聊城鑫友全面解析純水處理工藝及處理原理

 什么純水處理?

純水是指純凈水一般以城市自來(lái)水為水源，通過(guò)多層過(guò)濾，可將微生物等有害物質(zhì)去除，但同時(shí)也去除了氟、鉀、鈣、鎂等人體所需的礦物質(zhì)。

隨著現(xiàn)代科技與現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，而且環(huán)境治理的相對(duì)滯后，目前我國(guó)水質(zhì)污染形勢(shì)嚴(yán)峻。由于工業(yè)廢水、生活廢水無(wú)節(jié)制的排放及農(nóng)業(yè)污染，現(xiàn)在的地表水不僅含有泥砂、動(dòng)植物腐朽物。還有大量漂白水、農(nóng)藥、重金屬、石灰質(zhì)、鐵質(zhì)等等危害人體健康的物質(zhì)，這些污染物在人體內(nèi)長(zhǎng)期蓄積對(duì)人體健康危害極大，可致癌、致突變、致畸變，這是看不崢的殺手。而傳統(tǒng)的自來(lái)水生產(chǎn)工藝不但無(wú)法去除其中中的有機(jī)化合物、如果自來(lái)水生產(chǎn)中加氯，反而會(huì)生成三氯甲烷等新的更為強(qiáng)烈的有機(jī)污染，致使自來(lái)水的致突變性比天然水更為強(qiáng)烈，再則自來(lái)水出廠后需經(jīng)漫長(zhǎng)的輸水管路系統(tǒng)，特別是高層住宅樓頂水箱，存在著較為嚴(yán)重的“二次污染”。這樣式的水，當(dāng)然不能生喝，即使煮沸，也只能殺菌而不能去除有害化學(xué)物質(zhì)。進(jìn)而，喝純凈水，不但能為健康除害，而且還有益于健康長(zhǎng)壽。因?yàn)樗�越純，作為載體的功能越能發(fā)揮，溶解體內(nèi)各種代謝物質(zhì)的能力越強(qiáng)，越容易被人體吸收利，有利于生津止渴，解除疲勞。因此，為維護(hù)健康，提高人們的健康水平，發(fā)展純水事業(yè)，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)飲用水純水處理是將自來(lái)水經(jīng)過(guò)二次的凈化，把自來(lái)水中的氯化物、細(xì)菌等有害物質(zhì)進(jìn)一步地過(guò)濾，達(dá)到滅菌、消毒的效果。

純水處理的方法

1、薄膜微孔過(guò)濾(MF)純水處理

薄膜微孔過(guò)濾法包括三種形式：深層過(guò)濾、篩網(wǎng)過(guò)濾、表面過(guò)濾。深層過(guò)濾是以編織纖維或壓縮材料制成的基質(zhì)，利用隋性吸附或是捕捉方式來(lái)留住顆粒，如常用的多介質(zhì)過(guò)濾或砂濾;深層過(guò)濾是一種較為經(jīng)濟(jì)的方式，可去除98%以上的懸浮固體，同時(shí)保護(hù)下游的純化單元不會(huì)被堵塞，因此通常做為預(yù)處理。

表面過(guò)濾則是多層結(jié)構(gòu)，當(dāng)溶液通過(guò)濾膜時(shí)，較濾膜內(nèi)部孔隙大的顆粒將被留下來(lái)，并主要堆積在濾膜表面上，如常用的PP纖維過(guò)濾。表面過(guò)濾可去除99.9%以上的懸浮固體，所以也可作為預(yù)處理或澄清用。

篩網(wǎng)濾膜基本上是具有一致性的結(jié)構(gòu)，就象篩子一般，將大于孔徑的顆粒，都留在表面上(這種濾膜的孔量度是非常精準(zhǔn)的)，如超純水機(jī)終端使用的用點(diǎn)保安過(guò)濾器;篩網(wǎng)過(guò)濾微孔過(guò)濾一般被置于純化系統(tǒng)中的最終使用點(diǎn)，以去除最后的殘留微量樹(shù)脂片、碳屑、膠體和微生物。

2、活性炭吸附純水處理

活性炭吸附是利用活性炭的多孔性質(zhì)，使水中一種或多種有害物質(zhì)被吸附在固體表面而去除的方法�；钚蕴课�附對(duì)于去除水中有機(jī)物、膠體、微生物、余氯、嗅味等具有良好的效果。同時(shí)由于活性炭具有一定的還原作用，因此對(duì)于水中的氧化劑也具有良好的去除作用。

由于活性炭的吸附功能具有一飽和值，當(dāng)達(dá)到飽和吸附容量時(shí)，活性炭濾池的吸附功能將大大降低，因此需要注意分析活性炭的吸附能力，及時(shí)更換活性炭或通過(guò)高壓蒸汽進(jìn)行消毒恢復(fù)。但同時(shí)活性炭表面吸附的有機(jī)物有可能成為細(xì)菌繁殖的營(yíng)養(yǎng)源或溫床，因此活性炭濾池內(nèi)微生物的繁殖問(wèn)題也值得引起注意。定期的消毒對(duì)于控制細(xì)菌繁殖是有必要的。值得注意的是，在使用活性炭的初期(或新更換過(guò)活性炭運(yùn)行初期)，少量的極細(xì)微的粉末活性炭有可能隨水流進(jìn)入到反滲透系統(tǒng)，而造成反滲透膜流道的污堵，引起操作壓力升高、產(chǎn)水量下降和系統(tǒng)的壓降上升，而且這種破壞作用很難用常規(guī)的清洗方法恢復(fù)。所以必須將活性炭沖洗干凈，去除細(xì)小粉末后才能將過(guò)濾水送至后續(xù)RO系統(tǒng)�；钚蕴康淖饔煤艽�，但是使用中也要注意消毒以及新活性炭一定要沖洗干凈。

3、反滲透(RO)純水處理

反滲透是指在濃溶液側(cè)施加一個(gè)大于滲透壓的壓力時(shí)，濃溶液中的溶劑會(huì)向稀溶液流動(dòng)，此種溶劑的流動(dòng)方向與原來(lái)滲透的方向相反，這一過(guò)程稱為反滲透;這種原理被用于液體分離領(lǐng)域，用于提純、除雜，處理液體物質(zhì)。

反滲透膜工作原理：對(duì)透過(guò)物質(zhì)具有選擇性的薄膜稱為半透膜，一般將只能透過(guò)溶劑而不能透過(guò)溶質(zhì)的薄膜稱之為理想半透膜。當(dāng)把相同體積的稀溶液(例如淡水)和濃溶液(例如鹽水)分別置于半透膜的兩側(cè)時(shí)，稀溶液中的溶劑將自然穿過(guò)半透膜而自發(fā)地向濃溶液一側(cè)流動(dòng)，這一現(xiàn)象稱為滲透。當(dāng)滲透達(dá)到平衡時(shí)，濃溶液一側(cè)的液面會(huì)比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一個(gè)壓差，此壓差即為滲透壓。反滲透是滲透的一種反向遷移運(yùn)動(dòng)，是一種在壓力驅(qū)動(dòng)下借助于半透膜的選擇截留作用將溶劑中的溶質(zhì)與溶劑分開(kāi)的分離方法，它已廣泛應(yīng)用于各種溶液的提純與濃縮，其中最普通的應(yīng)用實(shí)例便是在水處理工藝中，用反滲透技術(shù)將原水中的無(wú)機(jī)離子、細(xì)菌、病毒、有機(jī)物及膠體等雜質(zhì)去除，以獲得高質(zhì)量的純水。

4、離子交換(IX)純水處理

離子交換純水設(shè)備是通過(guò)陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂對(duì)水中的各種陰、陽(yáng)離子進(jìn)行置換的一種傳統(tǒng)水處理工藝，陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂按不同比例進(jìn)行搭配可組成離子交換陽(yáng)床系統(tǒng)，離子交換陰床系統(tǒng)及離子交換混床(復(fù)床)系統(tǒng)，而混床(復(fù)床)系統(tǒng)又通常是用在反滲透滲出等水處理工藝之后用來(lái)制取超純水，高純水的終端工藝，他是目前用來(lái)制備超純水、高純水不可替換的手段之一。其出水電導(dǎo)率可低于1uS/cm以下，出水電阻率達(dá)到1MΩ.cm以上，根據(jù)不同的水質(zhì)及使用要求，出水電阻率可控制在1~18MΩ.cm之間。被廣泛應(yīng)用在電子、電力超純水，化工，電鍍超純水，鍋爐補(bǔ)給水及醫(yī)藥用超純水等產(chǎn)業(yè)超純水，高純水的制備上。

原水中含有的鹽類如Ca(HCO3)2、MgSO4等鈣鎂鈉鹽類，在流經(jīng)交換樹(shù)脂層時(shí)，陽(yáng)離子Ca2+、Mg2+等被陽(yáng)樹(shù)脂的活性基團(tuán)置換，陰離子HCO3-、SO42-等被陰樹(shù)脂的活性基團(tuán)置換，從而水就得到超純化。如原水中的重碳酸鹽含量較高，應(yīng)在陰、陽(yáng)離子交換柱中間設(shè)脫氣塔，除去CO2氣體，減輕陰床的負(fù)荷。

5、紫外線(UV)超純水處理

細(xì)胞繁殖的主要過(guò)程是：DNA的長(zhǎng)鏈打開(kāi)，打開(kāi)后每條長(zhǎng)鏈長(zhǎng)的腺嘌呤單元尋找胸腺嘧啶單元連合，每條長(zhǎng)鏈都可以復(fù)制出與剛分離的另一條長(zhǎng)鏈同樣的鏈條，恢復(fù)原來(lái)分裂前的完整DNA，成為新的細(xì)胞基礎(chǔ)。而波長(zhǎng)在240-280nm的紫外線能打破DNA生產(chǎn)蛋白質(zhì)及復(fù)制的能力，其中波長(zhǎng)為265nm的紫外線對(duì)細(xì)菌病毒的殺傷能力最強(qiáng)。細(xì)菌病毒的DNA，RNA受破壞后其生產(chǎn)蛋白質(zhì)的能力和繁殖能力均已喪失。因細(xì)菌、病毒一般生命周期很短，不能繁殖的細(xì)菌、病毒就會(huì)迅速死亡。紫外線就是以阻止自來(lái)水的的微生物存活以至于達(dá)到殺菌、消毒的處理效果。
目前能夠輸出足夠的紫外線強(qiáng)度(UVC)強(qiáng)度用于工程消毒的只有人工汞(合金)燈光源。紫外線殺菌燈燈管是由石英玻璃制成，汞燈根據(jù)點(diǎn)亮后的燈管內(nèi)汞蒸氣壓的不同和紫外線輸出強(qiáng)度的不同，分為三種：低壓低強(qiáng)度汞燈、中壓高強(qiáng)度汞燈和低壓高強(qiáng)度汞燈。

殺菌效果是由微生物所接受的照射劑量決定的，同時(shí)，也受到紫外線的輸出能量，與燈的類型，光強(qiáng)和使用時(shí)間有關(guān)，隨著燈的老化，它將喪失30%-50%的強(qiáng)度。

紫外照射劑量是指達(dá)到一定的細(xì)菌滅活率時(shí)，需要特定波長(zhǎng)紫外線的量：照射劑量(J/m2)=照射時(shí)間(s)×UVC強(qiáng)度(W/m2)照射劑量越大，消毒效率越高，由于設(shè)備尺寸要求，一般照射時(shí)間只有幾秒，因此，燈管的UVC輸出強(qiáng)度就成了衡量紫外光消毒設(shè)備性能最主要的參數(shù)。

6、超過(guò)濾(UF)純水處理

超濾技術(shù)是一種廣泛用于水的凈化，溶液分離、濃縮，以及從廢水中提取有用物質(zhì)，廢水凈化再利用領(lǐng)域的高新技術(shù)。特點(diǎn)是使用過(guò)程簡(jiǎn)單，不需加熱，能源節(jié)約，低壓運(yùn)行，裝置占地面積小。

超過(guò)濾(UF)純水處理原理：超過(guò)濾是一種以篩分為分離原理，以壓力為推動(dòng)力的膜分離過(guò)程，過(guò)濾精度在0.005-0.01μm范圍內(nèi)，可有效去除水中的微粒、膠體、細(xì)菌墊層及高分子有機(jī)物質(zhì)�？蓮V泛應(yīng)用于物質(zhì)的分離、濃縮、提純。超濾過(guò)程無(wú)相轉(zhuǎn)化，常溫操作，對(duì)熱敏性物質(zhì)的分離尤為適宜，并具有良好的耐溫、耐酸堿和耐氧化性能，能在60℃以下，pH為2-11的條件下長(zhǎng)期連續(xù)使用。

中空纖維超濾膜是超濾技術(shù)中最為成熟與先進(jìn)的一種形式。中空纖維外徑0.5-2.0mm，內(nèi)徑0.3-1.4mm，中空纖維管壁上布滿微孔，孔徑以能截留物質(zhì)的分子量表達(dá)，截留分子量可達(dá)幾千至幾十萬(wàn)。原水在中空纖維外側(cè)或內(nèi)腔加壓流動(dòng)，分別構(gòu)成外壓式與內(nèi)壓式。超濾是動(dòng)態(tài)過(guò)濾過(guò)程，被截留物質(zhì)可隨濃縮小排除，不致堵塞膜表面，可長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。

7、EDI純水處理

EDI超純水處理設(shè)備的工作原理：電去離子(EDI)系統(tǒng)主要是在直流電場(chǎng)的作用下，通過(guò)隔板的水中電介質(zhì)離子發(fā)生定向移動(dòng)，利用交換膜對(duì)離子的選擇透過(guò)作用來(lái)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行提純的一種科學(xué)的水處理技術(shù)。電滲析器的一對(duì)電極之間，通常由陰膜，陽(yáng)膜和隔板(甲、乙)多組交替排列，構(gòu)成濃室和淡室(即陽(yáng)離子可透過(guò)陽(yáng)膜，陰離子可透過(guò)陰膜)。淡室水中陽(yáng)離子向負(fù)極遷移透過(guò)陽(yáng)膜，被濃室中的陰膜截留;水中陰離子向正極方向遷移陰膜，被濃室中的陽(yáng)膜截留，這樣通過(guò)淡室的水中離子數(shù)逐漸減少，成為淡水，而濃室的水中，由于濃室的陰陽(yáng)離子不斷涌進(jìn)，電介質(zhì)離子濃度不斷升高，而成為濃水,從而達(dá)到淡化，提純，濃縮或精制的目的。

EDI超純水處理設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)：

（1）無(wú)需酸堿再生：在混床中樹(shù)脂需要用化學(xué)藥品酸堿再生，而EDI則消除了這些有害物質(zhì)的處理和繁重的工作。保護(hù)了環(huán)境。

（2）連續(xù)、簡(jiǎn)單的操作：在混床中由于每次再生和水質(zhì)量的變化，使操作過(guò)程變得復(fù)雜，而EDI的產(chǎn)水過(guò)程是穩(wěn)定的連續(xù)的，產(chǎn)水水質(zhì)是恒定的，沒(méi)有復(fù)雜的操作程序，操作大大簡(jiǎn)便化。

（3）降低了安裝的要求：EDI系統(tǒng)與相當(dāng)處理水量的混床相比，有較不的體積，它采用積木式結(jié)構(gòu)，可依據(jù)場(chǎng)地的高度和窨靈活地構(gòu)造。模塊化的設(shè)計(jì)，使EDI在生產(chǎn)工作時(shí)能方便維護(hù)。

8、臭氧滅菌超純水處理

臭氧(O3)的消毒原理是：臭氧在常溫、常壓下分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，很快自行分解成氧氣(O2)和單個(gè)氧原子(O);后者具有很強(qiáng)的活性，對(duì)細(xì)菌有極強(qiáng)的氧化作用，將其殺死，多余的氧原子則會(huì)自行重新結(jié)合成為普通氧原子(O2)，不存在任何有毒殘留物，故稱無(wú)污染消毒劑，它不但對(duì)各種細(xì)菌(包括肝炎病毒，大腸桿菌，綠濃桿菌及雜菌等)有極強(qiáng)的殺滅能力，而且對(duì)殺死霉素也很有效。

（1）臭氧的滅菌機(jī)制及過(guò)程類屬于生物化學(xué)過(guò)程，氧化分解了細(xì)菌內(nèi)部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶。

（2）直接與細(xì)菌、病毒發(fā)生作用，破壞其細(xì)胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA，蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物，使細(xì)菌的物質(zhì)代謝生產(chǎn)和繁殖過(guò)程到破壞。

（3）滲透胞膜組織，侵入細(xì)胞膜內(nèi)作用于外膜脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖，使細(xì)胞發(fā)生通透畸變，導(dǎo)致細(xì)胞溶解死亡。并且將死亡菌體內(nèi)遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、枝原體及熱原(細(xì)菌病毒代謝產(chǎn)物、內(nèi)毒素)等溶解變性滅亡。