關於水的科學論文
現今隨著社會的不斷髮展，人們生活中飲水的質量安全問題也越來越重要，下面是小編為大家精心推薦的，希望能夠對您有所幫助。
篇一
淺析水處理技術
摘 要現今隨著社會的不斷髮展，人們生活中飲水的質量安全問題也越來越重要，從而對水處理技術也提出了更高的要求。本文根據對現今水處理技術的基本情況進行詳細的分析，對主要的水處理技術進行深入的闡述，從水處理技術當中的重點內容和操作的難點進行全面的分析，力求在實際當中加強此項技術的運用，為城市以及農村地區的飲水安全問題作出微薄的貢獻，也為人民的生活提供更高的保證。
關鍵詞水處理;技術;應用
Abstract： Nowadays, with the continuous development of society, people living drinking water quality safety problem is becoming more and more important, thus the water treatment technology has put forward higher requirements. According to the current water treatment technology the basic situation in detail, the main water treatment technology are expounded from the water treatment technology, the key content and the operation difficulty to undertake comprehensive analysis, in order to strengthen the actual technique, as the city and rural area drinking water safety issues a modest contribution, also for people's life with higher guarantee.
Key words: water treatment; technology; application
中圖分類號：TU45 文獻標識碼： A文章編號：2095-2104***2012***01-0020-02
現在，在許多地方，由於常年開發與環境的汙染破壞，導致水源被汙染的程度比較的嚴重，對當地人民的飲水質量安全造成了較大的威脅。所以，為了保證飲用水的安全，根據國家頒佈的生活飲用水的標準，需要對水源進行一系列技術上的處理，使其達到相關的要求和規範，減少水源中存在的高氟、苦鹹、高砷以及微生物病害等問題，解決影響人民生和質量和身體健康的質量問題。本文根據對水處理技術進行多角度的詳細分析和探討，對其中存在的實際問題進行深入的剖析，力求這項技術可以在人們的日常生活當中得到更加廣泛的運用，根據對技術特點和操作的詳細分析，得出各種技術分別適用於哪些環境下，並且，針對實際使用和操作當中的情況，對採集到的資料進行詳細的分析，對比得出不同的水處理技術當中的優缺點，幫助水處理技術在實際當中得到更好的應用，為人民的生活質量提供更加優質的保障，也為社會的發展做出積極的貢獻。
一、主要水處理技術的分析
一般的來講，在水處理的技術當中，比較常用的是離子交換技術、膜反滲透技術、電滲析技術、複合多介質過濾技術以及電絮凝技術，在這幾項技術當中，根據實際的使用和操作情況來看，膜反滲透技術存在有執行成本較高的問題，在操作和使用過程當中，會造成成本的增加，不利於解決實際的問題。同時，電滲析技術也存在有同樣的問題，雖然其在理論上面操作的成本不是非常的高，但是在實際工程當中不同的裝置，造成的執行費用會比較的高。離子交換技術由於介質更換較為頻繁的緣故，在實際的使用和操作當中會造成管理的複雜和應用上的不便，執行費用則是根據實際情況來確定，不同的介質來源和更換的頻率都會造成其成本的不同。另外兩種技術，電絮凝技術和複合多介質過濾技術，是現今的兩種較新的技術，本文將對這兩種技術進行細緻的分析，其中，電絮凝技術集中了電化學技術上的一些優勢，與此同時，此種技術還具有執行操作費用較低、管理較為簡易的優點，而複合多介質過濾技術，克服了其他的離子交換技術上的一系列的缺點，在執行成本和操作使用上面進行了多方面的改進和提高。這兩項技術是當今運用最為廣泛的兩種技術，不僅是因為其可以很好的控制使用的成本，更是因為其管理方面和操作方面的優勢，符合現今水處理技術的選擇原則。一般的來講，水處理技術應當遵循幾個方面的原則，首先，最為重要的一點就是一定要保證飲用水的安全，在進行相關的處理之後一定要達到相應的要求和規範;第二，技術需要安全可靠，需要成熟的技術，裝置以及理論方面都較為全面;第三，執行費用要較低、管理要較為方便，不能選擇會造成很大成本的技術和裝置，同時也不能選擇管理起來較為麻煩的技術，尤其是在一些較為貧困的地區，更是要對技術的成本進行嚴格的控制，要對技術的繁瑣程度進行嚴格的把握;最後一點，投資需要儘量的節省，在滿足了以上幾點原則之後，需要對技術的投資進行一系列的節省，這一點對於維持經濟發展和保證經濟效益來講，有著較為重大的意義和作用。根據以上的闡述，可以對現今的水處理技術現狀有著一個較為詳細的瞭解，下文就將對電絮凝技術和複合多介質過濾技術進行深入的剖析，通過採集資料的結果對兩種技術進行多方面的對比，旨在加強水處理技術在實際當中的應用。
二、電絮凝技術原理和流程分析
電絮凝技術是一種電化學技術，它集中了電化學當中的一些優點，使用電能來對化學試劑進行有效的替代，在減少了經濟成本的同時，還能較為有效的去處水源當中的重金屬以及懸浮固體等等物質，對乳化有機物以及其他的汙染物質都能進行科學合理的去除，是一項新興的技術，在實際的使用和操作當中已經得到了不斷的完善，效果也得到了多方面的認可。電絮凝技術真正起步於上個世紀末期，但是其理論在上個世紀的初期就已經逐步的建立起來，由於裝置的不成熟和實踐較少，所以一直都沒有得到廣泛的運用，一直到上個世紀的末期，才真正的在實際使用當中得到改進和提高。現今，這項技術已經有了較大的突破，在歐美等國，已是水處理當中使用的主要技術之一，在合理的控制了經濟成本和裝置的管理的同時，取得的效果也是比較的顯著。下文將對其主要的技術和操作進行詳細的分析。
電絮凝技術通過對多塊鋼板進行直流加電，從而在鋼板之間產生電場，待處理的水流在進入到鋼板之間的縫隙之後，正在進行通電的鋼板會有一部分被消耗，進入到水源當中，與此同時，電場中的離子和非離子的汙染物質，在受到了電場的作用之後，和電場中電離出來的產物進行相互的反應作用，電場中的消耗水也加入到反應中去，各種離子之間相互作用，以最為穩定的形式結合成一些固體顆粒，在水流中逐漸的沉澱出來，達到了淨化水的目的，這就是電絮凝技術的主要工作原理。在電絮凝技術當中，水源由井池進入到均化池當中，均化池的作用是平衡水泵當中的水量，很好的控制其與電絮凝反應器當中的水流量之差，對反應的進行作嚴格的保障。然後，水流進入到反應器當中，一般的來講，是兩個反應器連線在一起，將水從均化池當中抽入至反應器，內部置有鋼板，可以與水中電離出的離子進行反應，可以達到預處理的目的和效果。在反應器的底部，設定有一個傾斜的空腔，這個空腔的作用是將水流當中的較重的顆粒吸引進去，對水流中還存在的一些鐵垢等汙染物質，一併進行處理，這些物質由於質量較重，會逐步的沉入到空腔當中，不會隨著水流一起前進。然後，水流會依次經過汙泥儲存裝置、除沫池、沉澱池以及沙濾池等等，在其中進行進一步的汙染物質處理，完成一系列的工藝流程，除去水中的顆粒、塵埃物質以及砂石等等，達到最佳的水處理效果。根據實際當中的使用和操作情況來看，電絮凝技術的效果比較良好，在合理的控制了成本和裝置管理的情況下，達到了較好的使用效果。
三、複合多介質過濾技術原理和流程分析
複合多介質過濾處理技術，根據對水源進行一系列的物理處理，符合環保以及能耗低的要求，沒有化學藥劑的使用，在達到水源處理的要求和標準的同時，對成本也進行了較好的控制，整個處理的過程只需要使用較少的逆清洗水，所以，在實際的使用當中也得到了多方面的認可，技術也比較的成熟，應用較為廣泛。在複合多介質過濾處理技術當中，由於一系列現代化全自動處理系統的運用，可以更加方便的對水源情況進行實時的監控，讀讀數和操作起來較為的便捷，可維護性較強，整個的工藝流程較為簡易，同時，費用成本也較低，是一項現代化的技術。
在複合多介質過濾處理技術當中，水源首先進入到加壓泵當中，加壓泵根據流量以及壓力的要求，將水泵入至水處理系統池當中，進行初步的處理，然後水流經過全自動的逆洗介質處理器當中，處理器可以很好的過濾水流中的泥沙以及沉澱物，然後，在過濾完畢之後，水流進入到逆洗的活性炭吸附器中，此過濾器根據椰殼活性炭的使用，對水流當中的異味進行有效的處理，還可以進一步的清除水中的氯化物，除去水中的臭味。然後，水流依次經過除砷裝置、阻垢器、水紫外線消毒進口等等，對水中存在有的砷、鐵、錳等介質進行一些列的處理，除去水中的水垢，對水流進行臭氧分解以及防毒，進一步的除去水中的汙染物質，達到最佳的水處理效果。上述過程即是複合多介質過濾處理技術的主要工藝流程。
四、資料分析和效果對比
根據某地區使用和操作的效果進行詳細的分析，對比採集的資料可以發現，在使用了水處理技術之後，水中的有害物質明顯的下降，對汙染物質起到了很好的處理效果，同時，根據電絮凝技術和複合多介質過濾技術的資料對比，可以看出，兩中技術都有各自的優勢所在，先絮凝技術對比多介質過濾處理技術，其使用和操作方面較為成熟、成本較低，同時管理方面比較的方便，裝置的使用壽命以及維護程度都比多介質過濾處理技術強，但是，電絮凝技術也有其自身的劣勢所在，其一次性投資較高，對於較為貧困的地區，不是非常的適用。
五、結束語
綜上所述，可以對現今主要的水處理技術有著一個比較詳細的瞭解，通過對電絮凝技術和多介質過濾處理技術的詳細闡述，可以對相關技術的工作原理和工藝流程有著較為詳細的掌握，加強相關技術在實際中的使用和操作，加強水處理技術的效果，進一步的降低成本，加強管理，以最佳的方式對水源進行處理，為人民的生活提供最優質的保障。
參考文獻
葉銳.淺析水處理技術和工藝流程【J】.水電原理技術，2005.6
王文濤.淺析水處理系統和技術的開發【M】.中國農村水電，2007***4***
王德.淺析水處理技術的選擇以及裝置的使用【M】.水利水電資訊，2006***5***
篇二
虛擬水與水安全
摘要：虛擬水是水資源領域的新概念，近年來，在與水相關的國際會議上成為討論的熱門話題。初步探討了虛擬水和虛擬水貿易，認為虛擬水作為非真實意義上的水，是通過商品交易或服務來實現的，虛擬水貿易主要表現在糧食貿易上，和國家安全有著密切關係。虛擬水的提出，改變了原有的一些思維方式，拓寬了水資源 研究 的領域，樹立了水資源管理的新理念，最終提供了一條解決乾旱地區缺水的新途徑。
關鍵詞：虛擬水 虛擬水貿易 水安全
一、虛擬水及其特徵
虛擬水是由倫敦大學亞非研究院Tony Allan教授在20世紀90年代中期提出的新概念，是指生產商品和服務所需要的水資源數量。 目前 虛擬水是國際上與水資源相關領域專家和管理者談論的熱門話題，2003年3月18日在日本京都舉行的第三屆世界水論壇，對“虛擬水”進行了熱烈討論。
虛擬水的特徵主要有三點：第一，非真實性。顧名思義，虛擬水不是真實意義上的水，而是虛構的水，是以“虛擬”的形式包含在產品中的“看不見”的水，因此虛擬水也被稱為“嵌入水”和“外生水”。“嵌入水”指特定的產品以不同的形式包含有一定數量的水，如生產1kg糧食需要用1000L水來灌溉，1kg牛肉需要消耗1.3萬L水，這就是在產品背後看不見的虛擬水。“外生水”暗指進口虛擬水的國家或地區使用了非本國或本地區的水這一事實。第二， 社會 交易性。虛擬水是通過商品交易即貿易來實現的，沒有商品交易或服務就不存在虛擬水，並且強調社會整體交易，非個體交易，商品交易或服務越多，虛擬水就越多。第三，便捷性。由於實體水貿易運輸距離長遠、成本高昂，這種貿易通常是不現實的，而虛擬水以“無形”的形式寄存在其他的商品中，相對於實體水資源而言，其便於運輸的特點使貿易變成了一種可以緩解水資源短缺的有用工具。
二、虛擬水貿易及其作用
虛擬水貿易是指一個國家或地區***一般是缺水國家或地區***通過貿易的方式從另一個國家或地區***一般是水資源豐沛的國家或地區***購買水密集型農產品或高耗水 工業 產品，目的是獲得水和糧食的安全，以確保國家安全。虛擬水貿易並非新生事物，它是商品交易的產物，是虛擬水存在的特徵屬性，其 歷史 同糧食貿易一樣悠久。同時，虛擬水數量也隨貿易的增長一直在穩定地增長。
虛擬水貿易主要表現在農產品貿易上——尤其是糧食貿易。國家和地區之間的農產品貿易，從某種意義上來說，是以虛擬水的形式在進口或出口水資源。以往，人們在進行商品交易和服務時，沒有意識到商品背後存在的虛擬水及其重要性。隨著人口的增長，乾旱半乾旱國家或地區的水資源越來越匱乏，導致這些國家和地區出現了水危機，且水安全 問題 造成糧食安全並直接威脅到國家安全。因此，為了解決水安全問題，現在一些缺水國家已清楚認識到水資源壓力問題和以農產品貿易形式存在的虛擬水之間的聯絡，並在有意識地進行這類進口貿易，如摩洛哥、約旦、以色列和埃及。
通過貿易建立起水資源豐沛地區糧食的供給與改善缺水地區水資源匱乏狀況之間的聯絡，使得缺水國家或地區避免去尋找水源，而是進行大量的、虛擬水含量高的糧食貿易。因此，虛擬水貿易可以緩解進口國或地區自身的水資源壓力，為這些國家和地區提供一種替代水資源供給的 經濟 有效的途徑。通過適當而公平的貿易協議進行虛擬水貿易，對於促進乾旱國家或地區節水，提高全球或區域的糧食安全，改善生態環境都具有積極意義。無形的虛擬水貿易也可以使政府和水問題專家避免陷入無休止的水資源安全性的爭論中。但是，虛擬水貿易也存在負面的 影響 ，可能出現忽視區域性水平衡狀況的趨勢，對出口虛擬水的國家和地區，會因為這一貿易對其自身環境產生影響***如過度開發當地的水資源和其他 自然 資源***。對進口虛擬水的國家和地區，如果不能提供其他一些可選擇的作物給農民種植或者提供其他的就業方式，虛擬水貿易會剝奪這些農民和他們家庭的生計。
因此，如果將虛擬水貿易作為一項政策，則需要研究虛擬水貿易對於當地自然、社會、經濟、環境、文化以及 政治 方面的影響以及它們之間的相互作用，並應 分析 虛擬水對於地緣政治重要性的影響。
三、
水安全通常指有充足的水資源滿足人類社會的物質需求、經濟的 發展 和生態環境的維護。水安全主要包括供水安全、防洪安全和水質安全。水資源短缺、洪澇災害、水質汙染直接影響飲水安全、健康安全、糧食安全、經濟安全、社會安全和生態安全等。與虛擬水相關的水安全主要是供水安全。
水安全問題的出現有三方面的原因：一是水資源的不可替代性，水資源是人類生存與社會發展不可或缺的基礎資源，因此水資源被稱為基礎性自然資源;二是水資源供給的有限性，水資源是稀缺資源，人口增長是水資源稀缺的最原始驅動力，由於不能滿足人們對水資源日益增長的需要，因此存在水資源數量和質量等安全供給問題;三是水資源系統的整體性，水資源系統內部存在內在聯絡、構成一個有機系統，如果水資源系統結構遭受破壞***例如水質汙染***會導致水資源系統功能衰減甚至消亡，進而產生水安全問題。
自虛擬水概念提出以來，虛擬水 理論 已經在水資源短缺的國家和地區得到了一定的 應用 。約旦和以色列等一些乾旱國家已經有意識地制定了規劃政策以減少高水分產品的出口，特別是農作物的出口。實際上這些國家已將虛擬水視為非常重要的、增加的水資源，他們以虛擬水形式進口的水量已經遠遠超過了其出口的虛擬水量。據有關專家估算，中東地區每年靠糧食貿易購買的虛擬水數量相當於整個尼羅河的年徑流量。因此，通過增加虛擬水，可以平衡區域水資源，緩解缺水國家和地區水資源短缺，保障當地水資源安全。
四、虛擬水與國家安全
水資源是基礎性的 自然 資源和戰略性的 經濟 資源。全球性的人口、資源、環境和生態等危機的出現，導致人們的國家安全觀念有了質的變化，水資源安全 問題 不僅僅是資源安全問題，已成為關係到國家經濟、 社會 和 政治 的重大戰略安全問題，直接關係到國家的安全，是 影響 國家安全的關鍵組成部分。如以色列及阿拉伯鄰國的約旦河水之爭，美國和加拿大的哥倫比亞河爭端，印度與巴基斯坦的印度河爭端以及跨越歐洲八國的多瑙河爭端等水資源國際分配的水事矛盾，已是尖銳的國家安全問題。
糧食作為人類的生活必需品攜帶有大量的虛擬水，是當前世界貿易中數量最大的商品。由於糧食的生產離不開水，因此水安全問題還可以通過糧食安全影響到國家安全。乾旱國家和地區可以通過出口高效益低耗水產品、進口本地沒有足夠水資源生產的糧食產品，以貿易的形式最終解決水資源短缺和糧食安全問題。對參與虛擬水貿易的國家或地區來說，通過貿易能增強這些國家和地區糧食安全的相互依賴性，減輕國家或地區之間因為水或糧食問題所引起的直接衝突，創造持久的合作關係，維護國家安全。
五、幾點啟示
1.虛擬水的理念改變了解決問題的思維方式
虛擬水的提出，突破了以往的傳統觀念和因襲思維方式，它要求水利工作者從原有的以水為中心的觀念轉變為在水之外尋找解決水資源分配和水資源管理的途徑，運用“大水利”的系統理念和 方法 找尋與水問題相關的各種各樣的影響因素。在水問題發生的範圍之外找尋解決區域內部水問題的措施，可以更好地協調人口、資源和生態環境之間的關係。
2.虛擬水 理論 拓寬了水資源 研究 的領域
傳統的水資源，一般研究真實水資源的自身特徵、運動 規律 及相關關係，對“看不見”的虛擬水毫無瞭解。虛擬水理論給水資源和水安全研究提供了創新領域，如傳統水資源研究與糧食安全研究是分離的，虛擬水理論使兩者有了切入點，給從事水資源學研究的人員提供更加廣闊的研究空間。今後主要應加強虛擬水戰略的區域政策體系研究，研究虛擬水與區域社會經濟 發展 、產業結構戰略性調整、糧食安全及生態環境安全等之間的關係，對構築水資源安全戰略體系具有重要意義。
3.虛擬水樹立了新型的水資源管理理念
在國家層面，應以流域為單位進行水資源可持續利用管理，發揮流域系統在水資源管理方面的功能，使水資源管理由供求管理走向社會化管理。水資源管理應有三個層次，首先是要通過節水、生活習慣和方式的改變、產業結構和種植業結構的調整，充分利用當地水資源;其次，考慮區域社會經濟的發展、水資源安全和生態環境安全，進行區域水資源分配;最後，構築水資源安全戰略體系，通過虛擬水貿易和虛擬水戰略實現全球水資源化。
4.虛擬水提供了一條解決我國乾旱區缺水的新途徑
水資源是人類賴以生存的一種寶貴的稀缺資源。我國華北及西北乾旱區水資源嚴重短缺，嚴重製約區域社會經濟發展，導致區域生態環境嚴重惡化。建立水資源安全戰略已經成為國家長治久安、經濟社會可持續發展的必然選擇和重要戰略問題。實施虛擬水戰略有利於國家制定西北地區水資源安全戰略的保障措施及政策，有利於西北開發，對西北地區的生態環境安全和社會經濟可持續發展具有重要的理論和現實意義。
參考 文獻 ：
1 程國棟.虛擬水—— 中國 水資源安全戰略的新思路.中國 科學 院院刊，2003.4
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