慧聰凈水網(wǎng) 根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)調(diào)查顯示:全球80%的疾病與水有關(guān);兒童死亡中50%是由于飲用水問題造成的;不健康的飲用水逐漸成為全球主要致病原因之一。據(jù)全國飲用水源調(diào)查,我國約7億人飲用大腸桿菌超標水,1.64億人飲用嚴重有機污染的水,有7700萬人飲用高氟化物超標水,約3000萬人飲用高硬度水,1.6億人飲用耗氧量高的水,而這些數(shù)據(jù)每年呈上升趨勢。
近年來，隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，工業(yè)化和城市化步伐的加快，用水量急劇增加，使得我國水資源日益短缺，水資源污染日益嚴重[1]。飲用水的凈化經(jīng)過技術(shù)的不斷探索和迭代，從低精度的第一代微濾技術(shù)(MF)和第二代超濾技術(shù)(UF)發(fā)展到第三代反滲透技術(shù)(RO)，第四代有機納濾技術(shù)(NF)和第五代無機納濾技術(shù)(NP)。
納濾(Nanofiltration)是由先進的納米技術(shù)與傳統(tǒng)的過濾技術(shù)交叉滲透而創(chuàng)新發(fā)明的介于超濾與反滲透之間的一個新品類，它的分離性能依賴于其活性分離層中的納米級微孔結(jié)構(gòu)，其分離機理遵循吸附-溶解-擴散-透濾模型。它在截留那些能透過超濾的有機物及重金屬的同時又能透過部分被反滲透截留的礦物質(zhì)，使?jié)饪s與透鹽的過程同步進行，從而達到特定的分離純化要求。
首先被研究和應(yīng)用的納濾膜是有機納濾膜，商品化的納濾膜大多是聚合材料。在飲用水凈化處理中，根據(jù)原水水質(zhì)及凈水要求的不同，有多種不同性能的納濾膜可供選擇。遺憾的是，納濾膜雖然在截留有機物與重金屬方面性能卓越，但在透過二價的鈣、鎂礦物質(zhì)方面有缺陷。它們通常僅能透過一價離子，而人體必須的一些礦物質(zhì)如二價的鈣、鎂等則會被截留，而且納濾膜與反滲透一樣需耗電、浪費水，因此其應(yīng)用和反滲透沒有本質(zhì)的差別。后來，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)相比于有機材料，無機材料在穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性方面更具優(yōu)勢。
無機材料中活性炭是一種高效的吸附劑對水中的化學(xué)污染物有很好的清除作用，但普通的活性炭濾芯存在強度低，吸附容量有限以及細菌滋生和活性炭粉脫落造成的二次污染問題。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，活性炭和其他材料如硅藻土等無氧高溫?zé)Y(jié)，可以制備一體化的高效活性炭復(fù)合濾芯，從而達到活性炭吸附與過濾二合一的復(fù)合濾芯，既充分提升了活性炭的比表面，同事也具有過濾功能，大大提高了對多種污染物的清除效率[3,4]。
無機材料中活性炭是一種高效的吸附劑對水中的化學(xué)污染物有很好的清除作用，但普通的活性炭濾芯存在強度低，吸附容量有限以及細菌滋生和活性炭粉脫落造成的二次污染問題。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，活性炭和其他材料如硅藻土等無氧高溫?zé)Y(jié)，可以制備一體化的高效活性炭復(fù)合濾芯，從而達到活性炭吸附與過濾二合一的復(fù)合濾芯，既充分提升了活性炭的比表面，同事也具有過濾功能，大大提高了對多種污染物的清除效率。
但這種復(fù)合濾芯仍存在強度不夠易斷裂以及高溫?zé)Y(jié)導(dǎo)致的含碳量下降的問題，而納濾芯是創(chuàng)新性的采用涂層的方法制備的復(fù)合陶瓷濾芯，有三層結(jié)構(gòu)(3D)，使吸附與過濾的過程同步進行，從而提升分離的效率，是許多2D的有機納濾膜無法做到的事在3D無機納濾芯上都可以實現(xiàn)。此外也解決了復(fù)合陶瓷濾芯強度和含碳量的問題[5]。因此，創(chuàng)新凈水技術(shù)即第五代無機納濾5.0(納濾芯)凈水技術(shù)的面世，顛覆了傳統(tǒng)的凈水技術(shù)與觀念，可以在保留礦物質(zhì)的同時去除微污染，在飲用水凈化方面的優(yōu)勢突出，因而受到了廣泛的關(guān)注與重視。
納濾芯是一種基于微孔陶瓷和活性炭納米化的完美結(jié)合，在上千度高溫下燒結(jié)而成的具有獨特分離性能的凈水濾芯。它在保留水中天然存在的礦物質(zhì)的同時，不但可濾除水中的物理性污染和微生物污染，還能濾除水中的化學(xué)微污染。納濾芯主要應(yīng)用在家庭凈水、民用及商用凈水器。
納濾芯采用純天然材料硅藻土和特制的納米化活性炭，通過獨特的陶瓷燒結(jié)工藝制備而成。因硅藻土本身含有微米級的蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)，通過特殊的工藝技術(shù)，把特制的含大量納米微孔的活性炭鑲嵌其中，顛覆傳統(tǒng)陶瓷膜僅靠表面作為活性層的思路，創(chuàng)新性地把三維立體結(jié)構(gòu)的中間層作為活性吸附與過濾層，而內(nèi)外兩層極薄的膜層作為保護層，再通過傳統(tǒng)的無機陶瓷膜制備工藝，在保護核心的納米微孔活性炭不遭任何破壞的前提下燒結(jié)成形。故而納濾芯的獨特結(jié)構(gòu)使得進水的過濾路徑延長，達到一種類似于迷宮的過濾路徑，從而增加水與活性炭的接觸時間和接觸面積，最大限度的去除水中的化學(xué)微污染。因此納濾芯可真正達到選擇分離即“納留礦物質(zhì)，濾除微污染”的效果[5]。而且，凈水過程不用電，沒有廢水排放，符合低碳節(jié)能的環(huán)保理念。普通自來水經(jīng)過納濾芯的超強吸附、迷宮過濾與選擇分離，水質(zhì)媲美未受到任何污染的天然礦泉水，晶瑩潔凈，口味甘甜。
通過點加標實驗對納濾芯功能進行檢測，納濾芯對去除色度、天然有機物與合成有機物(如農(nóng)藥等)、三致物質(zhì)、消毒副產(chǎn)物(三鹵甲烷和鹵乙酸)及其前體和揮發(fā)性有機物的效率可達99.9%，保證飲用水的生物穩(wěn)定性。
毒副產(chǎn)物主要包括三鹵甲烷(THMs)、鹵乙酸(HAAs)和可能的三氯乙醛氫氧化物(CH)。通過點加標實驗對納濾芯功能進行檢測，納濾芯對于消毒副產(chǎn)物的去除率為99.9%。通過點加標實驗對納濾芯功能進行檢測，納濾芯對于重金屬的去除率為99%。
納濾芯采用天然無機材料，更加環(huán)保，不會造成二次污染問題，凈水過程采用自來水水壓即可完成，不需要用電;通過過濾和吸附相結(jié)合的方法去除污染物，無廢水產(chǎn)生;過濾過程中能有效保留保留水中有益礦物質(zhì)、同時高效去除化學(xué)微污染;使用壽命長久、過濾效果卓越、凈化水質(zhì)甘甜;不怕堵塞，能夠適應(yīng)水質(zhì)非常惡劣的情況;濾芯可反復(fù)清洗，并容易更換。
納濾芯的推出,不僅實現(xiàn)了“去除各種污染物,保留有益礦物質(zhì)”的目標,更契合了國家“低碳、環(huán)?！钡睦砟?讓人類飲用健康、安全的直飲水成為現(xiàn)實。
責(zé)任編輯：李一芳
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