水處理基礎(chǔ)知識 | 環(huán)保水處理從業(yè)者必備！
水處理的方式包括物理處理和化學(xué)處理。
人類進(jìn)行水處理的方式已經(jīng)有相當(dāng)多年歷史，物理方法包括利用各種孔徑大小不同的濾材，利用吸附或阻隔方式，將水中的雜質(zhì)排除在外，吸附方式中較重要者為以活性炭進(jìn)行吸附，阻隔方法則是將水通過濾材，讓體積較大的雜質(zhì)無法通過，進(jìn)而獲得較為干凈的水。另外，物理方法也包括沉淀法，就是讓比重較小的雜質(zhì)浮于水面撈出，或是比重較大的雜質(zhì)沉淀于下，進(jìn)而取得。化學(xué)方法則是利用各種化學(xué)藥品將水中雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為對人體傷害較小的物質(zhì)，或是將雜質(zhì)集中，歷史最久的化學(xué)處理方法應(yīng)該可以算是用明礬加入水中，水中雜質(zhì)集合后，體積變大，便可用過濾法，將雜質(zhì)去除。
隨著人類生活不斷提高水體富營養(yǎng)化氨氮、磷等營養(yǎng)鹽問題和國家環(huán)保局對污水排放標(biāo)準(zhǔn)一步步提高，沿用了許多年傳統(tǒng)的“一級處理”及“二級處理”水處理工藝技術(shù)和設(shè)備，已經(jīng)難以適應(yīng)當(dāng)今的高濁度和高濃度污水的處理要求，而且處理工藝流程長，系統(tǒng)龐大，而且還散發(fā)大量臭氣。運(yùn)營者要想達(dá)到最新排放標(biāo)準(zhǔn)，需要從新再投入高額的資金擴(kuò)建原有污水處理系統(tǒng)，加大占地面積使用和高額的污水處理設(shè)備及高額后期維護(hù)費(fèi)用，然而,傳統(tǒng)的污水深度處理再生回用技術(shù)系統(tǒng)(如活性炭過濾、微孔過濾、滲透膜凈化等技術(shù)系統(tǒng))投資高、后期維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用高，太多的運(yùn)營者難以承受。
簡單講，“水處理”就是通過物理、化學(xué)、生物的手段，去除水中一些對生產(chǎn)、生活不需要的有害物質(zhì)的過程。是為了適用于特定的用途而對水進(jìn)行的沉降、過濾、混凝、絮凝，以及緩蝕、阻垢等水質(zhì)調(diào)理的過程。由于社會生產(chǎn)、生活與水密切相關(guān)。因此，水處理領(lǐng)域涉及的應(yīng)用范圍十分廣泛，構(gòu)成了一個龐大的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。
水處理包括：污水處理和飲用水處理兩種，有些地方還把污水處理再分為兩種，即污水處理和中水回用兩種。經(jīng)常用到的水處理藥劑有：聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵、堿式氯化鋁，聚丙烯酰胺，活性炭及各種濾料等。
水處理的效果可以通過水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)衡量。
為達(dá)到成品水（生活用水、生產(chǎn)用水或可排放廢水）的水質(zhì)要求而對原料水（原水）的加工過程。
加工原水為生活或工業(yè)的用水時，稱為給水處理；
加工廢水時，則稱廢水處理。廢水處理的目的是為廢水的排放（排入水體或土地）或再次使用（見廢水處置、廢水再用）。
在循環(huán)用水系統(tǒng)以及水的再生處理中，原水是廢水，成品水是用水，加工過程兼具給水處理和廢水處理的性質(zhì)。水處理還包括對處理過程中所產(chǎn)生的廢水和污泥的處理及最終處置（見污泥處理和處置），有時還有廢氣的處理和排放問題。水的處理方法可以概括為三種方式：①最常用的是通過去除原水中部分或全部雜質(zhì)來獲得所需要的水質(zhì)；②通過在原水中添加新的成分，通過物理或化學(xué)反應(yīng)后來獲得所需要的水質(zhì)；③對原水的加工不涉及去除雜質(zhì)或添加新成分的問題。
水中雜質(zhì)包括挾帶的粗大物質(zhì)、懸浮物、膠體和溶解物。粗大的物質(zhì)如河中漂浮的水草、垃圾、大型水生物、廢水中的砂礫以及大塊污物等。給水工程中，粗大雜質(zhì)由取水構(gòu)筑物的設(shè)施去除，不列入水處理的范圍。
廢水處理中，去除粗大的雜質(zhì)一般屬于水的預(yù)處理部分。懸浮物和膠體包括泥沙、藻類、細(xì)菌、病毒以及水中原有的和在水處理過程中所產(chǎn)生的不溶解物質(zhì)等。溶解物有無機(jī)鹽類、有機(jī)化合物和氣體。去除水中雜質(zhì)的處理方法很多，主要方法的適用范圍可以大致按雜質(zhì)的粒度來劃分。由于原水所含的雜質(zhì)和成品水可允許的雜質(zhì)在種類和濃度上差別很大，水處理過程差別也很大。
就生活用水（或城鎮(zhèn)公共給水）而論，取自高質(zhì)量水源（井水或防護(hù)良好的給水專用水庫）的原水，只需消毒即為成品水；取自一般河流或湖泊的原水，先要去除泥沙等致濁雜質(zhì)，然后消毒；污染較嚴(yán)重的原水，還需去除有機(jī)物等污染物；含有鐵、錳的原水（例如某些井水），需要去除鐵、錳。生活用水可以滿足一般工業(yè)用水的水質(zhì)要求，但工業(yè)用水有時需要進(jìn)一步的加工，如進(jìn)行軟化、除鹽等。
當(dāng)廢水的排放或再用的水質(zhì)要求較低時，只需用篩除和沉淀等方法去除粗大雜質(zhì)和懸浮物（常稱一級處理）；當(dāng)要求去除有機(jī)物時，一般在一級處理后采用生物處理法（常稱二級處理）和消毒；對經(jīng)過生物處理后的廢水，所進(jìn)行的處理過程統(tǒng)稱三級處理或深度處理，如當(dāng)廢水排入的水體需要防止富營養(yǎng)化所進(jìn)行的去除氮、磷過程即屬于三級處理（見水的物理化學(xué)處理法）。當(dāng)廢水作為水源時，成品水水質(zhì)要求以及相應(yīng)的加工流程隨其用途而定。理論上，現(xiàn)代的水處理技術(shù)，可以從任何劣質(zhì)水制取任何高質(zhì)量的成品水。
采用合理的水處理工藝，配合水的深度處理，處理水可達(dá)到GB5084-1992、CECS61-94中水回收用水標(biāo)準(zhǔn)等，可以長時間循環(huán)使用，節(jié)約大量水資源。
水處理（water treatment ）對水源水或不符合用水水質(zhì)要求的水，采用物理、化學(xué)、生物等方法改善水質(zhì)的過程。
常用的污水處理技術(shù)有生物化學(xué)法，如活化污泥法（Activated Sludge Process），生物結(jié)層法（Fixed Biofilm Processes），混合生物法（Combined Biological Processes）等；物理化學(xué)法，如粒質(zhì)過濾法(Granular Media Filtration)，活化炭吸附法（Activated Carbon Adsorption），化學(xué)沉淀法（Chemical Precipitation），膜濾/析法（Membrane Processes）等；自然處理法，如穩(wěn)定塘法（Stabilization Ponds），氧化溝法 (Aerated or Facultative Lagoons），人工濕地法（Constructed Wetlands），化學(xué)色可賽思樹脂處理法.
納濾膜又稱為超低壓反滲透膜，日本學(xué)者大谷敏郎曾對納濾膜的分離原理進(jìn)行了具體的定義：操作壓力≤1.50mPa，截留分子量200～1000，NaCl的截留率≤90%的膜可以認(rèn)為是納濾膜。納濾膜分離技術(shù)已經(jīng)從反滲透技術(shù)中分離出來，成為介于超濾和反滲透技術(shù)之間的獨(dú)立的分離技術(shù)，己經(jīng)廣泛應(yīng)用于海水淡化、超純水制造、食品工業(yè)、環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域，成為水處理技術(shù)中的一個重要的分支。
溶解、擴(kuò)散原理：滲透物溶解在膜中，并沿著它的推動力梯度擴(kuò)散傳遞，在納濾膜的表面形成物相之間的化學(xué)平衡，傳遞的形式是：能量=濃度o淌度o推動力，使得一種物質(zhì)通過膜的時候必須克服滲透壓力。
電效應(yīng)：納濾膜與電解質(zhì)離子間形成靜電作用，電解質(zhì)鹽離子的電荷強(qiáng)度不同，造成膜對離子的截留率有差異，在含有不同價態(tài)離子的多元體系中，由于道南（DONNAN）效應(yīng)，使得膜對不同離子的選擇性不一樣，不同的離子通過膜的比例也不相同。
納濾過程之所以具有離子選擇性，是由于在納濾膜上或者膜中有負(fù)的帶電基團(tuán)，它們通過靜電互相作用，阻礙多價離子的滲透。納濾膜可能的荷電密度為0.5～2meq/g。
納濾膜介于RO與UF膜之間，對NaCL的脫除率在90%以下，反滲透膜幾乎對所有的溶質(zhì)都有很高的脫除率，但納濾膜只對特定的溶質(zhì)具有高脫除率；
納濾膜主要去除直徑為1個納米（nm）左右的溶質(zhì)粒子，截留分子量為100～1000，在飲用水領(lǐng)域主要用于脫除三鹵甲烷中間體、異味、色度、農(nóng)藥、合成洗滌劑，可溶性有機(jī)物，Ca、Mg等硬度成分及蒸發(fā)殘留物質(zhì)。
采用合理的水處理工藝，配合水的深度處理，處理水可達(dá)到GB5084-1992、CECS61-94中水回收用水標(biāo)準(zhǔn)等，可以長時間循環(huán)使用，節(jié)約大量水資源。
水處理（water treatment ）對水源水或不符合用水水質(zhì)要求的水，采用物理、化學(xué)、生物等方法改善水質(zhì)的過程。
污水處理一般來說包含以下三級處理：一級處理是它通過機(jī)械處理，如格柵、沉淀或氣浮，去除污水中所含的石塊、砂石和脂肪、鐵離子、錳離子、油脂等。二級處理是生物處理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和轉(zhuǎn)化為污泥。三級處理是污水的深度處理，它包括營養(yǎng)物的去除和通過加氯、紫外輻射或臭氧技術(shù)對污水進(jìn)行消毒。可能根據(jù)處理的目標(biāo)和水質(zhì)的不同，有的污水處理過程并不是包含上述所有過程。
純凈水處理工藝，視原水水質(zhì)而定。
砂濾--活性炭過濾器--軟化（可有可無）--保安過濾器--反滲透--紫外消毒--產(chǎn)水
如果是一般的地表水，在進(jìn)入上述流程之前要?dú)⒕⑻砑有跄齽?/p>
如果是井水，在砂濾后要加除鐵錳過濾器。
水進(jìn)行循環(huán)凈化。
石英砂過濾是去除水中懸浮物最有效手段之一，是污水深度處理、污水回用和給水處理中重要的單元。其作用是將水中已經(jīng)絮凝的污染物進(jìn)一步去除，它通過濾料的截留、沉降和吸附作用，達(dá)到凈水的目的。
1．用于要求出水濁度≤5mg/L能符合飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)用水、生活用水及市政給水系統(tǒng)；
2．工業(yè)污水中的懸浮物、固體物的去除；
3．可用作離子交換法軟化、除鹽系統(tǒng)中的預(yù)處理設(shè)備，對水質(zhì)要求不高的工業(yè)給水的粗過濾設(shè)備；
以及用在游泳池循環(huán)處理系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水凈化系統(tǒng)等。
該技術(shù)是在不通電的情況下，利用微電解設(shè)備中填充的微電解填料產(chǎn)生“原電池”效應(yīng)對廢水進(jìn)行處理。當(dāng)通水后，在設(shè)備內(nèi)會形成無數(shù)的電位差達(dá)1.2V 的“原電池”?！霸姵亍币詮U水做電解質(zhì)，通過放電形成電流對廢水進(jìn)行電解氧化和還原處理，以達(dá)到降解有機(jī)污染物的目的。在處理過程中產(chǎn)生的新生態(tài)[.O H] 、[H] 、[O]、Fe2+ 、Fe3+等能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，比如能破壞有色廢水中的有色物質(zhì)的發(fā)色基團(tuán)或助色基團(tuán)，甚至斷鏈，達(dá)到降解脫色的作用；生成的Fe2+ 進(jìn)一步氧化成Fe3 +，它們的水合物具有較強(qiáng)的吸附- 絮凝活性，特別是在加堿調(diào)pH 值后生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑，它們的絮凝能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般藥劑水解得到的氫氧化鐵膠體，能大量絮凝水體中分散的微小顆粒、金屬粒子及有機(jī)大分子。該工藝具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、處理時間短、操作維護(hù)方便、電力消耗低等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水的預(yù)處理和深度處理中。應(yīng)用廢水種類：染料廢水、焦化廢水、醫(yī)藥廢水、農(nóng)藥廢水、樹脂廢水、助劑廢水、制革廢水、電鍍廢水、造紙廢水、淀粉廢水、大蒜廢水、垃圾滲濾液等工業(yè)類廢水。
陽極：Fe - 2e →Fe2+ E（Fe / Fe2+）=0.44V
陰極：2H﹢ + 2e →H2 E(H﹢/ H2)=0.00V
當(dāng)有氧存在時，陰極反應(yīng)如下：
O2 + 4H﹢ + 4e → 2H2O E (O2)=1.23V
O2 + 2H2O + 4e → 4OH﹣ E（O2/OH﹣）=0.41V
它由多元金屬合金融合催化劑并采用高溫微孔活化技術(shù)生產(chǎn)而成，屬新型投加式無板結(jié)微電解填料。作用于電鍍廢水，可高效去除COD、降低色度、提高可生化性，處理效果穩(wěn)定持久，同時可避免運(yùn)行過程中的填料鈍化、板結(jié)等現(xiàn)象。本填料是微電解反應(yīng)持續(xù)作用的重要保證，為當(dāng)前電鍍廢水的處理帶來了新的生機(jī)。
機(jī)械（一級）處理工段包括格柵、沉砂池、初沉池等構(gòu)筑物，以去除粗大顆粒和懸浮物為目的，處理的方法有兩種，一般通過物理法實(shí)現(xiàn)固液分離，將污染物從污水中分離，這是普遍采用的污水處理方式。機(jī)械（一級）處理是所有污水處理工藝流程必備工程（盡管有時有些工藝流程省去初沉池），城市污水一級處理BOD5和SS的典型去除率分別為25%和50%。在生物除磷脫氮型污水處理廠，一般不推薦曝氣沉砂池，以避免快速降解有機(jī)物的去除；在原污水水質(zhì)特性不利于除磷脫氮的情況下，初沉的設(shè)置與否以及設(shè)置方式需要根據(jù)水質(zhì)特注的后續(xù)工藝加以仔細(xì)分析和考慮，以保證和改善除磷除脫氮等后續(xù)工藝的進(jìn)水水質(zhì)。另一種方法是應(yīng)用化學(xué)處理，應(yīng)用絮凝劑將用害的金屬絮凝沉淀。
污水生化處理屬于二級處理，以去除不可沉懸浮物和溶解性可生物降解有機(jī)物為主要目的，其工藝構(gòu)成多種多樣，可分成活性污泥法、AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化溝法、穩(wěn)定塘法、土地處理法等多種處理方法。日前大多數(shù)城市污水處理廠都采用活性污泥法。生物處理的原理是通過生物作用，尤其是微生物的作用，完成有機(jī)物的分解和生物體的合成，將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變成無害的氣體產(chǎn)物（CO2）、液體產(chǎn)物（水）以及富含有機(jī)物的固體產(chǎn)物（微生物群體或稱生物污泥）；多余的生物污泥在沉淀池中經(jīng)沉淀池固液分離，從凈化后的污水中除去。
在污水生化處理過程中，影響微生物活性的因素可分為基質(zhì)類和環(huán)境類兩大類：
基質(zhì)類包括營養(yǎng)物質(zhì)，如以碳元素為主的有機(jī)化合物即碳源物質(zhì)、氮源、磷源等營養(yǎng)物質(zhì)、以及鐵、鋅、錳等微量元素；另外，還包括一些有毒有害化學(xué)物質(zhì)如酚類、苯類等化合物、也包括一些重金屬離子如銅、鎘、鉛離子等。
(1）溫度。溫度對微生物的影響是很廣泛的，盡管在高溫環(huán)境（50℃～70℃）和低溫環(huán)境（-5～0℃）中也活躍著某些類的細(xì)菌，但污水處理中絕大部分微生物最適宜生長的溫度范圍是20-30℃。在適宜的溫度范圍內(nèi)，微生物的生理活動旺盛，其活性隨溫度的增高而增強(qiáng)，處理效果也越好。超出此范圍，微生物的活性變差，生物反應(yīng)過程就會受影響。一般的，控制反應(yīng)進(jìn)程的最高和最低限值分別為35℃和10℃。
（2）菌膠團(tuán)解體，處理效果急劇惡化。
（3）溶解氧。對好氧生物反應(yīng)來說，保持混合液中一定濃度的溶解氧至關(guān)重要。當(dāng)環(huán)境中的溶解氧高于0.3mg/l時，兼性菌和好氧菌都進(jìn)行好氧呼吸；當(dāng)溶解氧低于0.2-0.3mg/l接近于零時，兼性菌則轉(zhuǎn)入?yún)捬鹾粑?，絕大部分好氧菌基本停止呼吸，而有部分好氧菌（多數(shù)為絲狀菌）還可能生長良好，在系統(tǒng)中占據(jù)優(yōu)勢后常導(dǎo)致污泥膨脹。一般的，曝氣池出口處的溶解氧以保持2mg/l左右為宜，過高則增加能耗，經(jīng)濟(jì)上不合算。
在所有影響因素中，基質(zhì)類因素和PH值決定于進(jìn)水水質(zhì)，對這些因素的控制，主要靠日常的監(jiān)測和有關(guān)條例、法規(guī)的嚴(yán)格執(zhí)行。對一般城市污水而言，這些因素大都不會構(gòu)成太大的影響，各參數(shù)基本能維持在適當(dāng)范圍內(nèi)。溫度的變化與氣候有關(guān)，對于萬噸級的城市污水處理廠，特別是采用活性污泥工藝時，對溫度的控制難以實(shí)施，在經(jīng)濟(jì)上和工程上都不是十分可行的。因此，一般是通過設(shè)計參數(shù)的適當(dāng)選取來滿足不同溫度變化的處理要求，以達(dá)到處理目標(biāo)。因此，工藝控制的主要目標(biāo)就落在活性污泥本身以及可通過調(diào)控手段來改變的環(huán)境因素上，控制的主要任務(wù)就是采取合適的措施，克服外界因素對活性污泥系統(tǒng)的影響，使其能持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)揮作用。
實(shí)現(xiàn)對生物反應(yīng)系統(tǒng)的過程控制關(guān)鍵在于控制對象或控制參數(shù)的選取，而這又與處理工藝或處理目標(biāo)密切相關(guān)。
前已述及溶解氧是生物反應(yīng)類型和過程中一個非常重要的指示參數(shù)，它能直觀且比較迅速地反映出整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，運(yùn)行管理方便，儀器、儀表的安裝及維護(hù)也較簡單，這也是近十年中國新建的污水處理廠基本都實(shí)現(xiàn)了溶解氧現(xiàn)場和在線監(jiān)測的原因。
三級處理是對水的深度處理，它將經(jīng)過二級處理的水進(jìn)行脫氮、脫磷處理，用活性炭吸附法或反滲透法等去除水中的剩余污染物，并用臭氧或氯消毒殺滅細(xì)菌和病毒，然后將處理水送入中水道，作為沖洗廁所、噴灑街道、澆灌綠化帶、工業(yè)用水、防火等水源。
由此可見，污水處理工藝的作用僅僅是通過生物降解轉(zhuǎn)化作用和固液分離，在使污水得到凈化的同時將污染物富集到污泥中，包括一級處理工段產(chǎn)生的初沉污泥、二級處理工段產(chǎn)生的剩余活性污泥以及三級處理產(chǎn)生的化學(xué)污泥。由于這些污泥含有大量的有機(jī)物和病原體，而且極易腐敗發(fā)臭，很容易造成二次污染，消除污染的任務(wù)尚未完成。污泥必須經(jīng)過一定的減容、減量和穩(wěn)定化無害化處理井妥善處置。污泥處理處置的成功與否對污水廠有重要的影響，必須重視。如果污泥不進(jìn)行處理，污泥將不得不隨處理后的出水排放，污水廠的凈化效果也就會被抵消掉。所以在實(shí)際的應(yīng)用過程中，污水處理過程中的污泥處理也是相當(dāng)關(guān)鍵的。
常用的水處理方法有：
（一）沉淀物過濾法
（二）硬水軟化法
（三）活性炭吸附法
（四）去離子法
（五）逆滲透法
（六）超過濾法
（七）蒸餾法
（八）紫外線消毒法
（九）生物化學(xué)法。
(十) 混合離子交換法
GB18918-2002是《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，而GB8978-1996是《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，兩者是不同的概念，兩者都有各自的針對對象，兩者是不可以混用的。
《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》最新的標(biāo)準(zhǔn)國家還沒有出臺，國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)用的還是GB8978-1996。
納米晶技術(shù)是派斯軟水機(jī)獨(dú)有的水軟化技術(shù)，根據(jù)中立的實(shí)驗(yàn)室檢測，除垢率達(dá)99.6%，達(dá)到完美的軟化水的效果，比以前所知的任何一種類型的軟水機(jī)效果都要優(yōu)異。同時也是在無化學(xué)添加成分的情況下，被證明非常有效的軟水機(jī)。 納米晶的技術(shù)原理是TAC（Template Assisted Crys-tallization）技術(shù)，即離子晶體化，利用納米晶聚合球體表面晶核產(chǎn)生的高能量把水中的鈣、鎂、碳酸氫根等離子打包成納米級的晶體，當(dāng)這種晶體長到2納米左右時自動脫落到水中，水中沒有了鈣、鎂、碳酸氫根離子也就不會在有水垢產(chǎn)生。
沉淀物過濾法的目的是將水源內(nèi)之懸浮顆粒物質(zhì)或膠體物質(zhì)清除乾凈。這些顆粒物質(zhì)如果沒有清除，會對透析用水其它精密的過濾膜造成破壞或甚至水路的阻塞。這是最古老且最簡單的凈水法，所以這個步驟常用在水純化的初步處理，或有必要時，在管路中也會多加入幾個濾器（filter）以清除體積較大的雜質(zhì)。濾過懸浮的顆粒物質(zhì)所使用的濾器種類很多，例如網(wǎng)狀濾器，沙狀濾器（如石英沙等）或膜狀濾器等。只要顆粒大小大於這些孔洞之大小，就會被阻擋下來。對於溶解于水中的離子，就無法阻攔下來。如果濾器太久沒有更換或清洗，堆積在濾器上的顆粒物質(zhì)會愈來愈多，則水流量及水壓會逐漸減少。人們就是利用入水壓與出水壓差來判斷濾器被阻塞的程度。因此濾器要定時逆沖以排除堆積其上的雜質(zhì)，同時也要在固定時間內(nèi)更換濾器。
沉淀物過濾法還有一個問題值得注意，因?yàn)轭w粒物質(zhì)不斷被阻攔而堆積下來，這些物質(zhì) 面或許有細(xì)菌在此繁殖，并釋放毒性物質(zhì)通過濾器，造成熱原反應(yīng)，所以要經(jīng)常更換濾器，原則上進(jìn)水與出水的壓力落差升高達(dá)到原先的五倍時，就需要換掉濾器。
硬水的軟化需使用離子交換法，它的目的是利用陽離子交換樹脂以鈉離子來交換硬水中的鈣與鎂離子，以此來降低水源內(nèi)之鈣鎂離子的濃度。其軟化的反應(yīng)式如下：
Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1
Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1
式中的EX表示離子交換樹脂，這些離子交換樹脂結(jié)合了Ca2+及Mg2+之後，將原本含在其內(nèi)的Na+離子釋放出來。
樹脂基質(zhì)（resin matrix）內(nèi)藏氯化鈉，在硬水軟化的過程中，鈉離子會逐漸被使用耗盡，則交換樹脂的軟化效果也會逐漸降低，這時需要作還原（regeneration）的工作，也就是每隔固定時間加入特定濃度的鹽水，一般是10%，其反應(yīng)方式如下：
Ca-EX2+2Na+?。恹}水）→ 2Na-EX+Ca2+
Mg-EX2+2Na+ （濃鹽水）→ 2Na-EX+Mg2+
如果水處理的過程中沒有陽離子的軟化，不只是逆滲透膜上會有鈣鎂體的沉積以致降低功效甚至破壞逆滲透膜，同時病人也容易得到硬水癥候群。硬水軟化器也會引起細(xì)菌繁殖的問題，所以設(shè)備上需要有逆沖的功能，一段時間後就要逆沖一次以防止太多雜質(zhì)吸附其上。另一個值得注意問題的是高血鈉癥，因?yàn)橥肝鲇盟能浕c再還原過程是*計時器來控制，正常情況還原作用大多發(fā)生在半夜，這是*閥門在控制，如果發(fā)生故障，大量鹽水就會涌進(jìn)水源，進(jìn)而造成病人的高血鈉癥。全自動鈉離子交換器采用離子交換原理，去除水中的鈣、鎂等結(jié)垢離子。當(dāng)含有硬度離子的原水通過交換器內(nèi)樹脂層時，水中的鈣、鎂離子便與樹脂吸附的 鈉離子發(fā)生置換，樹脂吸附了鈣、鎂離子而鈉離子進(jìn)入水中，這樣從交換器內(nèi)流出的水就是去掉了硬度的軟化水。
去離子法的目的是將溶解於水中的無機(jī)離子排除，與硬水軟化器一樣，也是利用離子交換樹脂的原理。在這 使用兩種樹脂-陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂。陽離子交換樹脂利用氫離子（H+）來交換陽離子；而陰離子交換樹脂則利用氫氧根離子（OH-）來交換陰離子，氫離子與氫氧根離子互相結(jié)合成中性水，其反應(yīng)方程式如下：
M+x+xH-Re→M-M-Rex+xH+1
A-z+zOH-Re→A-Rez+zOH-1
上式中的的M+x表陽離子，x表電價數(shù)，M+x陽離子與陽離子樹脂上H-Re的氫離子交換，A-z則表陰離子，z表電價數(shù)，A-z與陰離子交換樹脂結(jié)合後，釋放出OH-離子。H+離子與OH-離子結(jié)合後即成中性的水。
這些樹脂之吸附能力耗盡之後也需要再還原，陽離子交換樹脂需要強(qiáng)酸來還原；相反的，陰離子則需要強(qiáng)堿來還原。陽離子交換樹脂對各種陽離子的吸附力有所差異，它們的強(qiáng)弱程度及相對關(guān)系如下：
Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Ni2+>Cd2+>CU2+>Co2+>Zn2+>Mg2+>Ag1+>Cs1+>K1+>NH41+>Na1+>H1+
陰離子交換樹脂與各陰離子的親合力強(qiáng)度如下：
S02-4+>I->NO3->NO2->Cl->HCO3->OH->F-
如果陰離子交換樹脂消耗殆盡而沒有還原，則吸附力最弱的氟就會逐漸出現(xiàn)在透析用水中，造成軟骨病，骨質(zhì)疏松癥及其它骨病變；如果陽離子交換樹脂消耗盡了，氫離子也會出現(xiàn)在透析用水之中，造成水質(zhì)酸性的增加，所以去離子功能是否有效，需要時常監(jiān)視。一般是*水質(zhì)的電阻系數(shù)（resistivity）或傳導(dǎo)度（conductivity）來判斷。去離子法所使用的離子交換樹脂同樣也會造成細(xì)菌的繁殖引起菌血癥，這是值得注意的一點(diǎn)。
反滲透法可以有效的清除溶解於水中的無機(jī)物，有機(jī)物，細(xì)菌，熱原及其它顆粒等，是透析用水之處理中最重要的一環(huán)。要了解"反滲透"原理之前，要先解釋"滲透（osmosis）的觀念。所謂滲透是指以半透膜隔開兩種不同濃度的溶液，其中溶質(zhì)不能透過半透膜，則濃度較低的一方水分子會通過半透膜到達(dá)濃度較高的另一方，直到兩側(cè)的濃度相等為止。在還沒達(dá)到平衡之前，可以在濃度較高的一方逐漸施加壓力，則前述之水分子移動狀態(tài)會暫時停止，此時所需的壓力叫作 "滲透壓 (osmotic pressure)"，如果施加的力量大於滲透壓時，則水份的移動會反方向而行，也就是從高濃度的一側(cè)流向低濃度的一側(cè)，這種現(xiàn)象就叫作"反滲透"。反滲透的純化效果可以達(dá)到離子的層面，對於單價離子（monovalent ions）的排除率（rejection rate）可達(dá)90%-98%，而雙價離子（divalent ions）可達(dá)95%-99%左右（可以防止分子量大於200道爾敦的物質(zhì)通過）。
反滲透水處理常用的半透膜材質(zhì)有纖維質(zhì)膜（cellulosic），芳香族聚醞胺類（aromatic polyamides），polyimide或polyfuranes等，至於它的結(jié)構(gòu)形狀有螺旋型（spiral wound），空心纖維型（hollow fiber）及管狀型（tubular）等。至於這些材質(zhì)中纖維素膜的優(yōu)點(diǎn)是耐氯性高，但在堿性的條件下（pH ≥8.0）或細(xì)菌存在的狀況下，使用壽命會縮短。polyamide的缺點(diǎn)是對氯及氯氨之耐受性差。
如果反滲透前沒有作好前置處理則滲透膜上容易有污物堆積，例如鈣，鎂，鐵等離子，造成反滲透功能的下降；有些膜（如polyamide）容易被氯與氯氨所破壞，因此在反滲透膜之前要有活性碳及軟化器等前置處理。反滲透雖然價錢較高，因?yàn)橐话惴礉B透膜的孔徑約在l0A以下，它可以排除細(xì)菌，病毒及熱原甚至各種溶解性離子等，所以在準(zhǔn)備血液透析析釋用水最好準(zhǔn)備這一道步驟。
反滲透系統(tǒng)的調(diào)試工作顯得尤為重要。我們可以從以下幾個方面來掌握：
運(yùn)行條件
運(yùn)行前準(zhǔn)備
試車運(yùn)行
分離流程
反滲透膜分離工藝設(shè)計中常見的流程有如下幾種：
①一級一段法這種方式是料液進(jìn)入膜組件后，濃縮液和產(chǎn)水被連續(xù)引出，這種方式水的回收率不高，工業(yè)應(yīng)用較少。另一種形式是一級一段循環(huán)式工藝，它是將濃水一部分返回料液槽，這樣濃溶液的濃度不斷提高，因此產(chǎn)水量大，但產(chǎn)水水質(zhì)下降。
②一級多段法當(dāng)用反滲透作為濃縮過程時，一次濃縮達(dá)不到要求時，可以采用這種多步式方式，這種方式濃縮液體體積可減少而濃度提高，產(chǎn)水量相應(yīng)加大。
③兩級一段法當(dāng)海水除鹽率要求把NaCl從35000 mg/L降至500mg/L時，則要求除鹽率高達(dá)98.6%如一級達(dá)不到時，可分為兩步進(jìn)行。即第一步先除去NaCl 90%，而第二步再從第一步出水中去除NaCl 89%，即可達(dá)到要求。如果膜的除鹽率低，而水的滲透性又高時，采用兩步法比較經(jīng)濟(jì)，同時在低壓低濃度下運(yùn)行時，可提高膜的使用壽命。
④多級反滲透流程在此流程中，將第一級濃縮液作為第二級的供料液，而第二級濃縮液再作為下一級的供料液，此時由于各級透過水都向體外直接排出，所以隨著級數(shù)增加水的回收率上升，濃縮液體體積減少濃度上升。為了保證液體的一定流速，同時控制濃差極化，膜組件數(shù)目應(yīng)逐漸減少。
超過濾法與逆滲透法類似，也是使用半透膜，但它無法控制離子的清除，因?yàn)槟ぶ讖捷^大，約10-200A之間。只能排除細(xì)菌，病毒，熱原及顆粒狀物等，對水溶性離子則無法濾過。超過濾法主要的作用是充當(dāng)逆滲透法的前置處理以防止逆滲透膜被細(xì)菌污染。它也可用在水處理的最後步驟以防止上游的水在管路中被細(xì)菌污染。一般是利用進(jìn)水壓與出水壓差來判斷超過濾膜是否有效，與活性碳類似，平時是以逆沖法來清除附著其上的雜質(zhì)。
蒸餾法是古老卻也是有效的水處理法，它可以清除任何不可揮發(fā)性的雜質(zhì)，但是無法排除可揮發(fā)性的污染物，它需要很大的儲水槽來存放，這個儲水槽與輸送管卻是造成污染的重要原因，血液透析用水不用這種方式來處理。
它的殺菌機(jī)理是破壞細(xì)菌核酸的生命遺傳物質(zhì)，使其無法繁殖，其中最重大的反應(yīng)是核酸分子內(nèi)的pyrimidine鹽基變成雙合體（dimer）。一般是使用低壓水銀放電燈（殺菌燈）的人工253.7nm波長的紫外線能量。紫外線殺菌燈的原理與日光燈相同，只是燈管內(nèi)部不涂螢光物質(zhì)，燈管的材質(zhì)是采用紫外線穿透率高的石英玻璃。一般紫外線裝置依用途分照射型，浸泡型及流水型。
在血液透析稀釋用水所使用的紫外線是安放在儲水槽到透析機(jī)器之間的管路上，也就是所有的透析用水在使用之前都要接受一次紫外線的照射，以達(dá)到徹底殺菌的效果。對紫外線的感受性最大的是綠膿菌、大腸菌；相反的，耐受性較大的則是枯草菌芽胞體。因?yàn)樽贤饩€消毒法安全，經(jīng)濟(jì)，對菌種的選擇性少，水質(zhì)也不會改變，所以已廣泛使用這種方法，例如船上的飲用水就常使用這種消毒法。水中的依哥拉菌、巴斯拉菌、沙門氏菌等等全殺光，能潛入水中心360度殺菌，功效等于水面殺菌燈的三倍。能消除水中祿藻，效果顯著，使用方便，紫外線殺菌燈適用于：各種大小漁場過濾，水處理，大小型水池，游泳場、溫泉。殺菌效率可達(dá)99%－99.99%。
紫外線殺菌主要是利用254納米波長的紫外線光。此波長的紫外線光，即使是在微量的紫外線投射劑量下，也可以破壞一個細(xì)胞的生命核心——DNA，因此阻止細(xì)胞再生，喪失再生能力使細(xì)菌變得無害，從而達(dá)到滅菌的效果。象所有其它紫外線應(yīng)用技術(shù)一樣，這種系統(tǒng)的規(guī)模取決于紫外線的強(qiáng)度（照射器的強(qiáng)度和功率）和接觸時間（水、液體、或空氣暴露在紫外線下的時間長短）。
在工業(yè)生產(chǎn)中，臭氧常被用于消毒和凈化水體。但是，由于臭氧有極強(qiáng)的氧化能力，水中剩余的臭氧如果不被去除會有可能對下一流程有所影響，因此，通常臭氧處理過的水在進(jìn)入主要的工藝流程之前必須將水中剩余臭氧去除掉。254納米波長的紫外線對于破壞剩余臭氧非常有效，它可以把臭氧分解成氧氣。盡管不同的系統(tǒng)所需要的規(guī)模不同，但通常來講，一個典型的臭氧消除系統(tǒng)所需的紫外線放射量是一個傳統(tǒng)的滅菌消毒系統(tǒng)的三倍左右。
在很多高技術(shù)和實(shí)驗(yàn)室裝置中，有機(jī)物會妨礙高純度水的生產(chǎn)。有很多方法可以把有機(jī)物從水中清除掉，較常用的方法包括使用活性炭和反滲透。波長較短的紫外線（185納米）也可以有效地降低總有機(jī)碳量。波長較短的紫外線具有更多的能量，因此能夠分解有機(jī)物。紫外線氧化有機(jī)的反應(yīng)過程雖然非常復(fù)雜，紫外線水處理技術(shù)其主要原理是通過產(chǎn)生氧化能力很強(qiáng)的自由氫氧，將有機(jī)物氧化成水和二氧化碳。和臭氧清除系統(tǒng)一樣，這種降解有機(jī)碳的紫外線系統(tǒng)的紫外線放射量是傳統(tǒng)消毒系統(tǒng)的三到四倍。
紫外線水處理技術(shù)——降解余氯在市政水處理和供水系統(tǒng)， 加氯消毒是非常必要的。但在工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了避免對產(chǎn)品產(chǎn)生不良影響，去除水中的余氯卻經(jīng)常是必要的前處理。消除余氯的基該方法有活性炭床和化學(xué)處理。活性碳水處理的缺點(diǎn)在于它需要不斷再生，而且經(jīng)常遇到細(xì)菌滋生的問題。185納米和254納米波長的紫外線都被證實(shí)可以有效地破壞余氯和氯氨的化學(xué)鍵。雖然需要巨大的紫外線能量才能發(fā)揮作用，但紫外線水處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于此方法不需向水中添加任何藥物，不需要儲存化學(xué)物質(zhì)，容易維修，而且同時還有殺菌和去除有機(jī)物的作用。
1、脈沖紫外殺菌方式，寬光譜能量強(qiáng)，杜絕微生物的光復(fù)活現(xiàn)象
2、采用全不銹鋼外殼，使用壽命長
3、燈管可采用手動清洗或自動機(jī)械清洗方式
4、全自動控制系統(tǒng)，智能化操作
波長從 200 到 300nm 的紫外線有殺菌作用。 UVC 輻射有很強(qiáng)的殺菌力。它被 DNA 吸收并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，從而去除活細(xì)胞的活性。微生物如病毒，細(xì)菌，酵母菌，真菌被紫外燈在幾秒鐘之內(nèi)變得無害。只要輻射強(qiáng)度足夠高，紫外線殺菌是一種可靠和環(huán)保的方法，因?yàn)闊o需任何化學(xué)添加劑。此外，微生物無法對紫外線產(chǎn)生抗體。
在用紫外線殺菌時，可以使用發(fā)射波長為 254 nm 的單色譜低壓汞燈 ，或是發(fā)射寬帶光譜覆蓋從 200 到 300 nm 的整個范圍的中壓汞燈，也可以使用只發(fā)射波長為 222 nm 的準(zhǔn)分子燈。
紫外燈進(jìn)行水處理的優(yōu)點(diǎn)：
對味道和氣味沒有影響；
無需添加化學(xué)物質(zhì)；
無環(huán)境污染；
輻射時間短；
對耐氯的病原體有效；
操作簡便；
工藝的維護(hù)需求?。?/p>
運(yùn)行成本極低。
生物化學(xué)水處理方法利用自然界存生的各種細(xì)菌微生物，將廢水中有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)，使廢水得以凈化。生物化學(xué)水處理方法可以分活性污泥法、生物膜法、生物氧化塔、土地處理系統(tǒng)、厭氧生物水處理方法。
原水→格柵→調(diào)節(jié)池→接觸氧化池→沉淀地→過濾→消毒→出水。
（1）純氧曝氣法。最早是在1968 年由美國建成第一個純氧曝氣的污水處理廠。由于制造氧氣的成本不斷下降, 純氧曝氣法得到廣泛應(yīng)用。
（2）深水曝氣法。增加曝氣池的深度可以增加池水的壓力, 從而使水中氧的溶解度提高, 氧的溶解速度也相 應(yīng)增快, 因此, 深水曝氣池水中的溶解氧要比普通曝氣 池的高, 一般是將池深由原來的4 m 增加到10 m 左右。
（3）射流曝氣法。污水和污泥組成的混合液通過射流器, 由于高速射流而產(chǎn)生負(fù)壓, 從而有大量的空氣吸入,空氣與混合液進(jìn)行充分接觸, 提高了污水的吸氧率, 從而使處理的污水效率得到提高。
（4）投加化學(xué)混凝劑及活性炭法。在活性污泥法的曝氣池中投加化學(xué)混凝劑及活性炭, 這樣相當(dāng)于在進(jìn)行生化處理的同時進(jìn)行物化處理?；钚蕴坑挚勺鳛槲⑸锏妮d體并有協(xié)助固體沉降的作用, BOD 及COD 的去除率提高, 使水質(zhì)凈化。
（5）生物接觸氧化法。這是兼有活性污泥法和生物過濾法特點(diǎn)的一種新型污水處理方法, 以接觸氧化池代替一般的曝氣池, 以接觸沉淀池代替常用的沉淀池。
（6）管道化曝氣。此法是使污水在壓力管道內(nèi)進(jìn)行活性污泥曝氣, 同時進(jìn)行較長距離的輸送。由于設(shè)備少,投資費(fèi)用和操作費(fèi)用均可降低。
曝氣：即排流式曝氣，使用曝氣風(fēng)機(jī)將壓縮空氣不斷地鼓入廢水中，保證水中有一定的溶解氧，以維持微生物的生命活動，分解水中有機(jī)物，以達(dá)到水處理的凈化效果。
(1）生物濾池：使廢水流過生長在濾料表面的生物膜，通過兩面間的物質(zhì)交換及生化作用，使廢水中有機(jī)物降解，達(dá)到水處理的凈化目的。
(2）生物轉(zhuǎn)盤：由固定在一橫軸上的若干間距很近的圓盤組成，不斷旋轉(zhuǎn)的圓盤面上生長一層生物膜，以達(dá)到水處理凈化效果。
生物接觸氧化：供微生物棲附的填料全部浸于廢水中，并采用機(jī)械設(shè)備向廢水中充入空氣，使廢水中有機(jī)物降解，以凈化廢水。
(1）土地滲濾：利用土壤膜中的微生物和植物根系對污染物的凈化能力來進(jìn)行生活污水處理，同時利用污水中的水、肥來促進(jìn)農(nóng)作物、牧草、樹木生長。
(2）污水灌溉：這種水處理方法主要目的為灌溉，以充分利用凈化后的污水。
利用厭氧微生物分解污水中有機(jī)物，達(dá)到水處理凈化目的，同時產(chǎn)生甲烷氣、CO2等氣體。
混床是混合離子交換柱的簡稱，是針對離子交換技術(shù)所設(shè)計的設(shè)備。所謂混床，就是把一定比例的陽、陰離子交換樹脂混合裝填于同一交換裝置中，對流體中的離子進(jìn)行交換、脫除。由于陽樹脂的比重比陰樹脂大，所以在混床內(nèi)陰樹脂在上陽樹脂在下。一般陽、陰樹脂裝填的比例為1：2，也有裝填比例為1：1.5的，可按不同樹脂酌情考慮選擇?；齑惨卜譃轶w內(nèi)同步再生式混床和體外再生式混床。同步再生式混床在運(yùn)行及整個再生過程均在混床內(nèi)進(jìn)行，再生時樹脂不移出設(shè)備以外，且陽、陰樹脂同時再生，因此所需附屬設(shè)備少，操作簡便。
混床處理工藝的設(shè)備包括混合離子交換器和體外再生設(shè)備。其中體外再生設(shè)備主要包括樹脂分離器、陰(陽)樹脂再生器、樹脂貯存塔、混雜樹脂塔和酸堿再生設(shè)備。
1、出水水質(zhì)優(yōu)良，出水pH值接近中性。
2、出水水質(zhì)穩(wěn)定，短時間運(yùn)行條件變化（如進(jìn)水水質(zhì)或組分、運(yùn)行流速等）對混床出水水質(zhì)影響不大。
3、間斷運(yùn)行對出水水質(zhì)的影響小，恢復(fù)到停運(yùn)前水質(zhì)所需的時間比較短。
4、回收率達(dá)到100%
關(guān)于野外的水是不是要處理以后才喝，每個人是有每個人不同的想法的。有些人認(rèn)為野外人跡罕至，那會有什么污染，喝了沒事。其實(shí)呢，只要是我們這樣的業(yè)余選手能到的，那還能有什么真正的沒有污染的地方呢？其實(shí)就算沒有污染，也不代表水里沒有病毒，細(xì)菌，或者各種有害物質(zhì)。在條件許可的情況下，能處理一下還是處理一下。水處理的方式，主要是燒開，凈水藥品和過濾器 燒開 這是最實(shí)用，也最有效的手段了。缺點(diǎn)就是浪費(fèi)燃料（當(dāng)然用我曾經(jīng)介紹過的爐子是例外），而且比較耗時間。使用凈水藥片算是以化學(xué)的方式進(jìn)行凈化，多半使用的是氯和碘。市場上的主流是用碘。比如上面的圖片里，白色的那瓶就是碘片。碘片的保存需要注意避光，避潮。凈水藥片使用上的優(yōu)點(diǎn)是便宜，方便，輕巧。比較耗時，一般加入凈水藥片后20分鐘左右才能喝了。缺點(diǎn)是一是有異味異色。這點(diǎn)可以通過后期處理一下解決，比如上面那瓶黃色的藥片，就是用來除味的?；蛘呒狱c(diǎn)果珍什么的。二是有一種主要的病毒無法去除，cryptosporidium，這是可能是最常見的水中的寄生蟲了。第三容易引起過敏，同時會和某些食物或是用具起化學(xué)反應(yīng)?？偟膩碚f，凈水藥片因?yàn)樗妮p巧，便宜，體積小，還是有著很大的市場。在使用上要注意的是一定要等至少20分鐘，二是不要連續(xù)使用超過一個星期。凈化過濾器這里面其實(shí)有兩個分類，過濾器和過濾凈化器。主要的分別是，過濾器以過濾的方式去除細(xì)菌和寄生蟲。爾過濾凈化器除了能去除細(xì)菌和寄生蟲外，還能去除病毒。（基于REI的分類） 過濾器 一般的過濾凈化器，是通過在過濾的基礎(chǔ)上，再以化學(xué)的方式出去病毒，比如加碘，所以也具有了前面以化學(xué)方式凈水的凈水藥片的缺點(diǎn)。上面貼的這個號稱是唯一一個不用化學(xué)方式來除去病毒的凈水器。使用凈化過濾裝置的好處是即時可以喝到水，幾乎不需要等待，而且?guī)缀跻彩亲畎踩膬羲绞剑ㄊ褂眠^濾凈化器的話）。缺點(diǎn)是價格貴，很少有低于60美金的，后期成本也高，濾芯也需要花錢。體積大，重量大，幾乎都要1 lbs以上。使用時也需要經(jīng)常維護(hù)，容易堵塞。三種方式各有所長，怎么選擇就是各人的觀點(diǎn)了。
概要 ◆ ◆ ◆
當(dāng)水樣中加入凝聚劑---硫酸鋁時，擴(kuò)散在水中的油微粒會被形成的氫氧化鋁凝聚。隨著氫氧化鋁的沉淀，便將水中微量的油也聚集沉淀，經(jīng)加酸酸化，可將沉淀溶解，再通過有機(jī)溶劑的萃取，將分離出來的油質(zhì)轉(zhuǎn)入有機(jī)溶劑中，將有機(jī)溶劑蒸發(fā)至干，殘留的是水中的油，通過稱量即可求出水中的油含量。 此法采用四氯化碳（CCL4）作有機(jī)溶劑，這樣可以避免在蒸發(fā)過程中發(fā)生燃燒或爆炸等事故。
注意事項 ◆ ◆ ◆
如果所取水樣內(nèi)混有較多的微粒雜質(zhì)，則在四氯化碳萃取后，水和有機(jī)溶劑分層處不會出現(xiàn)明顯的分液層，但仍可用干的濾紙過濾，因?yàn)楦蔀V紙會很快吸干混雜層中的水珠，而使四氯化碳通過濾紙時并不影響測試結(jié)果。四氯化碳蒸汽對人體有毒害，在操作時應(yīng)盡量避免吸入，蒸發(fā)烘干時必須在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行。
正滲透 ◆ ◆ ◆
正滲透-尋找水處理脫鹽新技術(shù)
正滲透作為一種潛在的水純化和淡化新技術(shù)，世界上正對其進(jìn)行著多角度、深層次的理論研究和實(shí)踐探索。正滲透與反滲透是一對互逆的方法。國外1976年，有液-液體系的原始嘗試，國內(nèi)1992年，發(fā)明過液-固體系的正向滲透（非加壓）吸附滲透法脫鹽（CN92110710.2）。直到約10年后，又重新跟隨國際潮流，開始標(biāo)準(zhǔn)的模仿復(fù)制的模式， 2008年有綜述報告。
新途徑 ◆ ◆ ◆
隨著科技的飛速發(fā)展，壓力驅(qū)動反滲透膜分離技術(shù)（RO）在膜、膜組器、設(shè)備和工藝等方面都有了較大創(chuàng)新和改進(jìn)，但人們也越來越意識到RO技術(shù)在節(jié)能、環(huán)保領(lǐng)域存在的局限，而且就脫鹽來講，RO技術(shù)可認(rèn)為已接近發(fā)展的頂峰。因此，國外已經(jīng)開展了“正向滲透膜分離技術(shù)（FO）”的相關(guān)研究，并取得了一定的成果，在海水淡化、污水處理、食品加工、醫(yī)藥等領(lǐng)域得到了應(yīng)用，特別是“壓力延緩滲透（FRO）海水發(fā)電”，更是一項極具前景的清潔再生能源開發(fā)技術(shù)J。但是國內(nèi)對正向滲透膜分離技術(shù)關(guān)注得很少，相關(guān)研究和論文也不多。雖然，上個世紀(jì)90年代中國有了創(chuàng)造性的發(fā)明“非加壓吸附滲透法海水淡化”（CN92110710.2）。
正向滲透分離技術(shù)很早就得到了應(yīng)用。很久以前，人們就采用食鹽來長期貯存食物，因?yàn)樵诟啕}環(huán)境下多數(shù)細(xì)菌、霉菌和病原菌由于滲透作用會脫水死亡或暫時失去活性。如今，人們已經(jīng)開始利用正向滲透膜分離技術(shù)進(jìn)行海水淡化、工業(yè)廢水處理、垃圾滲透液處理等研究；食品工業(yè)在實(shí)驗(yàn)室利用正向滲透膜分離來濃縮飲料；緊急救援時的生命支持系統(tǒng)利用正向滲透膜分離技術(shù)制取淡水。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，正向滲透技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于人體的藥物控制釋放。
滲透吸附 ◆ ◆ ◆
非加壓吸附滲透海水淡化法，或稱為“正向滲透法”，讓水通過多孔膜正向滲透進(jìn)入一種超強(qiáng)吸水的吸附劑或鹽濃度甚至超過海水的溶液或固態(tài)物，不需要外界加壓，但溶液里的特殊鹽分"提取液"很容易蒸發(fā)，不需要加太多的熱（加熱能與反滲透加壓的能量比？）。分固態(tài)鹽、液態(tài)鹽方向。固態(tài)鹽解吸附耗能更小。
海水淡化技術(shù)：非加壓吸附滲透海水淡化法（CN92110710.2）1992年：上個世紀(jì)90年代鄧宇的發(fā)明，《美國化學(xué)文摘》收錄。
另外兩種方法都在薄膜結(jié)構(gòu)上有了創(chuàng)新和改進(jìn)：
納米薄膜 ◆ ◆ ◆
一種用碳納米管來做薄膜的小孔，單壁碳納米管和多壁碳納米管的碳納米管薄膜與單純由單壁碳納米管或多壁碳納米管組成的碳納米管相比，強(qiáng)度-重量比、彈性模量-重量比和剛度分別提高了1.6倍、1.4倍和2.4倍。
蛋白質(zhì)膜 ◆ ◆ ◆
薄膜的孔用引導(dǎo)水分子通過活細(xì)胞的細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)來構(gòu)成。
水藻處理 ◆ ◆ ◆
湖水中由于有機(jī)物的增多，水藻在充分的富氧環(huán)境中在適合的溫度等條件下，將大量繁殖。已經(jīng)成為水處理的一大難題。
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水藻屬性 ◆ ◆ ◆
水藻屬于單細(xì)胞生物，由于具有較強(qiáng)的生存能力和分支性強(qiáng)的屬性，易于懸浮于湖水表面。
處理方法 ◆ ◆ ◆
綜合以上水藻的屬性，增氧殺菌浮選法已經(jīng)有效地解決了這一難題。 通過增加游離氧原子，增大破壞水藻的細(xì)胞壁，使水藻失去外界抵抗能力。再通過浮選機(jī)理，是失去活性的水藻脫離水面。
處理設(shè)備 ◆ ◆ ◆
水處理設(shè)備按類別主要可分為污水處理設(shè)備、原水處理設(shè)備、凈水設(shè)備、過濾設(shè)備這幾大類。像以下的水處理設(shè)備：全自動加藥設(shè)備，全自動軟水器，機(jī)械過濾器、反滲透設(shè)備、純水設(shè)備、超純水設(shè)備、中空纖維超濾裝置、離子交換、混床、拋光混床、EDI電除鹽系統(tǒng)裝置、工廠企業(yè)飲用水設(shè)備、袋式過濾器、臭氧殺菌消毒裝置、歸麗晶處理器，全效綜合水處理器，物化處理機(jī)組，物化全程綜合水處理器、永磁處理器，旋流除砂器，石英砂過濾器，活性炭過濾器，精密過濾器，水箱自潔消毒器，紫外線水處理器，高效除污過濾器，手搖刷式過濾器，自清洗刷式過濾器，射頻水過濾器，旁流處理器，多功能電子除垢器，定壓補(bǔ)水機(jī)組，定壓補(bǔ)水加藥機(jī)組，無負(fù)壓變頻供水裝置，解析除氧器，真空脫氣除氧機(jī)，低位熱力除氧器，密閉式凝結(jié)水回收裝置，銅銀離子滅菌器，除鐵錳過濾設(shè)備，黃銹水過濾器，纖維束過濾器，高效纖維球過濾器，陶瓷膜過濾器，高效化學(xué)除油器，游泳池循環(huán)水處理成套設(shè)備，反滲透純水設(shè)備，景觀水一體化凈水機(jī)組，中水處理成套設(shè)備，工業(yè)水處理設(shè)備，污水處理成套設(shè)備，都是屬于廣泛應(yīng)用在國內(nèi)各行各業(yè)當(dāng)中的水處理設(shè)備。
軟水機(jī) ◆ ◆ ◆
軟水機(jī)原理及功能：根據(jù)離子交換的原理，即用 Na+交換Mg2+Ca2+，使水中的硬度降低到70毫克/升以下成為軟水，此水處理設(shè)備主要功能是祛除水堿，水垢。
優(yōu)點(diǎn)：祛除水垢，水堿效果好，同時流量大，基本上不降低水壓。經(jīng)過軟水機(jī)水處理設(shè)備產(chǎn)生的水，清潔能力特強(qiáng)，洗衣，淋浴，美容護(hù)膚效果強(qiáng)；也能減輕能源消耗。同時也節(jié)約洗滌用品，降低家務(wù)強(qiáng)度。軟水機(jī)水處理設(shè)備產(chǎn)生的水最適宜作為生活用水的。
缺點(diǎn)：軟水機(jī)水處理設(shè)備不能祛除細(xì)菌，病毒，有機(jī)物，不能直接飲用；再生時需要耗鹽；并產(chǎn)生一定量的廢水。
軟化水的適用領(lǐng)域:浴室、廚房、洗衣、暖氣、鍋爐、中央空調(diào)設(shè)備供水、美容保健等廣大領(lǐng)域。
純水機(jī) ◆ ◆ ◆
純水機(jī)原理及功能：采用PP棉，活性炭及RO膜等濾芯，五級或五級以上過濾，其中最核心是RO膜，RO膜是目前過濾精度最高的濾芯。制出的水為純凈水，可以直接生飲。
優(yōu)點(diǎn)：純水機(jī)水處理設(shè)備過濾精度高，適用于多種水質(zhì)，凈化后的水是純凈水，口感好，不含任何雜質(zhì)。
缺點(diǎn)：純水機(jī)水處理設(shè)備每日制水量少，只能解決飲用和做飯；前三級濾芯使用壽命短，需要定期更換濾芯；不適宜長期作為直飲水，尤其是兒童和老人更不宜長期飲用純凈水。
凈水機(jī) ◆ ◆ ◆
超濾機(jī)是凈水機(jī)水處理設(shè)備中的主流產(chǎn)品，具有精度高，凈化效果好，濾芯壽命長，并能自動清洗濾芯。
凈水機(jī)原理及功能：采用0.01微米的超濾膜分離技術(shù)，能有效祛除水的泥沙，鐵銹，懸浮物，膠體，細(xì)菌，病毒，大分子有機(jī)物等有害物。
優(yōu)點(diǎn)：凈水機(jī)水處理設(shè)備過濾精度高；凈化水接近礦泉水，能直接生飲；流量大；濾芯使用年限長；自動清洗濾芯；不需要電；不浪費(fèi)水。
缺點(diǎn)：凈水機(jī)水處理設(shè)備祛除水垢，水堿效果較差，適用中等以下硬度地區(qū)；單一超濾機(jī)不能徹底去除水中異味，水質(zhì)口感較差；換芯比較麻煩，不能徹底去除水中重金屬。
納濾膜機(jī) ◆ ◆ ◆
納濾膜水處理機(jī)是以納濾膜為主要部件，結(jié)構(gòu)略為疏松，類似反滲透膜的水處理機(jī)，納濾膜是荷電膜，能進(jìn)行電性吸附，對電性高的F離子等，能部分去除，并具有納密級孔徑，大分子不能通過，游離態(tài)的水分子部分通過，NaCl部分透過，鈣離子，鎂離子更少部分能通過。囊括了以上水處理機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，且避免了二水處理。
設(shè)備 ◆ ◆ ◆
離子交換設(shè)備 去離子水是指除去了呈離子形式雜質(zhì)后的純水。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC 147規(guī)定的“去離子”定義為：“去離子水完全或不完全地去除離子物質(zhì)，主要指采用離子交換樹脂處理方法。”去離子水工藝主要采用RO反滲透的方法制取。應(yīng)用離子交換樹脂去除水中的陰離子和陽離子，但水中仍然存在可溶性的有機(jī)物，可以污染離子交換柱從而降低其功效，去離子水存放后也容易引起細(xì)菌的繁殖。在半導(dǎo)體行業(yè)中，去離子水被稱為“超純水”或是“18兆歐水”?！∪ルx子水的處理步驟 從自來水到去離子水一般要經(jīng)過幾步處理 ： 1、先通過石英砂過濾顆粒較粗的雜質(zhì) 2、然后高壓通過反滲透膜 3、最后一般還要經(jīng)過一步紫外殺菌以去除水中的微生物 4、假如此時電阻率還沒有達(dá)到要求的話，可以再進(jìn)行一次離子交換過程最高電阻率可達(dá)到18兆?！∠鄬Χ裕麴s水只是先氣化再冷凝，其純度如電導(dǎo)率一般不如純度高的去離子水，半導(dǎo)體工業(yè)中用的大多數(shù)是高純度的去離子水。
生活水 ◆ ◆ ◆
生活污水處理設(shè)備主要用于賓館、飯店、學(xué)校、機(jī)關(guān)和工廠的生活污水凈化，使處理后的污水達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
1、采用水酸化與生物接觸氧化相結(jié)合的方法，有效提高了處理效果，完全達(dá)標(biāo)排放。
2、產(chǎn)生污泥量少，各階段產(chǎn)生的污泥可以回流消化，最終污泥定期抽取。
3、設(shè)備可有機(jī)結(jié)合，設(shè)在地表下或地下室，也可采取地埋式。當(dāng)埋入地下時在設(shè)備頂部可用作停車場或綠化草坪，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致。
4、設(shè)備自動化程度高，減少操作工作量。
5、低噪音、無異味，對周圍環(huán)境無影響。
鍋爐水 ◆ ◆ ◆
鍋爐水處理不需要復(fù)雜的設(shè)備,故投資小、成本低,操作方便。
鍋爐加藥處理法是最基本的水處理方法,又是鍋外化學(xué)水處理的繼續(xù)和補(bǔ)充。經(jīng)過鍋外水處理以后還可能有殘余硬度,為了防止鍋爐結(jié)垢與腐蝕,仍加一定的水處理藥劑。
鍋爐水處理還不能完全防止鍋爐結(jié)生水垢,特別是生成的泥垢,在排污不及時很容易結(jié)生二次水垢。
鍋爐加藥處理法對環(huán)境沒有污染,它不像離子交換等水處理法,處理掉天然水多少雜質(zhì),再生后還排出多少雜質(zhì),而且還排出大量剩余的再生劑和再生后產(chǎn)物。而鍋爐加藥處理方法是將水中的主要雜質(zhì)變成不溶性的泥垢,對自然不會造成污染。
鍋爐加藥純理法使用的配方需與給水水質(zhì)匹配,給水硬度過高時，將形成大量水渣，加快傳熱面結(jié)垢速度。因而一般不適用于高硬度水質(zhì)。