纳米材料与水处理技术

国家水处理剂标准的修订

       纳米材料通常被定义为至少在一个维度上小于100 nm的材料。在纳米尺度,相比于通常尺度下纳米材料通常会呈现出小尺寸效应下的特异性质。这些特性目前正在被研究用于水和污水的处理。部分纳米材料的水处理应用主要利用了纳米材料高比表面积、溶出度快,反应性高,吸附性强等特性。其他的一些特性如超顺磁性、局域表面等离子体共振,和量子限制效应等也慢慢被开发应用于水处理。但是大部分的研究还停留在实验室阶段。


 

       纳米材料为提供了跨越式的机会发展下一代水供给系统。在发达国家,目前现有的短期污水处理系统具有一些问题(如消毒副产物,新兴污染物与膜污染等)。很多纳米技术可以通过系统改造提升污水处理能力和效率,最小的改变现有的基础设施,使非常规水源实现不同情况下的使用回用废水。纳米技术使得使用点系统实现了直饮水和其他高端应用,减轻了与配水系统中的二次污染有关的风险。而在发达国家,纳米技术可以同时使用点系统易于操作、维护、更换,并可以根据具体的处理需要来减少电或化学品使用。
 
       在未来,纳米技术将在重塑更可持续的,更聪明的供水系统(即区分和响应可用的水资源的变化和水质和数量的要求)方面可能发挥重要的作用。这将极有可能通过集中的基本处理(例如,悬浮固体去除)附近的水源,在使用点(住宅社区,农场,工业等)通过不同的污水处理和回用补充处理来实现。各种各样的纳米材料使得它可以有针对不同的处理目标的模块化的单位,这让污水处理通过不同模块的分离组和更易于控制。作为不同的废水回用处理方案,可以应用于不同水质的自然水处理,可实现局部水处理和回用。此外,未来的纳米技术的系统可能会在实时检测污染物的功能,并在需要时触发相应的处理。

 

参考文献:
Qu X, Alvarez P J J, Li Q. Applications of nanotechnology in water and wastewater treatment[J]. Water research, 2013, 47(12): 3931-3946.
Qu X, Brame J, Li Q, et al. Nanotechnology for a safe and sustainable water supply: enabling integrated water treatment and reuse[J]. Accounts of chemical research, 2012, 46(3): 834-843.