纳米技术在水处理中的创新

描述

全球水形势的长期发展与世界人口增长和全球气候变化密切相关。
世界人口持续增长，预计将从2009年的34亿增长到2050年的63亿，增长近一倍，与此同时，预计2050年农业产量将增长70%。因此，对淡水的需求正在急剧增长，特别是用于粮食生产，因为世界上70%的淡水已经被农业灌溉占用。

在科技进步这么多之后，遗憾的是世界上还有7.8亿人喝不到干净的饮用水。换句话说，地球上每九个人中就有一个人缺乏安全饮用水。此外，由于清洁水供应的限制，世界上约有0.25亿人没有足够的卫生设施。

关键字

纳米材料;Nanometals;水处理

以下是最常见的水质污染物:

•可生物降解的植物碎片和动物粪便

•土壤、污物

•化学品，如油，生物农药，溶剂，汽油

•硝酸盐和磷酸盐

•重金属，如砷、铅和汞

•细菌和病毒

然而，饮用水可能不完全没有这些杂质，但这些物质的浓度可以降到最低，这样它们就不会导致健康挑战和未来的问题。

纳米生物技术和纳米技术在废水处理中的应用正在积极研究中。纳米颗粒包括超滤膜、渗透、吸收、纳米过滤降解、高级氧化过程和水修复以及通过纳米材料消毒等多种策略。

最常用的纳米技术净水方法如下:

1.吸附到纳米材料中

2.光催化水处理

3.用纳米材料消毒水

4.Nanomembrane过滤

5.零价铁纳米粒子

用于水过滤的纳米材料及其用途:

1.Nanoadsorbents

•优点-高比表面积，高吸附率

•缺点:经济上产量高

去除污染物-重金属，有机材料和细菌

2.纳米金属和纳米金属氧化物

例如，纳米银、纳米二氧化钛(TiO2)、磁性纳米颗粒等

•耐磨，超磁性，便于分离，颗粒内压缩距离短，可光催化，成本低

•缺点:与其他纳米材料相比，不能重复使用

•污染物去除-重金属，放射性核素，介质过滤器，粉末和颗粒

3.膜和膜工艺

例如，纳滤，纳米复合材料，自组装，水通道蛋白和纳米纤维膜

•pros -根据物质的孔隙和分子大小提供物理屏障，可靠和自动化

缺点:需要大量的能量

•污染物去除-可纳入任何类型的水和/或废水处理系统

限制

纳米技术是一种相当有效的替代方法，可以从任何类型的供水系统中去除各种污染物。尽管纳米材料在去除某些污染物方面具有很高的特异性，但它们也有一定的局限性，特别是在考虑到这些成分可能被吸收到野生动物体内时。
为了评估健康问题，开展了多项研究，包括毒性试验、生命周期分析、技术评估以及纳米颗粒在水体中的途径和散射
纳米材料。纳米颗粒，如碳纳米管，二氧化钛和银纳米颗粒在水体系中可以
特别是对细菌、藻类、无脊椎动物、鱼类和植物的不利影响。

水中纳米材料的命运和去除:除生物处理外，废水处理技术还包括多种成熟的工艺，如絮凝、沉淀和过滤工艺，这些工艺部分应用于城市污水处理厂。一般来说，纳米颗粒的去除是通过生物处理进行的，通过与微生物群落进行交易，可能会降解或合并纳米颗粒和沉降。