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纳滤和水中矿物质:去除有益的,保留有害的!(顾久传原创)

2018-08-31 浦士达环保

       
       目前,纳滤膜和纳滤净水机可谓炙手可热。一夜之间,很多原来生产反渗透净水机的厂家纷纷改行生产纳滤净水机,几百上千厂家蜂拥而入,有的来不及改产品,干脆把原来生产的反渗透净水机的名称改一改,标签换一换,就成了“纳滤净水机”。
       为什么呢?
       因为据说纳滤膜可以“去除水中有害杂质,保留水中有益的矿物质”。
       是这样吗?
       纳滤膜是一种膜技术,我们首先来谈谈膜技术。分离膜按其孔径分为:
       微滤膜的孔径约为0.1~5.0μm;
       超滤膜的孔径约为0.005~0.1μm;
       纳滤膜的孔径约为0.8~8nm(0.0008~0.008μm,8~80A);
       反渗透膜的孔径约为0.1~1nm(0.0001~0.001μm,1~10A)。
       对水中的各种无机盐离子:
       微滤膜和超滤膜是无法去除水中各种离子,统统保留;
       纳滤膜是去除水中二价、三价离子,保留水中一价离子;
       反渗透膜是水中一价、二价、三价离子统统去除,无法保留。
       对溶于水中的矿物质:
       微滤膜和超滤膜是无法去除,统统保留;
       纳滤膜是去除有益的,保留有害的;
       反渗透膜是统统去除,无法保留。
       当然上面是宣传语言,简单明瞭通俗易懂,但并不严格也并不科学。统统去除是不可能的,大约去除95%以上,就认为统统去除;统统保留也是不太可能的,有时可能也会去除一点。
       对微滤膜、超滤膜、反渗透膜的功能可能异议不大,意见比较统一,人们也早就熟知;
       但对纳滤膜的功能:“去除有益的,保留有害的”,很多人可能会大吃一惊:怎么会是这样?
     
       

       矿物质是一个统称,化学上称为“盐”,我们平时烧菜用的食盐(氯化钠)只是其中的一种。天然水和自来水中有钙、镁、锌等“有益的”矿物质,但同时也有铅、镉、汞等重金属和氟化物、氨氮(铵盐)、亚硝酸盐等“有害的”矿物质。
       纳滤膜去除了水中的二价、三价离子,也就是去除了水中的钙、镁、锌、铁等离子(Ca2+、Mg2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、),请问,是不是去除了水中“有益的”矿物质呀?
       纳滤膜无法去除水中的一价离子,保留了水中的氟化物、氨氮(铵盐)、亚硝酸盐(F-、NH4+、NO2-),请问,是不是保留了水中“有害的”矿物质呀?
       所以说,纳滤膜去除水中有益的矿物质,保留水中有害的矿物质,一点也没有冤枉它!

流出的纯净水中,纳滤膜去除了水中的钙、镁、锌、铁(Ca2+、Mg2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+)等水中“有益的”矿物质,但保留了水中的氟化物、氨氮(铵盐)、亚硝酸盐(F-、NH4+、NO2-)等水中“有害的”矿物质
       

流出的浓水中,水中同时含有钙、镁、锌、铁(Ca2+、Mg2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+)等水中“有益的”矿物质和铅、镉、汞(Pb2+ 、Cd2+ 、 Hg2+ )等水中“有害的”矿物质

      去除水中的有害的重金属离子,方法有多种,如蒸馏、反渗透、纳滤、电渗析、电吸附、离子交换等,但无论采用哪一种水处理工艺,在去除铅、镉、汞等“有害的”重金属离子的同时,一定会把钙、镁、锌等“有益的”矿物质离子也去除了。
      学过化学的人都知道,膜法(反渗透、纳滤、电渗析等)和离子交换法,无论是哪一种脱盐工艺,首先去除的是水中的三价离子(如三价铁、铝等阳离子和磷酸根等阴离子),然后是二价离子(钙、镁、铅、镉、锰、亚铁等阳离子和硫酸根等阴离子),最后是一价离子(钾、钠、铵等阳离子和氯根、氟根、亚硝酸根等阴离子)。
      因此,如果说要保留一部分水中的矿物质。一部分,那保留的是哪一部分呢?

       


       毫无疑问,保留的那肯定是一价离子!
       由于一般的城市自来水中其它一价离子很少,所以保留的一般都是氯化钠,也就是食盐。现在不是要低盐饮食吗?我们烧菜时都要少放点盐,你要在水里保留氯化钠有意义吗?你为什么不明明白白告诉消费者,我保留的是氯化钠。
       如果是高氟地区,那一定还会保留氟;
       如果在水污染地区,还会保留氨氮(铵盐)和亚硝酸盐。
       所以纳滤膜保留的不是笼统的矿物质,更不是你想要的钙、镁、锌等“有益的”矿物质!而却却是你不想要的氟化物、铵盐(氨氮)、亚硝酸盐等“有害的”矿物质!
       纳滤膜是一种分离膜。
       对溶于水的无机盐,即矿物质,它分离的是水中的一价离子和二价三价离子:在水中保留一价离子,去除二价三价离子;
       对溶于水的有机物,它分离的是水中的分子量小于300和分子量大于300的有机物:在水中保留分子量小于300的有机物,去除分子量大于300的有机物。
       纳滤膜决不是为人类鉴别和分离“好的”和“坏的”离子,它不可能在水中保留“有益的”矿物质,去除“有害的”矿物质。纳滤膜没有这个本领,这不过是商家的吹牛和忽悠罢了!
       就如一个筛子,它可以筛下比它筛孔小的颗粒,截留比它筛孔大的颗粒;但它无法筛下白色黑色的颗粒,截留红色的颗粒;筛子没有这个本领,如果有人说有,那肯定是吹牛和忽悠罢了!
 
(一)纳滤膜去除了水中“有益的”矿物质:钙、镁、锌、铁等
       我们在前面多次提到,纳滤膜首先去除的是水中的二价、三价离子,也就是去除了水中的钙、镁、锌、铁等阳离子(Ca2+、Mg2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、)。
纳滤膜又称“软化膜”,它的主要用途,除了用作物质分离以外,就是水的软化,也就是去除水中的钙镁。
       中国质量检验协会标准T/CAQI 16-2016《家用和类似用途饮用水处理装置用纳滤膜元件》中,5.5脱盐率 规定,纳滤膜元件对二价离子的脱除率应不小于95%(以MgSO4做为加标物)。也就是说,纳滤膜去除二价离子的能力,几乎和反渗透膜一样。

       


       这项标准的制订,起草单位有:北京碧水源净水科技有限公司、杭州海纳环保技术有限公司、上海浩泽净水科技发展有限公司、贵州时代沃顿科技有限公司、中国质量检验协会净水设备专业委员会、江苏省净水设备制造行业协会、中国家用电器研究院、无锡市净水行业协会、山东省家电行业协会家用水处理设备专业委员会、广东省净水设备协会、连云港市产品质量监督检验中心、常州市美纤膜技术有限公司、杭州超纳净水设备有限公司、博乐宝科技有限公司、杭州易膜环保科技有限公司、湖南澳维环保科技有限公司、深圳安吉尔饮水产业集团有限公司、上海伊美特实业有限公司。也就是说,参与标准起草的单位有:制膜(卷膜)厂7个,净水器生产厂4个,行业协会5个,检测机构2个,总共18个国内顶级机构和行业领军企业组成的起草组,标准够权威了吧!
       去除95%以上,哇!把水中“有益的”矿物质统统去除了呀!
       谁再说纳滤会保留水中有益的矿物质,岂不是欺骗和忽悠消费者吗?


(二)纳滤膜保留了水中“有害的”矿物质:氟化物、亚硝酸盐、氨氮等
       1、保留氟化物:
       我国很多地区是高氟地区,饮用水中氟超标,导致氟斑牙、氟骨症、矮子村,都是饮水中氟离子惹的祸,而氟离子(F-)就是负一价离子,纳滤膜是去不掉的。
       饮水型氟中毒是中国饮用水中毒的主要类型,患病人数也最多,高氟饮水主要分布在华北、西北、东北和黄淮海平原地区,包括了山东、河北、河南、天津、内蒙古、新疆、山西、陕西、宁夏、江苏、安徽、吉林等12个省份,其中最严重的是山西和内蒙古。据调查,全国氟斑牙的患者有1亿多人,氟骨症患者有三四千万,中毒地区的人口有四个多亿。又据卫生部疾病控制司统计,2004年全国饮水型氟中毒县共有1117个,病村人口数8141万。氟中毒是一种慢性全身性疾病,早期表现为疲乏无力、食欲不振、头晕、头痛、记忆力减退等症状。过量的氟进入人体后,主要沉积在牙齿和骨骼上,形成氟斑牙和氟骨症。

       
上图:氟斑牙

        
上图:氟骨症

在我国的一些地区,有所谓的“矮子村”,那里村民的身高均为0.8~1.4米。其原因,也是由于当地的水源含氟高,村民长期饮用这些高氟水,导致身材很矮小。

        

       纳滤膜无法去除并会保留水中的一价离子,也就是说,使用纳滤净水机,无法去除水中的一价氟离子,对高氟水的净化无能为力。
       有一次,我到江苏徐州郊县净水器经销商去走访,老板很热情,给我们泡茶喝茶。我知道徐州郊县是高氟水地区,茶叶又是富集和富含氟的,那是氟上加氟啊!他那个烧水泡茶用的水,就是纳滤净水机出水,厂家只告诉他纳滤能去除水中有害杂质并保留有益矿物质,决不会告诉他去不了氟。我告诉他,他大吃一惊,难怪他有氟斑牙和氟骨症。纳滤机生产厂,图财害命啊!
        2、保留氨氮
        水中另一种常见污染物氨氮,由于铵离子(NH4+)是正一价,当然,纳滤膜也是无法去除的。氨氮超标的水污染事故屡见不鲜,随便举二例:
        2004沱江“3·02”特大水污染事故:2004年2月到3月,大量高浓度工业废水流进沱江,四川五个市近百万老百姓顿时陷入了无水可用的困境,直接经济损失高达2.19亿元,被国家环保总局列为全国范围内最大的一起水污染事故。原因是川化股份公司在对其日产1000吨合成氨及氨加工装置进行增产技术改造试生产过程中,发生故障致使含大量氨氮的工艺冷凝液(氨氮含量在每升1000毫克以上)外排出厂流入沱江。此外,该公司在同年2月至3月期间,一化尿素车间、三胺一车间、三胺二车间的环保设备未正常运转,导致高浓度氨氮废水(氨氮含量在每升1000毫克以上)外排出厂。工业废水中氨氮含量国家标准为每升60毫克,川化股份公司排放水氨氮指标严重超标,且持续时间长,造成沱江干流特大水污染事故发生。
        2007江苏沭阳水污染:2007年7月2日下午3时,江苏省沭阳县地面水厂监测发现,短时间、大流量的污水侵入到位于淮沭河的自来水厂取水口,城区生活供水水源遭到严重污染,水流出现明显异味。经过水质检测,取水口的水氨氮含量为每升28毫克左右,远远超出国家取水口水质标准。由于水质经处理后仍不能达到饮用水标准,城区供水系统被迫关闭,城区20万人口吃水、用水受到不同程度影响。直至7月4日上午,因饮用水源污染而关闭的自来水厂取水口重新开启,沭阳城区全面恢复正常供水,整个沭阳县城停水超过40小时。
         3、保留亚硝酸盐
        水中另一种常见污染物亚硝酸盐,由于亚硝酸根离子(NO2-)是负一价,当然,纳滤膜也是无法去除的。
        纳滤净水机在纳滤膜前,往往有活性炭,而活性炭孳生细菌。活性炭吸附大量有机物,这些有机物会成为细菌等微生物的营养,细菌在活性炭的微孔中大量的繁殖。一方面导致活性炭滤芯之后水中菌落总数超标;另一方面,活性炭在微生物(硝化菌等)催化作用下,把水中的氨氮(来源于人畜的粪便、腐殖质等)转化为亚硝酸盐。亚硝酸盐本身不是致癌物质,但它与水中胺类物质反应生成的亚硝胺是强致癌物质。
 
(三)纳滤与水中可溶性有机物
      下面,我们来看看溶于水中的有机污染物的情况。前面我们说过,纳滤膜只能去除水中分子量大于300的有机物。
       1、消毒副产物
       大家都知道,自来水是用氯来消毒的,在氯杀菌的同时,也会产生一些消毒副产物,如三氯甲烷(CHCl3,分子量119.5)、四氯化碳(CCl4,分子量154)、一氯乙酸(C2H3ClO2,分子量94.5)、二氯乙酸(C2H2Cl2O2,分子量129),这些物质是“三致”(致癌、致突变、致异变)物质。由于它们的分子量均小于300,很显然,纳滤膜是无法去除的。
        2、水污染突发事件:水中的苯(C6H6,分子量78)、苯胺(C6H5NH,分子量93)、苯酚(C6H5OH,分子量94)、硝基苯(C6H5NO2,分子量123)等,从多年水污染突发事件的历史来看,它们往往是水污染突发事件的主角。由于它们的分子量均小于300,很显然,纳滤膜是无法去除的。
我们看看一些水污染突发事件:
        2005松花江重大水污染事件:2005年11月13日,中石油吉林石化公司双苯厂苯胺车间发生爆炸事故。事故产生的约100吨苯、苯胺和硝基苯等有机污染物流入松花江。由于苯类污染物是对人体健康有危害的有机物,因而导致松花江发生重大水污染事件。哈尔滨市政府随即决定,于11月23日零时起关闭松花江哈尔滨段取水口停止向市区供水,哈尔滨市的各大超市无一例外地出现了抢购饮用水的场面。
        2011杭州水污染事件:2011年6月4日晚上22时55分,杭州市辖区建德境内杭新景高速公路发生苯酚槽罐车泄漏事故,导致部分苯酚泄漏并随雨水流入新安江,造成部分水体受到污染。
        2012江苏镇江水污染事件:一艘停靠镇江的韩国籍船舶,排口管道阀无法关严并导致污染源泄漏,水源水受苯酚污染,2012年2月3日中午开始,镇江市自来水出现异味。
        2012东江水污染:2012年6月30日凌晨4时23分,梅河高速龙川县佗城镇亨渡路段一辆槽罐车与大货车追尾,导致槽罐车装载的29.5吨液态苯酚有9.5吨泄漏,并流入东江造成东江水污染并出现死鱼。
        2012浊漳河水污染:2012年12月31日,山西长治潞安天脊煤化工集团发生苯胺泄漏事故,8.68吨苯胺排入浊漳河。直到2013年1月5日下午,长治市才向下游的河北、河南方面通报有关情况。造成下游大面积停水。
        2014兰州自来水苯含量超标事件:2014年4月10日17时出厂水苯含量、10日22时自流沟苯含量、11日2时自流沟苯含量均远超出国家限值的10微克/升。后查明:兰州自来水苯超标系兰州石化管道泄漏所致。直至4年4月15日,兰州全市自来水才恢复正常供水。

        
 
       以上所举各例,为水中苯、苯胺、苯酚、硝基苯等超标,它们的分子量均小于300,很显然,纳滤膜是无法去除的。纳滤净水机如果在纳滤膜前面有活性炭滤芯,那就只能依靠活性炭去除水中的有害有机物,但如果流速快、接触时间短、活性炭接近或达到饱和等原因而除不尽,就只好余留在流出的净水中;但反渗透净水机,在活性炭后面还有反渗透膜作为最后一道防线,起到保险的作用。
 
       所以,纳滤膜既除不掉水中的三氯甲烷、四氯化碳、一氯乙酸、二氯乙酸、苯、苯胺、苯酚、硝基苯等有害有机物,又除不掉氟、氨氮、亚硝酸盐等有害无机物,这也不行,那也不能,干脆喝自来水得了!纳滤净水机的净水能力又如何能与反渗透净水机相比呢?使用纳滤净水机又怎么能够放心呢!纳滤净水机生产厂商宣传的所谓“去除有害物质、保留有益的矿物质”,只不过是忽悠和欺骗消费者的美丽的谎言罢了。
       国外是没有纳滤净水机的。
       美国有反渗透净水机的标准:ANSI/NSF58《反渗透饮水处理设备》,说明反渗透净水机在美国用得还是比较普遍的,所以才有必要制订标准;但是从来没听说过有什么纳滤净水机标准。我们在国外的净水器展会上,看到很多反渗透净水机,但从来没有看见过纳滤净水机。
       但是,随着我国某些企业对纳滤的胡吹乱捧瞎炒作,包括某些“砖家”(这些专家不是搞膜的,根本不懂膜)的唱和,近期我国净水器市场上掀起了一股“纳滤热”,并且一浪高过一浪,把纳滤膜和纳滤净水机捧上了天,各色各样、真真假假的“纳滤膜”、“纳滤净水机”纷纷出笼。我相信,国外企业得知中国净水器市场的这种乱象,一定会很快出现“洋品牌”的纳滤净水机,大举进军中国市场,大大小小的真洋鬼子、假洋鬼子,也会纷纷粉墨登场,以“纳滤净水机”的名目出现在我国净水器市场上,欺骗和坑害中国的消费者。
        好了,我们最后总结一下,对溶于水中的矿物质:
        反渗透膜,八个字:好的坏的统统去除!
        微滤膜和超滤膜,八个字:好的坏的统统保留!
        纳滤膜,十个字:去除有益的,保留有害的!
        用哪一种,您看着办吧!

                                                                                                                                                                                                                                                            (顾久传原创)

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