發達國家是如何淨化食水?

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大部分發達國家在進行水質消毒時,都會以過濾和加入消毒劑來達到淨化食水的目的。

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都市人平常只要打開水龍頭,就會有源源不絕的自來水,但其實自來水的前身(原水)通常都含有多種的雜質和細菌,並不適合人類的飲用或工業上使用,所以必須先經過兩個主要的步驟,除去水中的雜質和有害病菌。

在發達國家,淨化水的第一步是使用過濾器來去除懸浮微粒,如泥沙、污垢和其他大型的污染物。

不同類型的過濾器,範圍從微濾、超濾、奈濾到反滲透膜,可以消除不同尺寸和各種污染物。

 

第一步:過濾

微濾(Micro-filtration)

微濾是一種低成本、低壓力的方法,以消除懸浮固體和周圍大小0.1微米(微米符號是µm,1微米相當於1米的一百萬分之一)的顆粒和通常用來過濾髒水和消除小的生物體。

人的頭髮直徑大約是100微米,很多細菌大小於1到10微米不等,不過,也有比10微米大的細菌,同時也有比1微米小的細菌和病毒。

超濾(Ultra-filtration)和奈濾(Nano-filtration)

超濾使用更大的壓力及更小的孔徑將顆粒物由水中分離。超濾通常可以消除所有在1/10微米到1/1000微米大小範圍內的細菌、病毒和淤泥。

奈濾使用更小的孔徑,能夠去除大部分有機物質、溶解的鹽、糖、金屬和顏色。

反滲透膜(Reverse osmosis membranes)

反滲透膜是所有過濾方法中最有效的,它可以消除所有污染物及溶解在水中的最小離子,產出高品質的淡水,但水中缺乏大多數礦物質和味道。

事實上,大部分反滲透系統產生的水需要另外添加礦物質或與其他水混合,才能飲用。

 

第二步:消毒

水除了需要過濾,先進的污水處理設施也會讓水經過消毒,以殺死那些沒被過濾到而留在水中的生物體。其中最常見的消毒方法是加氯消毒、臭氧和紫外線處理。

加氯消毒

在水中加氯消毒是滅菌的舊形式,在19世紀末期和整個20世紀都是使用這個消毒法,主要是因為氯擁有在輸水管道中持續殺死細菌的消毒能力。

由於過濾程序無法完全去除原水中的有害細菌,而氯則可以有效殺死水中的細菌和微生物,加氯消毒已成為非常重要的一道水質處理程序,以免傳染性疾病的大規模感染。(圖片來源:一口知)

如果沒有使用一些持久殺菌的方法,污水處理廠所送出來的清潔水到了水管後可能會被新的污染物所污染。

可是,氯的缺點是它會留下一些輕微的氣味,而且氯對原生動物如賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲不是非常有效。

 

臭氧和紫外線(Ultraviolet)處理

臭氧和紫外線淨化不會改變水的味道,但因為不會停留在水中,所以也無法提供持續的殺菌效果。紫外線可以消滅所有的細菌,而且不需要加熱或另外使用化學添加劑,而其消滅微生物的效果,取決於紫外線光的強度和水接觸輻射的時間長短。

臭氧則是一種強氧化劑,能有效地殺死細菌和原生動物,但跟紫外線一樣,臭氧沒有持續的殺菌力。

在處理污水時,正確地結合多種消毒方式,便可以將污染嚴重的廢水淨化成清潔安全的水,重新回到水的循環了。


取材自

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作者:Peter H. Gleick 
出版日期:2012年9月

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