水质基础知识Word格式文档下载.docx
- 文档编号:19448723
- 上传时间:2023-01-06
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:24.32KB
水质基础知识Word格式文档下载.docx
《水质基础知识Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水质基础知识Word格式文档下载.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
阴离子氯离子、硫酸盐离子、磷酸盐离子等。
离子物质通常易溶于水中,溶解物质可以用离子交换或除盐等方法予以去除。
4、不反应的溶解气体
如空气中的氮气等。
5、可反应的溶解气体
天然水中常见的溶解气体有氧气(O2)、二氧化碳(CO2)、有时还有硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO2)、氮气(N2)和氨(NH3)等。
这些溶解于水中的气体,大都对金属有腐蚀作用,是引起水系统金属腐蚀的重要因素。
空气中的CO2对纯水影响最大。
CO2存在于空气中并很容易溶于水中,使水质呈酸性,即PH值低于7。
水质越纯,越易受空气的影响,影响主要表现为PH值、电导(阻)率。
6、微生物
主要指水中的细菌含量。
中国自来水的常规细菌允许含量<100cfu/ml;
纯水的常规细菌允许含量<1cfu/ml。
7、热源
热源又称细菌内毒素,主要用于医药用水特别是注射用水时需考量热源的含量控制。
实验室中有细胞培养等生物方面的应用时,对热源用含量控制要求。
8、有机物质
水中的有机物质主要是指腐殖酸、生活污水和工业废水的污染物。
腐殖物质是水生生物一类的生命活动过程的产物。
这些有机物污染着水体,并使水质恶化。
水中的有机物有个共同特点,就是要进行生物氧化分解,需要消耗水中的溶解氧,而导致水中缺氧。
同时会发生腐败发酵,使细菌滋长,恶化水质,破坏水体;
工业用水的有机污染,还会降低产品的质量。
有机物是引起水体污染的主要原因之一。
地表水中有机物含量通常高于地下水中的含量。
9、残留消毒剂
自来水公司为控制水中的细菌含量,会添加消毒剂来控制总细菌数。
常用的消毒剂为含氯制剂,当氯加到水中会产生含氧化性极强的化合物如余氯,起到消毒杀菌的作用。
对于采用反渗透技术的水处理设备而言,氧化性极强的余氯会对RO膜造成很大的损伤,因此在预处理中必须严格去除。
常用活性碳吸附去除。
二.10种常见的水处理方法
1.沉淀过滤法
这是一种最原始的过滤方法,它是依靠水中微粒杂质的自身重量下沉来达到分离的目的。
常用于水中杂质颗粒较大的场所,如江河湖水的初步自然澄清过滤。
2.蒸馏法
蒸馏法是把水加热,变成气体,分出混入气相中的低沸点成分或飞沫成分,低沸点气体放于大气中。
不挥发性不纯物残留于液相中,成为浓缩液排出。
如此把水精制成高纯度的水。
此法耗电耗水量很大,且使用时需有人看守,使用不方便,现已较少使用。
3.薄膜微孔过滤(MF)法
薄膜微孔过滤法包括三种形式:
深层过滤、筛网过滤、表面过滤。
深层过滤是以编织纤维或压缩材料制成的基质,利用隋性吸附或是捕捉方式来留住颗粒,如常用的多介质过滤或砂滤;
深层过滤是一种较为经济的方式,可去除98%以上的悬浮固体,同时保护下游的纯化单元不会被堵塞,因此通常做为预处理。
表面过滤则是多层结构,当溶液通过滤膜时,较滤膜内部孔隙大的颗粒将被留下来,并主要堆积在滤膜表面上,如常用的PP纤维过滤。
表面过滤可去除99.9%以上的悬浮固体,所以也可作为预处理或澄清用。
筛网滤膜基本上是具有一致性的结构,就象筛子一般,将大于孔径的颗粒,都留在表面上(这种滤膜的孔量度是非常精准的),如超纯水机终端使用的用点保安过滤器;
筛网过滤微孔过滤一般被置于纯化系统中的最终使用点,以去除最后的残留微量树脂片、碳屑、胶体和微生物。
4、活性炭吸附法
活性炭依靠吸附和过滤作用主要去除水中的异色、异味、余氯、残留消毒物等有机物杂质。
5.电渗析
渗析是一种物理现象。
如将两种不同浓度的盐水,用一张渗透膜隔开,浓度高的盐水中的溶质如无机盐离子通过膜向浓度低的盐水中渗透,这个现象就是渗析。
这种渗析是由于含盐量浓度不同而引起的,称为浓差渗析。
因为是以浓度差作为推动力,扩散速度始终是比较慢的。
如果要加快这个速度,就可以在膜的两边加一直流电极。
电解质在电场的作用下,会加快迁移的速度,这就称为电渗析。
电渗析耗电量大,且渗析膜片易坏,在反渗透技术出现后已很少使用。
6.离子交换(IX)法
离子交换法的原理是将原水*中的无机盐阴阳离子如钙离子Ca2+、镁离子Mg2+、硫酸盐SO42-、硝酸盐NO3-等,通过与离子交换树脂交换,使水中的阴、阳离子与树脂中的阴阳离子相交换,从而使水得到软化或纯化。
注1:
原水是指相对于每一个过滤单元而言,其进水就称为原水。
离子交换树脂*分为阴离子树脂(R-OH)和阳离子树脂(H-R和Na-R)两种,其中阳离子树脂根据其活性基团的不同而分为钠型树脂(Na-R)和氢型树脂(H-R)。
钠型树脂常用于水质软化,氢型树脂常和阴离子树脂R-OH一起配合使用,以去除水中的无机盐阴阳离子,使水质纯化为超纯水。
注2:
离子交换树脂指离子交换树脂的高分子基团通常以R表示。
纯化过程:
如以H-R代表氢型阳树脂,其纯化水质的交换过程如下:
2H-R+Ca2+=R2Ca+2H+
2R-OH+SO42-=R2SO4+2OH-
以上过程中生成的H+
和OH-再反应:
H++OH-=H2O
即水质通过离子交换器后,水中的无机盐阴阳离子被置换成H2O,达到纯化的目的。
软化过程:
如以Na-R代表钠型树脂,其交换过程如下:
2Na-R+Ca2+=R2Ca+2Na+
2Na-R+Mg2+=R2Mg+2Na+
即水质通过钠离子交换器后,水中的Ca2+、Mg2+被置换成Na+,达到软化的目的。
再生过程:
离子交换树脂使用一段时间后,树脂中的离子被交换完全后,达到饱和程度,失去离子交换能力,此时就需要对树脂进行再生。
软化树脂需要用Nacl即食盐溶液进行再生,再生过程的化学反应与上述软化过程的离子交换反应正好相反。
纯化水用阳树脂需要用酸进行再生,阴树脂需要用碱进行再生。
再生过程的化学反应与上述纯化过程的离子交换反应正好相反。
7.超过滤(UF)法
微孔薄膜是依其过滤孔径的大小来去除微粒,而超滤(UF)薄膜则像一个分子筛,它以尺寸为基准,让溶液通过极微细的孔,以达到分离溶液中不同大小分子之目的。
超滤膜是一种强韧、薄、具有选择性的通透膜,通常认为其过滤孔径约为0.01μm,可截留某种特定大小以上的分子,包括:
胶质、微生物和热源。
较小的分子,例如:
水和离子,都可通过滤膜。
超滤法常用于果汁浓缩、中草药提取、反渗透的预处理、超纯水的终端保安过滤等。
8.反渗透(RO)法
一种高新膜分离技术。
它是以压力为推动力,利用反渗透膜只能透水而不能透过溶质的选择性,从含有各种无机物、有机物、微生物的水体中,提取纯水的物质分离过程。
反渗透膜的孔径小于10埃(1埃等于10-10米),具有极强的筛分作用,其脱盐率高达99%,除菌率大于99.5%。
可去除水中的无机盐、糖类、氨基酸、细菌、病毒等杂质。
现已广泛应用于海水的淡化处理、纯净水的生产,超纯水的制备、及其它以细菌、热原、胶体、微粒和有机物为去除目的的先进工艺。
如果以原水水质及产水水质为基准,经过适当设计后,RO是将自来水纯化的最经济的有效方法,同时也是超纯水系统最好的前处理方法。
9.紫外线(UV)、臭氧灭菌法
紫外灯所放射出来的254nm的紫外线是一种有效的杀菌方法,因为细菌中的DNA及蛋白质会有吸收紫外线导致死亡。
紫外线灭菌法
臭氧灭菌法:
采用臭氧发生器产生臭氧,加入纯水中,灭菌效果极好。
10、EDI法
一种新的去离子水处理方法。
又称连续电除盐技术,EDI装置将离子交换树脂充夹在阴/阳离子交换膜之间形成EDI单元。
这种方法不需再用酸碱对树脂进行再生,环保性好。
现已广泛应用。
三、各种水处理方法与处理对象的比较
符号标注:
◎表示优良,○表示良,△表尚可,×
表不好.
离子状物质
微粒子
微生物
热源
有机物
1)活性炭过滤
-
×
因炭沫等而增加
层内的微生物增殖
有除去能,也会因层内菌而增加1000-2000
○
有效果
2)离子交换
◎
大致完全脱盐
因树脂破片等而增加
稍有除去能力,但常自行氧化劣化而成为有机物源
3)反渗透
脱盐率90-99%
10Α以上者除去
内毒素0.1ng/ml以下兔子试验合格鲎鱼试验
△
依有机物种类除去40-90%分子量200-300以下穿过
4)超滤(UF)
不除去
20A以上者除去
同上
也取决于分划分子量,除去分子量1万-2万以上的物质
5)精密过滤
除去能力大
6)蒸馏
大致完全脱盐(μs=0.2)
除去但要注意,飞沫同伴
除去
内毒素0.1ng/ml以下大白鼠试验合格鲎鱼试验
7)紫外线杀菌
有机物氧化分解,如CO2溶解于水产生的水质电阻变化
杀菌
有机物氧化分解
四、水处理常用名词解释
1.什么是水的浑浊度?
答:
由于水中含有微粒杂质,使得原是无色透明的水产生浑浊现象,其浑浊的程度称为浑浊度。
浑浊度的单位是用“度NTU”来表示的。
控制浑浊度是工业水处理的一个重要内容,根据水的不同用途,对浑浊度有不同的要求:
生活饮用水的浑浊度不得超过5度;
在工业水处理中,主要是采用混凝、澄清和过滤的方法来降低水的浑浊度。
2.什么是水的硬度?
水中有些金属阳离子,同一些阴离子结合在一起,容易形成水垢,附着在物体表面,我们把水中这些金属离子的总浓度称为水的硬度。
如在天然水中最常见的金属离子是钙离子(Ca2+)和镁离子(Mg2+)、它与水中的阴离子如碳酸根离子(CO32-)、碳酸氢根离子(HCO3-)、硫酸根离子(SO42-)、氯离子(Cl-)、以及硝酸根离子(NO3-)等结合在一起。
形成钙镁的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物、以及硝酸盐等硬度。
水中的铁、锰、锌等金属离子也会形成硬度,但由于它们在天然水中的含量很少,可以略去不计。
因此,通常就把Ca2+、Mg2+的总浓度看作水的硬度。
通常,地下水、井水等的硬度较大,地表水的硬度较小。
中国北方地区的水质较硬,南方地区的水质较软。
若水质的硬度较大,则在反渗透处理之前必须对原水进行软化,否则易在RO膜表面结垢,影响RO膜的产水质量及使用寿命。
水的硬度对锅炉用水的影响很大,因此,锅炉用水时必须进行软化或除盐处理。
3.什么是水的总固体、溶解固体和是悬浮固体?
水中除了溶解气体之外的一切杂质称为总固体。
而水中的固体又可分为溶解固体和悬浮固体。
这二者的总和即称为水的总固体。
溶解固体是指水经过过滤之后,那些仍然溶于水中的各种无机盐类、有机物等。
悬浮固体是指那些不溶于水中的泥砂、粘土、有机物、微生物等悬浮物质。
总固体的测定是蒸干水分再称重得到的。
4.什么是水的含盐量?
TDS值?
水的含盐量(也称矿化度)是表示水中所含盐类的的总含量。
由于水中各种盐类一般均以离子的形式存在,所以含盐量也可以表示为水中各种阳离子的量和阴离子的量的和。
水的含盐量与溶解固体的含义有所不同,因为溶解固体不仅包括水中的溶解盐类,还包括有机物质。
同时,水的含盐量与总固体的含义也有所不同,因为总固体不仅包括溶解固体、还包括不溶解于水的悬浮固体。
所以,溶解固体和总固体在数量上都要比含盐量高。
但是,在不很严格的情况下,当水比较清净时,水中的有机物质含量比较少,有时候也用溶解固体的含量来近似地表示水中的含盐量。
水质的TDS值是指溶解性总固体含量。
在水处理计算中,通常被用作水质含盐量的代替值,常可用TDS笔作快速测得,其单位为。
通常TDS、电导率间的关系可简易换算为:
1ppm=2us/cm
5.水的电阻率、电导率?
二者的关系?
水的电阻率和电导率的大小,与水中含盐量的多少、水中离子浓度、离子的电荷数以及离子的运动速度有关。
水越纯,电阻率越大,电导率越小。
电阻和电导是成反比的关系。
目前最纯的水质电阻率为18.25MΩ.cm。
需了解中国实验室水质标准GB6682-92的PH、电阻等指标。
水质越纯,电阻率和电导率越易受空气中的CO2的影响,因此超纯水的电导电阻检测必须在线检测,才可保证其准确性。
6.什么是水的PH值?
有什么意义?
水的PH值是表示水质酸碱性的相对值。
PH值范围规定在1-14之间,以7为中性的界限,1<PH<7时水质为酸性,PH值越小,酸性越强;
7<PH<14时水质为碱性,PH值越大,碱性越强。
纯水的PH值很容易受空气中的CO2的影响,水质越纯,对CO2的溶解性越强,因此中国实验室水质标准GB6682-92对一、二级纯水的PH值不作规定。
7.什么是ppm、ppb?
1ppm(partspermillion)就是指1毫克/升。
即表示1升水中含有多少毫克的杂质,故1毫克/升的杂质相当于水中含有百万分之一份杂质。
1微克/升相当于水中含有十亿分之一份的杂质,也可以ppb来表示。
1mg/L=1ppm
1μg/L=1ppb
1ppm=1000ppb
8.什么是水的预处理?
预处理有哪些主要方法?
水的预处理是在水精制处理之前,预先进行的初步处理,以便在水的精处理时取得良好效果,提高水质,延长精处理设备的使用寿命。
预处理的方法很多,主要有预沉、混凝、澄清、过滤、软化、消毒等。
用这些方法预处理之后,可以使水的悬浮物(浊度)、色度、胶体物、有机物、铁、锰、暂时硬度、微生物、挥发性物质、溶解的气体等杂质除去或降低到一定的程度。
预沉
就是大容积、低流速的自然沉淀处理,如沉沙池、预沉池。
混凝
利用铁盐、铝盐、高分子等混凝剂,与水中的杂质通过絮凝和架桥作用生成大颗粒沉淀物,然后通过其他设备,如澄清池、过滤池等,予以除去。
澄清
通过混凝剂作用而形成的大颗粒沉淀物在澄清池内分离,沉淀物除去,得到澄清水。
过滤
将被处理的水,流经装有特殊过滤材料装置,如各种滤池等,截留水中杂质,予以去除。
软化
采用化学药剂,如石灰水、苏打粉等,使水中碳酸氢盐硬度除去;
或是采用阳离子交换树脂等方法除去水中的钙、镁、铁离子等,这一过程称为软化。
消毒
加入杀菌剂,如液氯、漂白粉等,杀灭水中的微生物。
9、常用实验项目缩写名称的说明:
PCR―――分子生物测试.基因研究及细胞培养等
IVF―――受精卵培养
AA―――原子吸收分析仪
HPLC―――高效液相色谱
ICP――――电感耦合等离子光谱
TOC―――总有机碳
10、水的压力
版权所有:
美国莱伯泰科(中国)发展公司
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水质 基础知识