摁下龍頭開關(guān)，俯下身，清冽的凈水呈拋物線注入口中。世博期間，很多國人游客在直飲水臺上找到了當(dāng)年“撅尾巴管兒”的感覺。這是我國第一次大規(guī)模地使用了先進(jìn)的直飲水技術(shù)，很多人頭一回直觀體驗到直飲水的味道。
世博園區(qū)使用的是我國自主研發(fā)直飲水系統(tǒng)，采用“活性炭＋PVC合金超濾膜＋紫外線”組合處理工藝，多道處理工序和200多項標(biāo)準(zhǔn)中技術(shù)含量最高的便是膜技術(shù)。
蒸汽機(jī)、電話、電影、汽車、飛機(jī)、電視機(jī)、計算機(jī)……曾在世博會上相繼登場，繼而深刻改變著人類生產(chǎn)和生活方式。膜過濾技術(shù)，有可能“步此后塵”。
———— 系統(tǒng)原理 ————
三道屏障保證直飲水質(zhì)量
“直飲水是直接在用戶終端直接進(jìn)行凈化，并活化、能量化，模擬自然水的凈化體系進(jìn)行處理。它沒有污染、充滿生命活力、符合人體生理需要，這種技術(shù)在歐美、日本等已成熟。” PVC合金超濾膜發(fā)明人陳良剛說。
該系統(tǒng)處理工藝技術(shù)思路是：活性炭有效去除水中的各種小分子有機(jī)物，降低色度和嗅味；PVC超濾膜徹底去除水中的懸浮顆粒、細(xì)菌、病毒、膠體以及大分子有機(jī)物等。
“相比傳統(tǒng)的化學(xué)濾水方法，膜過濾屬于物理過程，解決了水的安全性問題，”陳良剛說，“而紫外線有較強(qiáng)的殺菌效果，能起到進(jìn)一步安全防護(hù)作用。”
經(jīng)過這三道屏障保證，世博直飲水各項水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到了現(xiàn)行國家《飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，達(dá)到了衛(wèi)生部公布了直接飲用水的七項標(biāo)準(zhǔn)。
再加上技術(shù)人員每天分三班24小時的維護(hù)，世博直飲水的渾濁度、pH值100%達(dá)標(biāo)，氨氮含量100%達(dá)標(biāo)，細(xì)菌總數(shù)合格率達(dá)99.99%。
“出水水質(zhì)優(yōu)于歐盟標(biāo)準(zhǔn)。”陳良剛說。
———— 核心技術(shù) ————
其形態(tài)：PVC塑料制成 布滿微孔
PVC合金超濾膜被稱為“核心過濾材料”，這層病毒去除率達(dá)到99．99％，水資源利用率達(dá)99％的“膜”，到底長什么樣？
在蘇州立昇膜分離公司，記者見到了由PVC塑料制成的、表面布滿十萬分之一毫米微孔的空心塑料管，有的為乳白色有的為淡黃色，如粉條般順滑。通過如此細(xì)密的微孔，根據(jù)不同水質(zhì)不同環(huán)境，采用內(nèi)壓膜和外壓膜方法能把臟水過濾成凈水。
其功用：世博會將節(jié)省350萬噸自來水
“傳統(tǒng)凈水工藝采用混凝、沉淀、消毒等過程，所投放的藥劑可能在水中產(chǎn)生衍生物，對人體造成危害。膜過濾技術(shù)由于是物理篩分手段，不會對飲用水造成二次污染。原水直接進(jìn)膜池抽出來就是干凈水，不僅能夠節(jié)省土地70%，而且使水的回用率由95%提高到99%以上。拿上海市做例子，上海每天處理1000萬噸生活用水，如果采用膜過濾，每天可節(jié)約40萬噸水，是典型的節(jié)能減排。”陳良剛說。
據(jù)預(yù)測，上海世博會將迎來7000萬人次的游客，以每位游客每天需要1.5升水計算，就是2.1億瓶500ml的瓶裝水。上海世博會直飲水項目節(jié)省了近350萬噸自來水，減少了1760噸二氧化碳，相當(dāng)于幾座大山的塑料垃圾。
其背景：成本一度居高不下
膜處理技術(shù)起源于化工行業(yè)，發(fā)達(dá)國家從上世紀(jì)80年代開始將膜技術(shù)引入水處理。它占地面積小，物理篩分等優(yōu)點非常明顯。
然而由于國外的技術(shù)壟斷，膜的成本居高不下。“一臺松下桌上型凈水器僅僅使用了0.5平方米的膜，在中國賣到3000元。”陳良剛說。上世紀(jì)90年代起我國開始研究膜處理，清華大學(xué)燃?xì)怆姍C(jī)專業(yè)畢業(yè)的陳良剛是最早的鉆研者之一。
“國際膜行業(yè)，超濾膜產(chǎn)品主要是使用PE、PVDF材料作為原料。這些原料主要提供給生物和醫(yī)療行業(yè)，因為這些行業(yè)不計較成本，下游原材料就無法產(chǎn)業(yè)化。PVDF可以買到200多元一公斤。在研究比較了多種材料后，我發(fā)現(xiàn)PVC合金作為一種最廉價的工程塑料，有非常明顯的優(yōu)點：便宜、性能穩(wěn)定，缺點是：不耐光、不耐高溫，而做膜不需要在有強(qiáng)光和高溫的條件下處理污水和自來水。”陳良剛說。
其結(jié)果：“高貴的膜平民化了。”
PVC材料生產(chǎn)超濾膜，西方有科學(xué)家研究過，也在西方的教科書里描述過，用PVC生產(chǎn)超濾膜存在理論上的可能，但從來就沒有人成功研發(fā)高性能的PVC超濾膜。
在“十五”科技攻關(guān)項目中，陳良剛最終研發(fā)成功并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，該技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，膜性能與國際同類產(chǎn)品相當(dāng)，而價格僅相當(dāng)于國際水平的1/3，使高貴的膜實現(xiàn)“平民化”應(yīng)用推廣成為了可能。膜技術(shù)發(fā)展到今天，PVC超濾膜已經(jīng)成了最主要的膜產(chǎn)品之一。
“從某種角度說，目前任何一個處理水的膜技術(shù)都是簡單的，難的是又要處理好，又要成本低。”陳良剛欣慰地說，“我把高貴的膜平民化了。”
■ 核心提示
世博園區(qū)直飲水項目立項后，世博局委托上海市科委進(jìn)行了專項課題研究，課題由同濟(jì)大學(xué)環(huán)境與工程學(xué)院與蘇州立昇膜分離公司共同承擔(dān)。經(jīng)過“活性炭＋PVC合金超濾膜＋紫外線”這三道屏障保證，世博直飲水各項水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到了現(xiàn)行國家《飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》和《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，達(dá)到了衛(wèi)生部公布的直接飲用水的七項標(biāo)準(zhǔn)。
■ 延伸閱讀
中國超濾膜技術(shù)世界領(lǐng)先
全國水價“漲”聲一片中，PVC合金超濾膜技術(shù)在新建水廠和舊水廠改造中表現(xiàn)出了技術(shù)和成本優(yōu)勢。
“目前我們的自來水處理費用已經(jīng)比傳統(tǒng)工藝便宜，而標(biāo)準(zhǔn)大大提高，完全符合即將于2012年執(zhí)行的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。”陳良剛說。“而且，中國的超濾膜技術(shù)已處于世界領(lǐng)先水平。”陳良剛自豪地說。在北京水源九廠項目中，立昇與國外四大膜企業(yè)同臺競技而力壓群雄，成功為該水廠提供膜技術(shù)設(shè)備。
世界最大的“雙膜法”自來水廠——臺灣高雄拷潭凈水廠，采用立昇PVC合金超濾膜組件已穩(wěn)定運行快四年。
“該廠采用了3700支超濾膜組件，日產(chǎn)凈水30萬噸。采用的UF超濾膜單元和部分反滲透膜單元整合系統(tǒng)處理技術(shù)，深度過濾水中離子、懸浮固體、物質(zhì)膠體顆粒、藻類、寄生孢子、病毒及農(nóng)藥等危害人體的化學(xué)物質(zhì)。”陳良剛說，經(jīng)歷了十多次臺風(fēng)考驗以及水源上游遭違法排廢等突發(fā)事件，水廠供水質(zhì)量仍保持穩(wěn)定，顯示出了膜法水處理技術(shù)是未來解決高污染、高變化性水質(zhì)處理的范例。
“膜”入尋常百姓家
據(jù)了解，受到“世博直飲水”的影響，國內(nèi)各大城市開始掀起了直飲水熱。
陳良剛介紹說，普通家庭也可以應(yīng)用這技術(shù)，為解決家庭飲用水安全問題，早在1997年就研發(fā)出家庭用超濾機(jī)。與5—10元的桶裝飲用水相比，同樣的一桶水，超濾機(jī)水處理的成本只要0.1元。
陳良剛說：“目前正在研發(fā)的全屋凈水，能夠從手動排污做到自動排污，通過24伏的直流電開發(fā)新的控制器，可以定時排污，保證膜的通量，有望今年推向市場。而即熱式熱水器也是新的研究，傳統(tǒng)熱水器總有一部分水反復(fù)燒，出不來，即熱式的在水出來瞬間加熱，熱效力一般加熱管高50%，但由于瞬間功耗比較高、電流比較大，比較適合商業(yè)。”
“20年來我只做了一件事情，就是不斷的提高超濾膜的性能，降低膜的生產(chǎn)和應(yīng)用成本。”陳良剛說。他至今還在不斷研發(fā)性能更好，價格更“平民”的超濾膜，他說：“當(dāng)手機(jī)從10萬元一臺變成500元一臺時，誰也沒有料到它會如此深刻改變?nèi)藗兊纳?，膜也將是這樣一種產(chǎn)品。”
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