水处理基础知识

在人类与自然的互动关系上，水是其中最重要的因素。

     水是生命之源，人类身体的组成物中水占70%以上，地球表面中水面亦占70%以上，水的质量好坏与我们身体健康密切相关。

       世界卫生组织（WTO）调查表明：80%以上的疾病和50%以上的儿童死亡都和饮用水质不良有关。 
      50多年来，我国水污染防治工作虽然经历了五个发展阶段，作了许多工作，在一定程度上控制了水污染发展趋势，但是我国面临的水污染形势十分严峻。我国城市普遍存在这水污染问题，1996年《中国环境公报》指出，在统计的138个城市河段中，

       133个受到不同的污染。70％以上的城市河段不宜作饮用水源，50％的城市地下水受到污染。长江、黄河、珠江、淮河、松花江、辽河、海河等七大水系的水质不断恶化，水污染程度在加剧，范围在扩大
湖泊水库普遍受氮磷和有机物的污染，个别湖水出现重金属污染。

       近年来，我国沿海水体富营养化日益严重，赤潮发生的频率逐年增高，范围逐年扩大。据海洋研究所的报告，从1993年至1997年我国已观察到的赤潮中，东海共发生132次，黄渤海共发生72次，南海发生61次。1999年7月，渤海在不到10天内连续发生两次大面积赤潮。我国水污染如此严重，这是长期以来城市排水工程欠帐太多之故，每年有近300亿立方米污水未经处理直接排放，使水环境的污染量大大超过了自净能力所能承受的程度，从而破坏了水的良性循环，导致水资源危机的加剧，

进而影响城市的可持续发展。 
    水处理(水处理系统，水处理设备或水处理工程)，简单的讲就是通过物理的或化学的手段，去除水中一些对生产、生活不需要或者有害的物质的过程。 水是为了适用于特定的用途而对水进行的沉降、过滤、混凝、絮凝，以及缓蚀、阻垢等水质调理的过程。由于社会生产、生活与水密切相关。因此，水处理领域涉及的应用范围十分广泛，构成了一个庞大的产业应用。 

     常说的水处理包括：给水处理和排水处理两大类。给水处理一般是以将水处理可以应用为前提，是提供给工业使用或者居民使用为目的的水处理系统或水处理设备。排水处理是指将工业生产或者居民生活产生的工业废水和生活污水处理到能达标排放的污水处理系统或者废水处理系统。
 水中的杂质 
H2O=H++OH- 
   在自然界中，单纯由H2O分子构成的纯水是不存在的，水中通常含有以下各种杂质：

1、颗粒物质：水中不溶性的大于10μm的无机和有机杂质（其中大于40μm的肉眼可见），如自来水中常有的泥沙、金属氧化物或氢氧化物等。  
2、离子物质：指溶于水后解离为阴、阳离子的物质,水中阴、阳离子的总和称作水的含盐量。水中铁锰(Fe2+、Mn2+)含量超标(＞0.3mg/L)，应通过锰砂过滤器或曝气装置去除铁锰离子，否则将会对RO膜形成不可清除的沉积污堵。 3、胶体：按大小，胶体是介于离子和颗粒物之间的物质，其尺寸在0.1μm～0.01μm，通常带有负电荷，易与有机物质结合。 
4、有机物：物质可分为有机物和无机物两大类，碳氢类化合物属有机物，非碳氢类化合物为无机物。有机物通常可以燃烧，为构成生命的主要物质。天然有机物主要为水生生物产生的腐殖酸。近年来，工业废液、肥料、杀虫剂等人工合成有机物对水环境有很大污染。溶解于水中的有机物质，主要是多功能团芳香族类的大分子弱性有机酸。 
5、气体：O2、CO2、NH3、N2等部分气体可溶于水，在水中反应后生成某些酸根离子，影响成品水的水质。超纯水若敞放于空气中，水质即迅速下降。 
6、微生物：细菌、病毒、孢子等，其尺寸为微米级。 7、热原：纯水属极低营养环境之水体，但仍有少量细菌——革兰阴性类细菌可以生存，其及诱导菌类进入人体血液，会导致发热，高烧甚至死亡，故称为热原（又称为内毒素）。注射用水和生物细胞类实验用水要求必须去除热源。
水的分类 
在不同的场合，水有不同的种类区别，其水质亦有明显的差别。 1、地下水与地表水 
地下水——有机物和微生物污染较少，而钙镁等离子则溶解较多，硬度较高易结水垢；有时铁/锰/氟离子超标，不能满足生产生活用水需求。 
地表水——较地下水有机物和微生物污染较多，如果该地属石灰岩地区，其地表水往往也有较大的硬度，如四川的德阳、绵阳、广元、阿坝等地区。 
2、硬水与软水 
硬水——水中钙镁等金属离子的总浓度称为硬度，硬水对锅炉等生产用水影响很大，应对其进行软化/脱盐处理。硬度大于200mg/L的通常就称之为硬水。 
软水——即硬度较小的水。 
3、原水与净水 
原水——通常是指水处理设备的进水，如常用的城市自来水(国际称为生活饮用水)/城郊地下水/野外地表水等，常以TDS值（水中溶解性总固体含量）检测其水质,中国城市自来水TDS值通常为100～400ppm。 
净水——原水经过水处理设施处理后即称之为净水。 
4、纯净水与蒸馏水 
纯净水——原水经过反渗透和杀菌装置等成套水处理设施后，除去了原水中绝大部分无机盐离子、微生物和有机物杂质,可以直接生饮的纯水。 
蒸馏水——以蒸馏方式制备的纯水，通常不用于饮用。 
5、纯水和超纯水 
纯  水——以反渗透、蒸馏、离子交换等方法制备的去离子水，其TDS值通常<5PPm,电导率通常<10μs/cm（电阻值>0.1MΩ.cm）。 
超纯水——以离子交换、蒸馏、电除盐等方法将纯水进一步提纯去离子即得，其TDS值不可测，电导率通常<0.1μs/cm（电阻值>10MΩ.cm），其离子几乎完全去除。理论上最纯水电阻值为18.25 MΩ.cm。 
6、纯化水和注射用水 
纯化水——医药行业用纯水称之为纯化水，电导率通常要求<2μs/cm。 注射用水——纯化水经多效蒸馏/超滤法再次提纯去除热原后用以配制注射剂。
水处理的基础知识 
    反渗透处理技术

当纯水和盐水被理想半透膜隔开，理想半透膜只允许水通过而阻止盐通过，此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧，这种现象称为渗透，若在膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数值时，水通过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力，当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时，盐水中的水将流入纯水侧，上述现象就是水的反渗透（RO）处理的基本原理。 
2、反渗透简介   RO（Reverse Osmosis）反渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术，源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究，后逐渐转化为民用，目前已广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域。     
RO反渗透膜（材质为芳香族聚酰胺复合材料）孔径小至纳米级（1纳米=10-9米），在一定的压力下，H2O分子可以通过RO膜，而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过RO膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。     
  2. 脱盐率和透盐率 
   水处理相关数据： 1原水水质 2原水温度3原水PH质4操作压力5进水流量6回收率..    回收率 
   RO膜在使用和保存中有如下注意事项： 
脱盐率――通过反渗透膜从系统进水中去除可溶性杂质浓度的百分比。 
脱盐率＝（1－产水含盐量/进水含盐量）×100％ 透盐率――进水中可溶性杂质透过膜的百分比.。 透盐率＝100％－脱盐率 
     回收率＝（产水量/进水流量）×100％