直引水機(jī)制水原理

1、孫利強(qiáng)孫利強(qiáng) 2003年年12月月10 預(yù)處理單元設(shè)備預(yù)處理單元設(shè)備l11 多介質(zhì)過(guò)濾器多介質(zhì)過(guò)濾器l12 活性炭過(guò)濾器活性炭過(guò)濾器l13 軟化器軟化器 l14 精密過(guò)濾器精密過(guò)濾器 11 多介質(zhì)過(guò)濾器l 多介質(zhì)過(guò)濾罐大多填充石英砂、無(wú)煙煤和錳砂等濾料。濾料之間形成的微小空隙對(duì)水中的細(xì)小懸浮物和細(xì)菌有機(jī)械阻撓和吸附作用，同時(shí)這些被截留的固體物質(zhì)相互之間又發(fā)生重疊和橋梁作用，猶如在濾層的表面形成過(guò)濾膜，繼續(xù)過(guò)濾水中的固體雜質(zhì)。從而使水濁度降低，而且使水中的細(xì)菌、病毒、有機(jī)物隨著濁度的降低被大量去除。由于水中的細(xì)菌、微生物失去混濁物的保護(hù)更加有利于殺菌處理，從而為后續(xù)的消毒工序創(chuàng)造條件。錳砂對(duì)鐵、

2、錳的去除效果顯著。12 活性炭過(guò)濾器l活性炭具有大量的微孔和巨大的比表面積，具有極強(qiáng)的物理吸附能力?；钚蕴窟^(guò)濾器功能有三：la、活性炭對(duì)有機(jī)物的吸附最為有效，能夠十分有效的吸附水中雜質(zhì)，尤其是有機(jī)物和微生物。lb、活性炭表面形成的含氧官能團(tuán)，使活性炭具有催化氧化和化學(xué)吸附的功能，可以去除一部分水中的金屬離子。lc、活性炭對(duì)水中尚存的余氯有極強(qiáng)的吸附作用，以保護(hù)下游的不銹鋼設(shè)備及管道表面和滿足后續(xù)水處理單元的入水要求。 13 軟化器l軟化罐內(nèi)填充鈉型陽(yáng)離子交換樹脂。軟化過(guò)程中，水中的鈣、鎂離子被樹脂中鈉離子置換出來(lái)，以防止鈣、鎂離子與碳酸根、硫酸根離子結(jié)合，致使在后續(xù)水處理設(shè)備或管道中結(jié)垢。當(dāng)樹

3、脂中的鈉離子被鈣、鎂離子置換到一定程度時(shí)，需要用氯化鈉水溶液對(duì)樹脂進(jìn)行再生處理。以保護(hù)其發(fā)揮應(yīng)有的作用。 14 精密過(guò)濾器l精密過(guò)濾器又稱保安過(guò)濾器，過(guò)濾精度一般為 3。其作用在于截留一切顆粒大于3 的物質(zhì)，以滿足反滲透的進(jìn)水要求。20 初級(jí)脫鹽單元設(shè)備初級(jí)脫鹽單元設(shè)備l21 反滲透裝置 21 反滲透裝置反滲透裝置 l反滲透是本世紀(jì)六十年代發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)的膜分離技術(shù)。反滲透技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵在于起除鹽作用的反滲透膜的性能。反滲透膜是一種只允許水分子通過(guò)而不允許溶質(zhì)透過(guò)的半通透膜。反滲透技術(shù)除了應(yīng)用滲透和反滲透的原理外，還利用了膜的選擇吸附和針對(duì)有機(jī)物的篩分機(jī)理。反滲透膜的孔徑大多小于等于101

4、010，其分離對(duì)象為溶液中處于離子狀態(tài)和相對(duì)分子質(zhì)量為幾百左右的有機(jī)物。它能夠?yàn)V除各種細(xì)菌，如最小的細(xì)菌之一綠膿桿菌（30001010），也能濾除各種病毒，如流感病毒（8001010），腦膜炎病毒（2001010）。水處理相關(guān)知識(shí)水處理相關(guān)知識(shí) l（一）、水的結(jié)構(gòu)和特性l（二）、水和水中含有的雜質(zhì)l（三）、主要的水處理方法，效果及應(yīng)用l（四）、反滲透基礎(chǔ)知識(shí) 1、 水的結(jié)構(gòu)和特性水的結(jié)構(gòu)和特性l 水的化學(xué)簡(jiǎn)式為H2O，但液態(tài)的水并不是全由單分子的H2O分子所組成，它還含有兩個(gè)、三個(gè)或更多H2O所締含的分子及少量的氫離子和氫氧離子。單分子水（H2O）中，H和O以共價(jià)鍵相結(jié)合，其結(jié)構(gòu)式可寫為HOH

5、，但它的兩個(gè)H和一個(gè)O的中心不在一水分子靠氧的一端帶負(fù)電荷，靠氫的一端帶正電荷，呈現(xiàn)極性，因此水分子為極性分子。水分子間存在分子間力，一個(gè)H2O和另一個(gè)H2O之間可以形成一種不十分牢固的化學(xué)鍵氫鍵。氫鍵使水分子三三兩兩地結(jié)合在一起。l 綜上所述，水分子是通過(guò)氫氧間共價(jià)鍵形成的。由于結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，使水分子具有強(qiáng)極性，氫氧鍵的鍵能很高，水分子間除存在分子間力作用外還有氫鍵作用。水的這種特殊結(jié)構(gòu)決定了水的異常特性。水的特性是熱容量大、熱穩(wěn)定性高、溫度體積效應(yīng)的反常性、表面張力大、及溶解能力強(qiáng)，人們利用水的這些特性應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，這里我們主要討論水的溶解能力強(qiáng)溶解能力強(qiáng)這一特性。l直線上，形成104.

6、5度的三角結(jié)構(gòu)： H H O2.水和水中含有的雜質(zhì)水和水中含有的雜質(zhì)（不包括人為污染）（不包括人為污染）l 水的溶解能力極強(qiáng)，使水成為一種良好的溶劑（水中的溶解物為溶質(zhì)）。眾所周知，在兩種液體相互溶解或固體溶解于液體時(shí)，一般都遵循“相似相溶”的原則。大多數(shù)無(wú)機(jī)物質(zhì)可溶解于水中，是因?yàn)榇蠖鄶?shù)無(wú)機(jī)物質(zhì)為極性分子。水的溶解能力強(qiáng)，使自然界的水在循環(huán)過(guò)程中混雜和溶解了各種雜質(zhì)，按其顆粒的大小可以將各種雜質(zhì)分成三類：l懸浮物 粒徑在10-7 m 以上的微粒，主要指泥土、砂礫和動(dòng)植物殘余體等不溶性雜質(zhì)。l膠體物 粒徑在10-710-9 m之間的微粒，是許多分子和離子的集合體，主要是鐵、鋁、硅的化合物及動(dòng)植

7、物的有機(jī)分解物。l溶解物粒徑小于10-9 m溶解在水中的礦物質(zhì)鹽類離子和氣體（如氧氣和二氧化碳）。天然水中溶有離子的概況類別陽(yáng)離子 陰離子 濃度范圍名稱符號(hào)名稱符號(hào) （MG/L）I鈉離子鉀離子鈣離子鎂離子Na+K+Ca2+Mg2+碳酸氫根氯離子硫酸根硅酸氫根HCO3-Cl- SO2-HSiO3- 1105 II銨離子鐵離子錳離子NH+Fe2+Mn2+碳酸根硝酸根氟離子CO2-NO3-F- 0.110III鋁離子鎳離子銅離子鈷離子鋅離子Al3+Ni2+Cu2+Co2+Zn2+硫氫酸根硼酸根亞硝酸根磷酸氫根磷酸二氫根Fe3+Mg2+Ca2+Li+Na+K+lPO3-SO2-HCO-Cl-Br-I-

8、l 由于反滲透膜的這一特性，在飲用水處理中，還帶來(lái)客觀上的好處，即它對(duì)有害重金屬物質(zhì)如鋁、汞、鎘等去除率可高達(dá)98%，而對(duì)人體有用的微量元素鉀、鈉、氟、硒等去除率只有85%左右，因此用一級(jí)反滲透膜制備的純凈水還保留了部分微量元素。另外反滲透膜對(duì)小于水分子的氣體（如氧氣，二氧化碳）是能通過(guò)的，它保留了全部氧氣。l這里還要說(shuō)明一下，反滲透膜截留的雜質(zhì)，在設(shè)計(jì)中將其隨時(shí)沖洗排出，這既保證了反滲透膜的壽命，又使它制備的純凈水水質(zhì)穩(wěn)定。這是其他水處理方法無(wú)法比擬的。反滲透工作過(guò)程示意圖反滲透工作過(guò)程示意圖反滲透膜高壓原水 純凈水 濃縮水 原水 十字分流 一部分透過(guò)反滲透膜 收集成純凈水 一部分沖洗反滲透

9、膜 濃縮水 （五）、人體攝入礦物質(zhì)元素要適量（五）、人體攝入礦物質(zhì)元素要適量l也許有人要問(wèn)：長(zhǎng)期飲用純凈水，人體會(huì)不會(huì)缺少礦物質(zhì)呢？不會(huì)。據(jù)專家研究得出，人體所需礦物質(zhì)只有1-5%是從水中攝取的，而其余所需的95%以上的礦物質(zhì)，均來(lái)源于食物。也就是說(shuō)，對(duì)于純凈水中缺少的部分人體所需礦物質(zhì)，我們可以通過(guò)食物來(lái)調(diào)節(jié)。但如果飲用水中含有的礦物質(zhì)過(guò)量，則會(huì)對(duì)人體造成危害。l人體內(nèi)，除去碳、氫、氧、氮以外的元素謂之礦物質(zhì)，是無(wú)機(jī)鹽與微量元素的總稱。人體必需的礦物質(zhì)元素有21種，宏量元素鉀、鈉、鈣、磷、鎂、氯、硫共7種；微量元素鐵、鋅、碘、硒、氟、銅、錳、鉻、鎳、釩、錫、硅、鈷共14種。這些元素為人體生理

10、所必需，在組織中含量較恒定，在新陳代謝中，每天均有一定量的礦物質(zhì)經(jīng)各種途徑排出體外，故需經(jīng)常從膳食中給以補(bǔ)充。一般情況下兩者要保持平衡，即人體每天攝入的礦物質(zhì)元素要適量。其實(shí)人體每天攝入的營(yíng)養(yǎng)素，包括蛋白質(zhì)、脂類、碳水化合物、熱量、礦物質(zhì)、維生素都要適量，才有利于健康。 l 人體所需礦物質(zhì)元素，其中一部分，如鈣是通過(guò)人體自身的調(diào)節(jié)來(lái)保持平衡的；而另一部分，特別是微量元素，如碘、硒、氟是要由供給量來(lái)控制所需量的。對(duì)這部分元素的供給量是要掌握一定范圍的，少了不能滿足機(jī)體的需要，多了造成中毒，例如：l碘適宜量150200g/日，安全范圍501000g/日，超過(guò)安全范圍均易得甲狀腺腫。l硒適宜量502

11、50g/日，安全范圍17500g/日，少于l17g/日，得克山病，超過(guò)500g/日,硒中毒。l氟適宜量1.8mg/日，安全范圍1.84mg/日（兒童3mg/日），低于1.8mg/日，易得齲齒和骨質(zhì)疏松癥；超過(guò)4mg/日，氟中毒（氟斑牙和骨質(zhì)疏松）。l食物中礦物質(zhì)分布很廣，一般均可滿足機(jī)體的需要，并且只有食物中的礦物質(zhì)才有利于人體的吸收。而水中的無(wú)機(jī)鹽一般不能直接吸收或吸收率很低（1%），但是有些元素如碘、氟吸收率很高，幾乎全部都能被直接吸收，而食物中這些元素的含量不能滿足機(jī)體需要，要由人工添加或從飲水中獲得。對(duì)這些元素要進(jìn)行比較精確的計(jì)算，應(yīng)根據(jù)居住地區(qū)的具體情況來(lái)決定，例如缺碘地區(qū)加碘食鹽其比例為1噸食鹽加10g碘化鉀，碘化鉀含碘76.5%,若每人每天攝入5g鹽,則可獲得115ug的碘,完全滿足人體需要,如果再補(bǔ)碘則可能碘中毒,對(duì)高碘地區(qū)則不能再使用加碘食鹽。 l氟的供給量就更難掌握,一般食物每日攝入0.81.6mg，不足部分由水補(bǔ)充（10.2mg）,但是水中的氟如果超過(guò)1mg/L，又使攝入量超過(guò)安全量。若每人每日補(bǔ)充水3升