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，自來水的水源污染越來越嚴(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題，采用活性炭吸附+超濾組成一體化小型直飲水機，直飲水機內(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：小型直飲水機對原水中的有機污染物質(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：中國普遍存在供水管網(wǎng)二次污染的問題，飲用水安全是中國的當(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)中國人口提供清潔的飲用水。中國人通常認(rèn)為水燒開煮沸就可以殺死水質(zhì)中的細(xì)菌病毒，然而，自來水燒開只能殺死部分細(xì)菌，水中的重金屬、灰塵、余氯及化學(xué)污染物都是無法過濾的。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)量是一個不錯的選擇。針對上述問題，筆者及組員研制了由椰殼活性炭和超濾膜組成的廉價小型家庭直飲水處理機，可直接安裝到水龍頭上，以滿足飲用水的安全標(biāo)準(zhǔn)，并通過實測水樣的水質(zhì)分析，考察家庭直飲水處理機對原水中污染物質(zhì)的去除效果。

1 材料與方法

1.1 試驗裝置

設(shè)備由外殼和內(nèi)芯組成（見圖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)。超濾過濾技術(shù)可以有效去除水中細(xì)菌、病毒、膠體大分子有機物等有害物質(zhì)，保留水中對人體有益的礦物質(zhì)元素，讓產(chǎn)品更安全，更放心。

1.2 試驗用水

試驗用水取自來水和地下水原水。每個測試項目都單獨進(jìn)行測試，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）、鉛、三氯甲烷、四氯化碳、甲醛、色度、渾濁度以及耗氧量這幾項重要指標(biāo)分析。

1.3 檢測項目與方法

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；鉻（六價）、甲醛：N4紫外可見分光光度計；渾濁度：WZS-186濁度計；三氯甲烷、四氯化碳：GC126氣相色譜。

2 水質(zhì)的檢測

2.1 檢測過程

分別對原水和過濾后的水樣中的待測項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、具塞比色管50.0mL、濁度計、PH計、原子吸收分光光度計和電子天平等儀器進(jìn)行測試。

2.2 檢測結(jié)果

該設(shè)備對水中的污染物質(zhì)的吸附能力可以通過比較原水和過濾后的水樣各項測試結(jié)果得出。測試結(jié)果如下。

2.2.1 對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)過小型家庭直飲水處理裝置后有了明顯的改善。自來水經(jīng)過家庭直飲水處理裝置過濾后濃度在0.00039mg/ L～0.00041mg/L，地下水過濾后濃度在0.0001mg/ L～0.00012mg/L。去除率分別為：80.5%和50%（見圖2）。

2.2.2 甲醛

生活用水中本身并不會含有甲醛，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。水中有機物通過熱解可產(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)過家庭直飲水處理裝置過濾后自來水濃度在0.030mg/L～0.032mg/L，過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%（見圖3）。

2.2.3 耗氧量

耗氧量是反應(yīng)水中總有機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)過家庭直飲水處理裝置過濾后自來水耗氧量濃度在0.15mg/L～0.16mg/L，地下水過濾后耗氧量濃度在0.20mg/L～0.22mg/L。去除率分別為：67.4%和55.9%（見圖4）。

2.2.4 其他檢測項目（見表1）

表1

3 結(jié)論

測試結(jié)果表明，活性炭吸附+超濾小型直飲水機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)，出水可滿足國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，可直接飲用。該設(shè)備可用于家庭自來水凈化，提高家庭自來水水質(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)。