[教学]概述净化水装置工艺

1、世界上大多数的水体污染严重，加剧了水资源紧缺的矛盾。 传统的自來水处理方法，已不能保证提供品质优良的饮用水，而 且在市政供水中还存在着两次污染的问题，如高层的水箱供水， 漫长的自来水输送管线，都会造成潜在的铁锈，水垢及微生物等 污染问题，因此，各种品牌的净水器应运而工。分类净水器按水质处理方式，可分为以下11大类。1. 软化法是指将水屮硬度（主要指水屮钙、镁离子）去除 或降低一定程度的水。水在软化过程中，只是软化水质，而不能 改善水质。2. 蒸憾法是指将水煮沸，然后收集蒸汽，使之冷却和凝结 成液体。蒸憾水是极安全的饮用水，但有一些问题要进一步探讨。 由于蒸憎水不含矿物质，这成为反对者提出人的寿

2、命容易老化的 理由。另外利用蒸傭法成本较高，耗费能源，不能去除水中挥发 性物质。3. 煮沸法 是指自来水煮沸后饮用，这是一种古老的方法，在国内普遍地应用。水煮沸可杀死细菌，但对一些化学物质和重金属不能去除，即使其含量极低，所以饮用仍是不安全的。4. 磁化法 是指利用磁场效应处理水，称为水的磁化处理。 磁化处理的过程就是水在垂直于磁力线的方向通过磁铁后，即完 成磁化处理的过程。我国对水的磁化处理，到目前为止仍是处于 实践和研究的初级阶段，国外的净水器没有磁化功能的要求，因 为磁化水不属于净水的范围，而是属于医疗方面的问题。5矿化法 是指在净化的基础上再向水中增添对人体有益的 矿物元素（如钙、锌、

3、總等元素）其目的是发挥矿泉水的保健作 用。市售净水器一般通过在净水器中添加麦饭石来达到矿化的目 的，但人为的矿化功效现在还是一个有争议的问题。6. 臭氧、紫外线杀菌这些方面都只能杀菌，去除不掉水中 的重金属和化学物质，经杀死的细菌尸体仍残留在水中，而成为 热原。7. 整水器整水器是li本新发明的产品，它是把水先进行净 化处理，然后再进行电解活化，其碱性活化水与人体内环境之 ph值相对应，对人体有保健作用，适于饮用；酸性活化水可用 于洗脸、洗澡，有美容作用。不过，对整水器的整水原理、整水 水质以及使用后对人体的影响，均有不同的看法，需进一步探讨。8. 活性碳吸附可分为以下三种形态8. 1颗粒活性

4、炭 较为常用，多用本质、煤质、果壳（核） 等含碳物质通过化学法或物理活化法制成。它有非常多的微孔和 比表面积，因而具有很强的吸附能力，能有效地吸附水中的有机 污染物。此外在活化过程中，活性碳表面的非结晶部位形成一些 含氧官能团，这些基团使活性碳具有化学吸附和催化氧化、还原 性能，能有效去除水中一些金属离子。& 2渗银活性碳 将活性炭和银结合在一起，不仅对水中有 机污染物有吸附作用，还具有杀菌作用，而且在活性炭内不会滋 长细菌，解决了净水器出水有时出现亚硝酸盐含量高的问题。当 水通过渗银活性碳时，银离子就会慢慢释放出来，起到消毒杀菌 作用。由于活性炭对除去水中色、嗅、氯、铁、神、汞，氧化

5、物、 酚等具有较好效果，除菌效果90%以上，因此被应用小型净水 器中。8. 3纤维活性炭有机炭纤维经活化处理后形成的一种新型 吸附材料，具有发达的微孔结构，巨大的比表面积，以及众多的 官能团。国外在采用纤维活性炭进行溶剂回收，气体净化等方面 已取得了显著的成就；在水处理应用方面也做了大量的研究工 作。9. ro逆渗透膜ro逆渗透是一种通过目前国际流行的反 渗透等办法,对原水进行过滤处理（物理法）后不添加任何化合 物而生产出可供人类直接饮用的纯净水机器（也称为终端净水设 备）。采用水质符合中国卫生部生活饮用水水质卫生规范（2001 ）规定的市政自来水为原水，通过2个活性炭滤芯（1个 颗粒活性炭、

6、个烧结活性炭）1个ppf溶喷滤芯对原水进行预 过滤，再对预过滤水施加压力令其通过孔径大小为万分之一微米 的ro （反渗透，英文reverse osmosis）膜，最后通过材质为 杲壳（椰壳）的载银活性碳（又名小t33）调节水的酸碱度（使 制出的纯净水口感变得甘甜醇美）而生产出纯净水。ro逆渗透净水机，引进美国先进的超低压逆渗透技术和配 件,生产出国内最为先进的家用和团体用纯净水装置，该装置产水 优质、安全运行、稳定可靠、操作简单，占地面积小，最有效的 去除水中钙、镁、细菌、有机物、无机物、金属离子和放射性物 质等，经过该装置净化出的水晶莹清澈、甜美甘醇。该装置适用 于家庭和宾馆、酒店、医院等企

7、事业单位饮用净水使用。ro逆渗透净水机制出的纯净水相对于桶装水更新鲜、更卫 生、更安全，它的用途非常广泛：可以生饮，也可以烧开喝，在 这方面最突岀的特点是水壶或电暖瓶再也不会结水垢了；纯水用 于烹饪，更加卫生，更加可口；用纯水洗浴，可以清除皮肤上的 杂质，滋润皮肤，起到自然美容的效杲；可以提供给加湿器、蒸 汽熨斗、美容仪等小家电所需用水，决不会出现让人讨厌的水垢; 与制冰机配套使用，制成的冰块晶莹剔透，无任何异味。逆渗透技术：逆渗透原文是reverse osmosis,它是美 国太空总署集合多国科学家，在政府支持下，花费数十亿美元, 经过多年研究而成。逆渗透的原理是在原水一方施加比自然渗 透压

8、力更大的压力，使水分子由浓度高的一方逆渗透到浓度低的 一方。由于逆渗透膜的孔径远远小于病例毒和细菌的几百倍乃 至上千倍以上，故各种病毒，细菌，重金属，固体可溶物，污 染有机物，钙镁离子等根本无法通过逆渗透膜，从而达到水质软 化净化的目的。10. 微过滤及超过滤法 微过滤法是用纤维索或高分子材料 制成的微孔滤膜，利用其均一孔径来截留水中的微粒、细菌、胶 体等，使其不通过滤膜而被去除。这种微孔膜过滤技术又称粒密 过滤技术，能够过滤微米或纳米级的微粒和细菌。超过滤和微过 滤都属于膜分离技术，两者之间不存在明显的界限，超过滤的工 作压力一般以0.3兆帕左右，可去除水屮大分子物质、细菌、病 毒等，但通量

9、较低。11. 复合型当一种工艺难以去除水中有害物质吋，采用二 种或两种以上的工艺即为复合型。如活性炭吸附？紫外线杀菌、 活性炭吸附？反渗透、活性炭吸附？微过滤（超过滤）、聚丙烯超 细纤维？活恬炭？微过滤（超过滤）等。在复合型净水器屮，膜技 术复合净水器净水性能优良，特别在去除微生物（细菌、藻类等） 方面有比较显著的效果，其中一些品质优良的净水器出水可以直 接生饮，得到了广大消费者的欢迎，已成为净水器当前发展的热 点。从以上净水器的分类方法中不难看出，家用净水器实质上是 给水深度处理的小型化，其主耍处理对象是自来水中的浊度、色 度、异嗅和有机物等。它一般由预过滤（粗滤）、吸附、精滤（微 过滤、超

10、过滤、反渗透）等三部分组成。其屮吸附（通常采用活 性炭吸附）和精滤是去除水中有机物、异嗅和色度的主要手段， 客观存在的运行情况直接影响净水器的出水水质。家用净水器的 服务对象是千家万户，但市于使用地区的水质，水压条件差异很 大，使用者又缺乏必要的操作知识，而目前的产品设计无法应付 千变万化的情况，因此净水器的生产厂家应考虑到让使用者掌握 一定的专业知识，规范化的安装和操作净水器，使出水水质达到 理想的效果，让使用者放心。净水器的设计和制造是一门综合性科学技术。净水器的设计 原则应为用户着想。就我国各地区水质特点而言，长江沿岸和人 员稠密地区有机物污染严重，而全国各地乡镇小型的供水企业和 地下水

11、使用地区存在着细菌污染的问题。因此只有部分品质优良 的净水器能适应全国各地不同的水质，所以净水器生产厂商应根 据不同地区的水质条件，精心设计出能适应不同水源，但处理效 果良好的净水器。从六十年代开始，国外对饮水净水器的研究与开发是非常重 视的，在七十年代达到高峰一直持续至今。其盛行原因，在于环 境污染li益恶化，人们对饮水卫生的要求不断提高。其间虽然某 些净水器的功效不尽如人意，遭到社会的指责，一度进入衰退期, 但是随着科学技术的不断进步，各种净水设备的性能也大大提 高，这就保证了净水行业的主攻方向一是除菌，二是有机污染物 和无机污染物，另外国外净水器在向纯净的方向发展，自然就不 提倡对净化水

12、进行人工矿化、磁化。为了保障广大人民群众的身 体健康，生活饮水应参考世界卫生组织who的最新饮水标准， 來检验饮水净水器产品，并经权威机构如美国国家卫生基金会 nsf (national sanitation foundation )检验合格，发给产品 合格证，方准上市。总之净水器关系到千百万人的饮水安全和身体健康，为此净 水器的本身质量和出水品质必须受到生产厂商的重视，并不断吸 收和采用先进技术装备，不断提高净水器的质量以满足人民群众 li益高涨的消费需要。超滤膜技术概述 21世纪高新技术之一； 21世纪最有发展前途的高科技之一；国家“七五”和“八五”重点科技攻关项目;常温低压下操作、无相变

13、、能耗低；生活饮用水、污水处理的主流趋势技术。超滤膜分离技术作为二十一世纪六大高新技术2 ，以其常 温、低压操作、无相变、能耗低等显著特点成为一种分离过程的 标准，在欧美等发达国家和地区得到了广泛的使用。国家科委对 超滤膜分离技术的开发也非常重视，将超滤膜分离技术作为国家 “七五”和"八五”的重点科技攻关项冃,投入大量的资金和人力, 开展专项科技攻关项目，使我国的超滤技术水平迅速提高。在“十五”国家火炬计划重点支持的技术领域中将超滤月莫技术列 为火炬计划重点支持的六大高新技术领域中重点鼓励发展的产 业，进一步推进了国内超滤膜技术的发展和应用。随着制膜技术 的发展和生产规模化，使超滤膜

14、性能更加稳定，制膜成本大为降 低，目前超滤膜在饮用水净化、工业用水处理、饮料、生物、食 品、医药、环保等许多方面已得到广泛应用。编辑木段1超滤膜过滤原理超滤是一种利用膜分离技术的筛分过程,以膜两侧的压力差 为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过 膜表面吋，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子 物质通过而成为透过液，而原液屮体积大于膜表而微孔径的物质 则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的净化、 分离和浓缩的目的。每米长的超滤膜丝管壁上约有60亿个0.01微米的微孔，其 孔径只允许水分子、水中的有益矿物质和微量元素通过，而最小 细菌的体积都在0.02微米以

15、上，因此细菌以及比细菌体积大得 多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜 截留下来，从而实现了净化过程。1超滤膜的制水流程自来水先进入超滤膜管内，在水压差的作用下，膜表面上密 布的许多0.01微米的微孔只允许水分子、有益矿物质和微量元 索透过，成为净化水。而细菌、铁锈、胶体、泥沙、悬浮物、大 分子有机物等有害物质则被截留在超滤膜管内，在超滤膜进行冲 洗时排出。2、超滤膜冲洗流程超滤膜使用一段吋间后，被截留下来的细菌、铁锈、胶体、 悬浮物、大分子有机物等有害物质会依附在超滤膜的内表面，使 超滤膜的产水量逐渐下降，尤其是自来水质污染严重时，更易引 起超滤膜的堵塞，定期对超滤膜进行冲

16、洗可有效恢复膜的产水 量。3、超滤膜滤芯将成束的超滤膜丝经过浇铸工艺后制成如下图所示的超滤 芯，滤芯由abs外壳、外壳两端的环氧封头和成朿的超滤膜丝 三部分组成。环氧封头填充了膜丝与膜丝z间的空隙，形成原液 与透过液之间的隔离，原液首先进入超滤膜孔内，经超滤膜过滤后成为透过液，防止了原液不经过滤直接进入到透过液屮。4、超滤膜滤芯膜丝总面积的计算：在单位膜丝面积产水量不变的情况下，滤芯装填的膜面积越 大，则滤芯的总产水量越多，其计算公式为：s 内二ttdlxns 夕卜二ndlxn其中：s内为膜丝总内表面积，d为超滤膜丝的内径；s外为膜丝总外表面积，d为超滤膜丝的外径；l为超滤膜丝的长度；n为超滤

17、膜丝的根数。内压式和外压式中空纤维超滤月莫一支超滤膜由成百到上千根细小的中空纤维丝组成，一般将 屮空纤维膜内径在0.6-6mmz间的超滤膜称为毛细管式超滤膜, 毛细管式超滤膜因内径较人，不易被人颗粒物质堵塞。按进水方式的不同，超滤膜乂分为内压式和外压式两种：即原液先进入屮空丝内部，经压力差驱动，沿径向由内向外 渗透过中空纤维成为透过液，浓缩液则留在中空丝的内部，由另 一端流出，其流向参见下图所示：2、外压式：中空纤维超滤膜则是原液经压力差沿径向由外向内渗透过 屮空纤维成为透过液，而截留的物质则汇集在屮空丝的外部，其 流向见图所示：超滤膜的性能表征超滤膜的性能通常是指膜的物化性能和分离透过性能，

18、物化 性能主要包括膜的机械强度、耐化学药品、耐热温度范围和适用 ph值范围等，分离透过性能主要指膜的水通量和切割分子量及 截留率。超滤膜材料及特性主要材料：聚丙烯膳(pan)、聚氯乙烯(pvc)、聚偏氟 乙烯(pvdf)、聚醍砚(pes)等。pan 膜：具有优良的化学稳定性，有耐酸、耐碱以及耐水解的性能, 能广泛应用于各种领域；膜丝具有很好的强度和柔韧性；经过亲水改性，产水量人，并具备很强的抗污染性。膜丝配方材料少，工艺容易控制，不会出现象pvc原料 配方材料多而导致膜本身的异味问题。pvdf 膜:耐紫外线，有优良的耐污染和化学侵蚀性能；耐热温度可以达到140°c,可采用超高温的蒸汽

19、和环氧乙 烷杀菌消毒；能在较宽的ph (1-13)范围内使用，可以在强酸和强碱 和各种有机溶剂条件下使用。影响超滤膜产水量因素1温度对产水量的影响：温度升高水分子的活性增强，粘 滞性减小，故产水量增加。反之则产水量减少，因此即使是同一 超滤系统在冬天和夏天的产水量的差异也是很大的。2、操作压力对产水量的影响：在低压段吋超滤膜的产水量 与压力成正比关系，即产水量随着压力升高随着增加，但当压力 值超过03mpa时，即使压力再升高，其产水量的增加也很小， 主要是由于在高压下超滤膜被压密而增大透水阻力所致。3、进水浊度对产水量的影响：进水浊度越大时，超滤膜的 产水量越少，而且进水浊度大更易引起超滤膜的堵塞。4、流速对产水量的影响：流速的变化对产水量的影响不像 温度和压力那样明显，流速太慢容易导致超滤膜堵塞，太快则影 响产水量。选择净水器的5条，一看它是化学制水还是物理制水，所谓的电解水机都是化学 制水，所以不要选用要选用物理制水的制水机.二，看它是粗滤还是钠滤，粗滤和超滤是不能过滤干净的， 钠滤可以，分辨是不是钠滤看机器是否有高压泵，因为钠滤孔径 只有0.0001微米，口来水的水压是不能让水通过的，必须通过 高压泵才可以做到.所以必须用电.三看它是纯净水还是活净水，也就是看它ro滤芯之后是否 仃能量活化滤芯.四,tds数值,05纯净水,550活化矿物质水,5