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新型便携式净水装置可同步除盐 应用前景广阔  

2015-09-05 09:41:11|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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日前,新加坡科技设计大学、美国麻省理工学院等机构联合研究团队研制了一款新型便携式净水装置。该装置不仅可以过滤水质,还可同步去除盐水中的盐离子,适用于偏远地区。

该研究团队中的韩昭君(音译)博士说,该装置中集成有一块经过等离子体处理过的碳纳米管增强水净化膜,将污水倒入一端,另一端出来的便是干净的饮用水。该装置可充电、价格低廉,并且比许多现有的过滤方法更有效。

韩博士说:“在一些发展中国家和偏远地区,小型便携式净化装置正日益被视为最好的满足清洁用水和卫生设施需求的方式,可以最大限度地减少罹患许多严重疾病的风险。”

外出旅行人员和流动性较大的野外工作者,如边防哨所的官兵、地质勘探人员等由于无法携带大量饮水,只能就地取水,但目前野外水质远比30年前差,农药、洗涤剂、化肥等对水质的污染明显加重,单纯靠以往的烧开水、投加消毒片等已不能解决饮水污染问题,人们迫切需要有高质量的户外净水产品。更为主要的是,我国每年都难免遭遇洪灾、地震、山体滑坡、泥石流或工厂核生化泄漏等水污染突发事件,急需有饮水应急保障措施。为此,便携式净水装置应运而生。

与大型或家用净水器相比,便携式野外净水器要求其净水工艺更简便高效,结构设计更轻巧紧凑。面对越来越严重的水污染,单一的净水技术已无法满足水质净化要求,因此现今的野外净水器大多采用上述提及的净化与杀菌(抑菌)材料各一种以上组配形成复合工艺。

CSIRO等离子体纳米科学实验室主任克斯特亚教授说,既有的便携式设备的缺点是,需要持续供电以运行其热工过程。而新的过滤膜可以作为一个可充电的设备操作。新过滤膜的成功归咎于等离子体处理过的碳纳米管显示出的独特性能:首先,超长碳纳米管具有非常大的表面积,是理想的过滤材料;其次,纳米管很容易修改,允许依据其表面的性质通过局部的纳米等离子体处理。

现在,研究人员已经证明了该方法的有效性,计划延伸该研究以查看其他纳米材料的过滤性能。他们将开始观察与碳纳米管具有相似属性的石墨烯。

国内外研制和生产的便携式净水装置结构型式多样,基本原理都是吸附过滤,所用滤芯材料主要有GAC、载银GAC、ACF、KDF和陶瓷膜等,都存在滤芯易堵塞、不易再生清洗,使用寿命不长等问题;从去除效果来看,除了0.1μm陶瓷膜对水中浊度、细菌的去除有保证外,其他滤材均不能完全保证出水水质卫生可靠,尤其是对于水中微生物,因此往往需要投加化学药剂(如多碘树脂)才能杀灭微生物,但投加药剂会带来出水有味及其他毒副作用,另外水质变化对杀菌效果也有明显影响;采用陶瓷膜的产品都需要配备专用动力加压装置,这会造成产品的体积和重量明显加大。因此,在便携式净水设备中采用低压、高效、高通量水处理新材料尤其是膜材料将是野外便携式净水设备发展的主要方向。

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