物理过滤

PP棉



    PP棉由无毒无味的聚丙烯粒子制成，最小过滤1微米（1微米(um)=0.001毫米(mm)），能有效过滤水中的铁锈、泥沙、虫卵、藻类等大颗粒物质,通常作为前置物理过滤使用。出水量几乎无衰减。

超滤膜



    超滤膜在几十年前就已经研制出来，在上世界60年代就已经实现了工业化，是最早开发出来的高分子分离膜。这是一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。市面上的产品通常可以过滤0.01微米物质，每米长的超滤膜丝管壁上约有60亿个0.01微米的微孔，其孔径只允许水分子、水中的有益矿物质和微量元素通过，而最小细菌的体积都在0.02微米以上，所以几乎可以过滤掉所有细菌、病毒、悬浮颗粒、胶体，但是对于离子状的重金属和溶解性有机物却无能为力。出水量有明显衰减。

反渗透膜



    反渗透膜是由高分子材料制成，表面孔径在0.5-10纳米之间（1微米=1000纳米），能截留大于0.00001微米的物质。它是采用一种以压力差为推动力，在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜 而将这些物质和水分离开来的工作方式。因此能够有效地去除水中的溶解盐类、重金属、有机物等，过滤后的水基本上可以称为纯水。出水量大幅减少。

2.生化过滤

    生化过滤材料挺多，我挑几样常用的给大家介绍

除氯球



    除氯球主要成分是亚硫酸钙（CaSO3)。水中氯气有两种存在形式：一种是游离态的氯就是氯分子（Cl2）；一种是次氯酸（氯气溶于水的产物HClO）。而亚硫酸钙具有还原性,二者进行的是氧化还原反应，最后产生硫酸钙（CaSO4）和氯化钙（CaCl2）。硫酸钙不溶于水，会沉积到球体上；氯化钙易溶于水，是无毒无害物质。一旦水中次氯酸浓度降低，游离态的氯就会继续溶于水马上形成次氯酸，因为次氯酸与亚硫酸钙反应是持续进行的，直到水中的余氯消失。所以用除氯球处理水中余氯是十分有效和安全的。
   
活性炭



    活性炭的主要原料几乎可以是所有富含碳的有机材料，如煤、木材、果壳、椰壳、核桃壳、杏壳、枣壳等。这些含碳材料在活化炉中，在高温和一定压力下通过热解作用被转换成活性炭。在此活化过程中，巨大的表面积和复杂的孔隙结构逐渐形成， 而所谓的吸附过程正是在这些孔隙中和表面上进行的。它能有效地去除色度、臭味，可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物，包含某些有毒的重金属。能有效吸附氯代烃、有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂，还能吸附苯醚、正硝基氯苯、萘、乙烯、二甲苯酚、苯酚、DDT、艾氏剂、烷基苯磺酸及许多酯类 和芳烃化合物。

    二级出水中也含有不被活性炭吸附的有机物，如蛋白质的中间降解物质，比原有的有机物更难被活性炭吸附，活性炭对THMS的去除能力较低，仅达 到23-60%。（三卤甲烷，三卤甲烷是指甲烷（CH4）中的三个氢原子，为卤族元素所取代，一般很少自然存在于水体中，但在净水厂加氯去除臭味及消毒过程中，水中有机物和氯反应所形成；而主要的生成物包括CHCl3（氯仿）、CHBrCl2（一溴二氯甲烷）、CHBr2Cl（二溴一氯甲烷）、CHBr3（溴仿）等，此四者合称总三卤甲烷（THMs），其中以氯仿的出现频率及浓度较高。在动物试验中证明具有致突变性和（或）致癌性，有的还有致畸性和（或）神经毒性作用，可引起肝、肾和肠道肿瘤）

麦饭石


麦饭石


麦饭石球

    虽然麦饭石也有一定的吸附能力，但是比起上面介绍的几种材料几乎可以忽略不计。上面几种材料是主要发挥的是吸附作用，那么麦饭石就是在给水质“加料”，提高水的品质。麦饭石是一种天然的硅酸盐矿物，学名：石英二长岩。麦饭石对生物无毒、无害并具有一定生物活性的复合矿物或药用岩石。 麦饭石的主要化学成分是无机的硅铝酸盐。还含有动物所需的全部常量元素，如：K、Na、Ca、Mg、Cu、Mo等微量元素和稀土元素，对人体有害元素镉、铅、汞、砷基本没有。


三、实践

   

    养鱼就得有好水，所以自己也装了一套净化器。四胞胎从右至左分别是：PP棉，除氯球，椰壳炭，麦饭石球。最后再加了一个超滤。PP棉过滤掉大部分杂质，除氯球清除水中余氯，椰壳炭吸附大部分有害物质，麦饭石球再给最终添加微量元素和增加PH、GH，最后超滤把守最后一道管卡。使用一个月已经用废一个PP棉滤芯（最近用水也比较多，大概七八吨），可以看到除氯球和活性炭下班本来垫了一层白棉，现在已经染红，可见PP棉效果有限，以及污染之严重。出来的水呈现浅蓝色，没有任何气味和味道。这样一套过滤装置比困水好得多，价钱也不贵，总共400+。可悲的是这套设备对于氯气和有机物结合产生的三卤甲烷去除效率不高。下面是我测试水质数据，拱大家参考

1.自来水


PH 7.6


余氯比较高


亚硝酸盐几乎没有


氨氮几乎没有


GH 12.5

2.净化过后


左边是净化过后的PH7.3，右边是自来水7.6。莫名其妙，为什么跌酸了？


左边是鱼缸PH8.4，右边自来水7.6


余氯几乎没有

通过实验，过滤器效果非常好，达到我的要求

    困水只是散发氯气，但是对于水中的重金属、农药、有机物、无机物、致病菌、致癌物无任何效果。所以在目前的环境下，只是简单的困水已经无法保障水质最基本的安全。以往对困水的认识需要彻底的革新！

整理完这篇文章心里是沉重的，但是只要我们对此有了清晰的认识，同时找到了解决的办法也算是好事一件。在520这样一个特殊的日子，谨以此篇文章献给我们身边深爱的人们，以及钟爱的鱼儿。