水廠對微塑料污染物的處理能力分析及未來趨勢
水環(huán)境是塑料微粒的主要賦存區(qū)域,給市政給水和污水處理帶來了巨大的挑戰(zhàn)。通過對全球范圍內(nèi)的水源與水廠微塑料污染情況的研究發(fā)現(xiàn),各地區(qū)水廠原水中普遍存在微塑料污染,且呈現(xiàn)出明顯的地域差異。不同過濾類型對微塑料的去除效果差異顯著。
? ? ? ? 微塑料這一新污染物,以其生物毒性、環(huán)境持久性和生物累積性等特點,正悄然成為水質(zhì)安全的重大隱患。即便在環(huán)境中微塑料的濃度微不足道,其帶來的環(huán)境與健康風險卻不容忽視。這些直徑小于5毫米的塑料顆粒,根據(jù)其來源,可劃分為初生微塑料和次生微塑料兩大類。初生微塑料指以微米大小生產(chǎn)的塑料材料,而次生微塑料則是較大塑料碎片因物理磨損或光降解產(chǎn)生的微小碎片。憑借比表面積大、吸附能力強和化學性質(zhì)穩(wěn)定等特性,微塑料在環(huán)境中廣泛遷移擴散,成為污染“載體”,并通過食物鏈層層累積,對生物體造成更大的危害。?
部分地區(qū)水廠水體中微塑料處理情況
微塑料對水系統(tǒng)的影響
? ? ? ??水環(huán)境是塑料微粒的主要賦存區(qū)域,給市政給水和污水處理帶來了巨大的挑戰(zhàn)。當前,無論是水廠還是污水處理廠,在處理過程中均面臨缺乏有效的塑料微粒去除手段的問題。不同大小的剪切力往往導致微塑料進一步破碎,進而增加水環(huán)境中納米塑料的數(shù)量。這導致處理后仍有部分塑料微粒保留在水體中,進一步加劇水質(zhì)安全和健康風險隱患。
微塑料去除技術(shù)的現(xiàn)狀
? ? ? ??通過對全球范圍內(nèi)的水源與水廠微塑料污染情況的研究發(fā)現(xiàn),各地區(qū)水廠原水中普遍存在微塑料污染,且呈現(xiàn)出明顯的地域差異。不同過濾類型對微塑料的去除效果差異顯著:
- 砂濾:作為常見的過濾方式,去除率介于70%至84.6%之間。
- 活性炭過濾:部分水廠在砂濾后增加了活性炭過濾工藝,使去除率提升至80%至93%。
- 膜分離技術(shù):去除率高但由于成本和能耗問題,僅在少數(shù)水廠得到應(yīng)用。常用的MF(微濾)和UF(超濾)膜對尺寸在75微米以上的微塑料去除效率分別達到91%和96%,但出水中存在主要為0.05至0.5毫米的塑料微粒。
采用砂濾技術(shù)的水廠原水及出廠水中的微塑料特性
納米級微塑料的去除難題
? ? ? ??尤為值得關(guān)注的是,水體中小于0.1毫米的塑料微粒難以被定量識別,這部分微塑料在水廠中的實際賦存和處理情況尚不清楚。針對這類納米級微塑料的挑戰(zhàn),我們亟需更先進的技術(shù)支撐,探索并整合高效的聯(lián)合去除策略,以發(fā)揮技術(shù)間的協(xié)同效應(yīng),大幅提升清除效率。
創(chuàng)新終端處理模式:管道分質(zhì)供水系統(tǒng)
? ? ? ??當前市場正興起一種創(chuàng)新的終端處理模式——管道分質(zhì)供水系統(tǒng)。該系統(tǒng)憑借高精度的膜分離技術(shù),其過濾精度達0.1納米,出水水質(zhì)近乎純水,可以不受水源水質(zhì)波動影響,從而在飲水安全性上得到有效保障。此外,通過融合PLC(可編程邏輯控制器)、IoT(物聯(lián)網(wǎng))及AI(人工智能)等智能管理技術(shù),不僅確保了水質(zhì)安全,還有效降低了運營成本。
管道直飲水系統(tǒng)示意圖
? ? ? ??隨著技術(shù)的不斷進步,我們有理由相信,解決微塑料等新污染物的有效方式將不斷涌現(xiàn)。面對這一全球性的挑戰(zhàn),讓我們攜手努力,共同守護水質(zhì)安全,為子孫后代留下一個清潔、健康的水環(huán)境。