有机化学与给排水材料_给排水与有机化学
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有机化学与给排水材料
摘要：给排水是一个历史悠久的专业，早在我国汉朝就有较为完善的给水排水系统。随着科技的进步，当给排水遇上有机化学后，这个古老的专业又迸发出新的活力。这一变化最能体现在材料的变化上，由于材料的更新使得产品更加经济、耐用、高效；净水工艺也变得更加健康，环保。未来给排水和有机化学结合得更加紧密，城市的水问题也能更加容易解决。关键词：管道；半透膜；净水材料；有机化学；给排水工程 净水材料的今世前生
自来水消毒大都采用氯化法，公共给水氯化的主要目的就是防止水传播疾病，这种方法推广到至今有100多年历史了，具有较完善的生产技术和设备，氯气用于自来水消毒具有消毒效果好，费用较低。氯酸的强氧化性就是导致它们的细胞中的酶被氧化并且蛋白质被阻止合成而死亡，从而实现了消毒。但自来水中仍会有氯残留，他有如下危害1慢性中毒主要表现为神经衰弱综合征、肝脏损伤、消化功能障碍、肢端溶骨症、皮肤损伤等。本品为致癌物，可致肝血管肉瘤。
2.消化系统：食欲不振、恶心、呃逆、腹胀、便秘等。肝肿大，肝功能异常。
3.皮肤改变：有皮肤干燥、皲裂、丘疹、粉刺，或有手掌角化、指甲变薄等改变。
4.致癌：氯乙烯致肝血管肉瘤已列为国家法定职业病名单
.明矾作为净水剂明矾溶于水后电离产生了Al3+，Al3+与水电离产生的OHˉ结合氢氧化铝胶体粒子带有正电荷，与带负电的泥沙胶粒相遇，失去了电荷的胶粒，很快就会聚结在一起，粒子越结越大，终于沉入水底。同样的明矾中含有的铝对人体有害。长期饮用明矾净化的水，可能会引起老年性痴呆症。现在已不主张用明矾作净水剂了。
而新型的净水剂净水药剂如乙丙共聚蜂窝斜管填料、生物悬浮球、花环填料、鲍尔环、阶梯环、海尔环、共轭环、矩鞍环、发冲洗滤水帽等有如下优点 1.新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂；
2.混凝性能优良，矾花密实，沉降速度快；
3.净水效果优良，水质好，不含铝、氯及重金属离子等有害物质，亦无铁离子的水相转移，无毒，无害，安全可靠；
4.除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金属离子等功效显著；
5.适应水体PH值范围宽为4-11，最佳PH值范围为6-9，净化后原水的PH值与总碱度变化幅度小，对处理设备腐蚀性小；
6.对微污染、含藻类、低温低浊原水净化处理效果显著，对高浊度原水净化效果尤佳；
7.投药量少，成本低廉，处理费用可节省20%-50%。
净水絮凝剂PAM用于絮凝时，与被絮凝物种类表面性质，特别是动电位，粘度、浊度及悬浮液的PH值有关，颗粒表面的动电位，是颗粒阻聚的原因加入表面电荷相反的PAM，能使动电位降低而凝聚。2）吸附架桥：PAM分子链固定在不同的颗粒表面上，各颗粒之间形成聚合物的桥，使颗粒形成聚集体而沉降。3）表面吸附：PAM分子上的极性基团颗粒的各种吸附。4）增强作用：PAM分子链与分散相通过种种机械、物理、化学等作用，将分散相牵连在一起，形成网状。半透膜的横空出世
在以前说道海水淡化或者水的纯化，最简单的就是将水蒸干，收集馏分。但这种方法最大的缺陷就是成本过高，产品的价值甚至比生产过程的成本还要低。而自从有机材料的半透膜出现后，一种更加经济简单的方法就问世了。在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。经过大量的研究试验，从大量的高分子材料中筛选出了醋酸纤维素（CA）和芳香聚酰胺两大类膜材料。由于反渗透膜的膜孔径非常小（仅为10A左右），因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等（去除率高达97%-98%）。当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于半透膜的两侧时，稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动，这一现象称为渗透。当渗透达到平衡时，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一个压差，此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质，即与浓溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时，溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反，开始从浓溶液向稀溶液一侧流动，这一过程称为反渗透。反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法，它已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩，其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中，用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的纯净水。水管的日新月异
镀锌管作为水管，使用几年后，管内产生大量锈垢，流出的黄水不仅污染洁具，而且夹杂着不光滑内壁滋生的细菌，锈蚀造成水中重金属含量过高，严重危害人体的健康。六七十年代，国际上发达国家开始开发新型管材，并陆续禁用镀锌管。中国建设部等四部委也发文明确从二000年起禁用镀锌管，目前新建小区的冷水管已经很少使用镀锌管了。铜管
具有耐腐蚀、消菌等优点，是水管中的上等品，铜管接口的方式有卡套和焊接两种。卡套时间长了存在老化漏水的问题，所以安装铜管的用户大部分采用焊接式，焊接就是接口处通过氧焊接到一起，这样就能够跟PP-R水管一样，永不渗漏。铜管的一个缺点是导热快，所以有名的铜管厂商生产的热水管外面都覆有防止热量散发的塑料和发泡剂。铜管的另一个缺点就是价格贵
铝塑管是一种由中间纵焊铝管，内外层聚乙烯塑料以及层与层之间热熔胶共挤复合而成的新型管道。聚乙烯是一种无毒，无异味的塑料，具有良好的耐撞击、耐腐蚀、抗天候性能。中间层纵焊铝合金使管子具有金属的耐压强度，耐冲击能力使管子易弯曲不反弹，铝塑复合管拥有金属管坚固耐压和塑料管抗酸碱耐腐蚀的两大特点，是新一代管材的典范。铝塑管（铝塑复合管）是市面上较为流行的一种管材，目前市场比较有名的有日丰，金德和美丰，由于其质轻、耐用而且施工方便，以及铝塑管（铝塑复合管）可弯曲性更适合在家装中使用。排污用PE管材又称高密度聚乙烯管材，英文即：HDPE。这类管材常被用作市政工程首选管材，主要用在：水处理行业。因为其耐磨、防酸耐腐蚀、耐高温、耐高压等特点，渐渐的取代了钢管、水泥管等传统管材在市场上的地位，特别是因为此管材重量轻方便安装与移动，是新型材料的首选。
CPVC给水管是以氯化聚氯乙烯树脂为主要原料，经挤出机挤出成型而生产出的一种新型给水管材。CPVC给水管用途最大的优点是比较耐高温，多用在冷热水的输水、热化学溶液和废液输送管路中，长期使用输液温度最高可达120摄氏度，寿命长达40年。并有如下优点
1、耐化学腐蚀性、耐热性和耐候性高于聚氯乙烯管。
2、输送饮用水时不受水中氯气影响，保证饮水质量。
3、阻燃性优良，燃烧时不产生滴落，燃烧扩散慢，不产生有毒气体。
4、柔韧性好，安装方便，用溶剂即可连接。PPR管材与传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等管道相比，具有节能节材、环保、轻质高强、耐腐蚀、内壁光滑不结垢、施工和维修简便、使用寿命长等优点，1、卫生健康环保。聚丙烯是环保材料,可用做饮用水输送。
2、接头用热熔连接，成为一体，百分百无渗漏，其他材料用丝口连接，其防渗性较逊，也避免了胶水粘接的有毒性。
3、耐高温，耐压性能好，输送阻力小。
4、价格便宜适中。
5、使用寿命长，按国家标准GB/T18742生产和使用时可以使用50年。
结语：有机化学对给排水的发展将产生重大的影响，并不断促进其发展，使城市水问题能高效地解决。
参考资料1.王增长《高等学校给水排水工程专业指导委员会规划推荐教材•建筑给水排水工程》(第6版)中国建筑工业出版社
2.沈大军《水管理学概论》科学出版社
3.郑书忠《工业水处理技术及化学品》化学工业出版社
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