水的净化知识

自来水中的污染物：

1. 粒子：包括沙砾，泵中的残片等。这些粒子会堵塞阀、滤膜、管道及反渗透膜等。一般用过滤、显微镜方法可检测出。

2. 可溶无机物：指使水变硬的Ca、Mg、Si等物质，及CO2、N、P等物质。测试方法一般用电阻率和电导系数。

3. 可溶有机物：如，除草剂、杀虫剂、气溶胶、动植物组织腐蚀物。

4. 微生物：水的表面有各种各样的微生物，包括细菌、原生物、藻类等。

净化水基本方法：

通常的纯水化系统，主要采用以下的净化水技术：

1. 离子交换树脂去离子 ：生产纯水最传统的方法。去离子过程是将水中的正离子与离子交换树脂中的H+ 离子交换。自来水中的负离子与离子交换树脂上的OH-离子交换，从而达到净化水的目的。因此，离子交换树脂经过一段时间的使用后，都要再生或更换。通过离子交换去除离子。能除去几乎所有的离子物质，而对非离子类物质无能为力。如果只用去离子化手段，不能生产出高纯度的超纯水。

2. 反渗透 ：渗透是水通过一个半透膜从低浓度流向高浓度的一边。如果使用一个高压泵对高浓度溶液提供比渗透压差大的压力，水分子将被迫通过半透膜到低浓度的一边，这一步骤称为反渗透。反渗透可以滤除95%-99%的绝大多数污染物。因为它出众的净化效率，反渗透是目前纯水系统的一个最为有效的技术。因为反渗透能去除绝大部分的污染物，若配合终端混合离子交换器，能显著地延长去离子交换器的使用时间。经反渗透处理的水是高品质的纯水，适合各种行业使用。

3. 活性碳过滤：化学吸附去除氯，有机吸附除去可溶性有机物。因为反渗透膜对氯和可溶性有机物比较敏感，所以碳过滤器常放在RO膜前去除这些物质。

4. 微孔过滤：或称亚微米过滤。用一个0.2微米孔径的膜或者中空纤维滤膜，滤除大于0.2微米的污染物。微滤过滤掉来自碳柱的碳微粒。离子树脂的碎片和任何可能进入净化水系统的细菌。

5. 超滤：超滤被用来除去净化水中所有直径大于0.01微米的微粒、热源、微生物。

6. 紫外氧化或光氧化：采用254 nm的紫外光除去系统中的细菌。采用185nm断裂或离子化有机物长链，为后续的去离子和有机吸收做准备。

7. 纳滤：是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术， 其截留分子量在200-1000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、 食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。用反渗透技术可生产出纯净水，但反渗透技术耗能高，产水量低，且去掉了几乎所有对人体有效力的微量元素。而纳滤技术则只脱除掉形成水硬度的Ca、Mg离子，而保留了部分盐类和微量元 素。此外，纳滤还可以脱除掉绝大部分农药、化肥、清洗剂等化工产品残留物，避免其对人体的危害。美国、日本等国已有效地采用纳滤技术脱除了水中87%~98~的THM的前驱物。纳滤技术在食品工业、制药工业等领域的应用很广，我公司的科技人员能够根据纳滤的特性， 并结合自己所从事的研究或生产工作加以推广应用。

反渗透系统的原理

　 反渗透系统是60年代发展起来的一项膜分离技术。此技术发展迅速，现已广泛用于水淡化除盐，制取高纯水和纯净的饮用水等方面。反渗透膜的孔径大都10×10^-10m，它的分离对象是溶解中的离子和分子量几百以上的有机物。

　 只能透过溶剂而不能透过溶质的膜一般称之为理想的半透膜。当把溶剂和溶液（或把两种不同浓度的溶液）分别置于此膜的两侧时，纯溶剂将自然穿过半透膜而自发地向溶液（或从低溶液向高浓度溶液）一侧流动。这种现象叫渗透（Osmosis）。当渗透过程进行到溶液的液面产生一个压力，以抵销溶剂向溶液方向流动的趋势，即达到平衡，此压力称为该溶液的渗透压。

　 渗透压的大小取决于溶液的种类、浓度和温度，而与膜本身无关。在这种情况下，若在溶液的液面上再施加一个大于渗透压的外加压力时，溶剂将与原来的渗透方向相反，开始从溶液向溶剂一侧流动，这就是所谓反渗透（Reverse Osmosis），凡基于此原理所进行的浓缩或净化溶液的分离方法，一般称之为反渗透工艺。
反渗透是渗透的一种反向迁移运动，它主要是在压力推动下，借助半透膜的截留作用，迫使溶液中的溶剂与溶质分开。溶液浓度越高，渗透压值越大。在反渗透过程中所要施加的压力，在系统和膜强度允许的范围内，必需远大于溶液渗透压值，一般为渗透压值的几倍到近几十倍。

　　当盐的水溶液与多孔的半透膜表面接触时，则在膜的溶液界面上选择吸附一层水分子，在反渗透压力的作用下，通过膜的毛细管作用流出纯水。并连续地流出形成界面纯水层。

　 至于对有机物的去除，属筛分机理。因此，这与有机物的分子量大小和形状有关。　孔径较大的膜，一般应用在超滤范围，称为超滤膜。超滤膜的孔为2nm^-10nm，而反渗透膜的孔径为0．3nm－2nm。

　 所以，反渗透膜过滤能够更好的除去各种细菌，如最小的细菌“绿脓杆菌“（3000×10^-10M）：也能滤除各种病毒，如流感病毒（800×10^-10M），还能滤除热原（10－500×10^-10M）

反渗透的特点和应用

　　反渗透法具有设备构型紧凑，占地面积小、单位体积产水量及能量消耗少等优点，已应用于几乎所以行业。如前所述，它是在没有相变的情况下，依靠大于渗透压的压力推动，通过膜的毛细管作用流出淡化的水，而且它还具有膜的筛分作用，能除去极小的细菌、病毒和热原。因此自从开发以来发展迅速，不仅用于海水或苦咸水的淡化，也作为锅炉补给水的预除盐和制取超纯水，离子交换前的预除盐，受到需要既能除盐又要求除去细菌、微粒等行业的欢迎。近年来，国外开始认为饮用水主要要纯而不需要靠饮用矿泉水来提供矿物质，所以它又被广泛用来处理一般的自来水从而提供优质的饮用水（俗称太空水）