直引水机制水原理

1、孙利强孙利强 2003年年12月月10 预处理单元设备预处理单元设备l11 多介质过滤器多介质过滤器l12 活性炭过滤器活性炭过滤器l13 软化器软化器 l14 精密过滤器精密过滤器 11 多介质过滤器l 多介质过滤罐大多填充石英砂、无烟煤和锰砂等滤料。滤料之间形成的微小空隙对水中的细小悬浮物和细菌有机械阻挠和吸附作用，同时这些被截留的固体物质相互之间又发生重叠和桥梁作用，犹如在滤层的表面形成过滤膜，继续过滤水中的固体杂质。从而使水浊度降低，而且使水中的细菌、病毒、有机物随着浊度的降低被大量去除。由于水中的细菌、微生物失去混浊物的保护更加有利于杀菌处理，从而为后续的消毒工序创造条件。锰砂对铁、

2、锰的去除效果显著。12 活性炭过滤器l活性炭具有大量的微孔和巨大的比表面积，具有极强的物理吸附能力。活性炭过滤器功能有三：la、活性炭对有机物的吸附最为有效，能够十分有效的吸附水中杂质，尤其是有机物和微生物。lb、活性炭表面形成的含氧官能团，使活性炭具有催化氧化和化学吸附的功能，可以去除一部分水中的金属离子。lc、活性炭对水中尚存的余氯有极强的吸附作用，以保护下游的不锈钢设备及管道表面和满足后续水处理单元的入水要求。 13 软化器l软化罐内填充钠型阳离子交换树脂。软化过程中，水中的钙、镁离子被树脂中钠离子置换出来，以防止钙、镁离子与碳酸根、硫酸根离子结合，致使在后续水处理设备或管道中结垢。当树

3、脂中的钠离子被钙、镁离子置换到一定程度时，需要用氯化钠水溶液对树脂进行再生处理。以保护其发挥应有的作用。 14 精密过滤器l精密过滤器又称保安过滤器，过滤精度一般为 3。其作用在于截留一切颗粒大于3 的物质，以满足反渗透的进水要求。20 初级脱盐单元设备初级脱盐单元设备l21 反渗透装置 21 反渗透装置反渗透装置 l反渗透是本世纪六十年代发展起来的一种先进的膜分离技术。反渗透技术应用的关键在于起除盐作用的反渗透膜的性能。反渗透膜是一种只允许水分子通过而不允许溶质透过的半通透膜。反渗透技术除了应用渗透和反渗透的原理外，还利用了膜的选择吸附和针对有机物的筛分机理。反渗透膜的孔径大多小于等于101

4、010，其分离对象为溶液中处于离子状态和相对分子质量为几百左右的有机物。它能够滤除各种细菌，如最小的细菌之一绿脓杆菌（30001010），也能滤除各种病毒，如流感病毒（8001010），脑膜炎病毒（2001010）。水处理相关知识水处理相关知识 l（一）、水的结构和特性l（二）、水和水中含有的杂质l（三）、主要的水处理方法，效果及应用l（四）、反渗透基础知识 1、 水的结构和特性水的结构和特性l 水的化学简式为H2O，但液态的水并不是全由单分子的H2O分子所组成，它还含有两个、三个或更多H2O所缔含的分子及少量的氢离子和氢氧离子。单分子水（H2O）中，H和O以共价键相结合，其结构式可写为HOH

5、，但它的两个H和一个O的中心不在一水分子靠氧的一端带负电荷，靠氢的一端带正电荷，呈现极性，因此水分子为极性分子。水分子间存在分子间力，一个H2O和另一个H2O之间可以形成一种不十分牢固的化学键氢键。氢键使水分子三三两两地结合在一起。l 综上所述，水分子是通过氢氧间共价键形成的。由于结构不对称，使水分子具有强极性，氢氧键的键能很高，水分子间除存在分子间力作用外还有氢键作用。水的这种特殊结构决定了水的异常特性。水的特性是热容量大、热稳定性高、温度体积效应的反常性、表面张力大、及溶解能力强，人们利用水的这些特性应用在不同的领域，这里我们主要讨论水的溶解能力强溶解能力强这一特性。l直线上，形成104.

6、5度的三角结构： H H O2.水和水中含有的杂质水和水中含有的杂质（不包括人为污染）（不包括人为污染）l 水的溶解能力极强，使水成为一种良好的溶剂（水中的溶解物为溶质）。众所周知，在两种液体相互溶解或固体溶解于液体时，一般都遵循“相似相溶”的原则。大多数无机物质可溶解于水中，是因为大多数无机物质为极性分子。水的溶解能力强，使自然界的水在循环过程中混杂和溶解了各种杂质，按其颗粒的大小可以将各种杂质分成三类：l悬浮物 粒径在10-7 m 以上的微粒，主要指泥土、砂砾和动植物残余体等不溶性杂质。l胶体物 粒径在10-710-9 m之间的微粒，是许多分子和离子的集合体，主要是铁、铝、硅的化合物及动植

7、物的有机分解物。l溶解物粒径小于10-9 m溶解在水中的矿物质盐类离子和气体（如氧气和二氧化碳）。天然水中溶有离子的概况类别阳离子 阴离子 浓度范围名称符号名称符号 （MG/L）I钠离子钾离子钙离子镁离子Na+K+Ca2+Mg2+碳酸氢根氯离子硫酸根硅酸氢根HCO3-Cl- SO2-HSiO3- 1105 II铵离子铁离子锰离子NH+Fe2+Mn2+碳酸根硝酸根氟离子CO2-NO3-F- 0.110III铝离子镍离子铜离子钴离子锌离子Al3+Ni2+Cu2+Co2+Zn2+硫氢酸根硼酸根亚硝酸根磷酸氢根磷酸二氢根Fe3+Mg2+Ca2+Li+Na+K+lPO3-SO2-HCO-Cl-Br-I-

8、l 由于反渗透膜的这一特性，在饮用水处理中，还带来客观上的好处，即它对有害重金属物质如铝、汞、镉等去除率可高达98%，而对人体有用的微量元素钾、钠、氟、硒等去除率只有85%左右，因此用一级反渗透膜制备的纯净水还保留了部分微量元素。另外反渗透膜对小于水分子的气体（如氧气，二氧化碳）是能通过的，它保留了全部氧气。l这里还要说明一下，反渗透膜截留的杂质，在设计中将其随时冲洗排出，这既保证了反渗透膜的寿命，又使它制备的纯净水水质稳定。这是其他水处理方法无法比拟的。反渗透工作过程示意图反渗透工作过程示意图反渗透膜高压原水 纯净水 浓缩水 原水 十字分流 一部分透过反渗透膜 收集成纯净水 一部分冲洗反渗透

9、膜 浓缩水 （五）、人体摄入矿物质元素要适量（五）、人体摄入矿物质元素要适量l也许有人要问：长期饮用纯净水，人体会不会缺少矿物质呢？不会。据专家研究得出，人体所需矿物质只有1-5%是从水中摄取的，而其余所需的95%以上的矿物质，均来源于食物。也就是说，对于纯净水中缺少的部分人体所需矿物质，我们可以通过食物来调节。但如果饮用水中含有的矿物质过量，则会对人体造成危害。l人体内，除去碳、氢、氧、氮以外的元素谓之矿物质，是无机盐与微量元素的总称。人体必需的矿物质元素有21种，宏量元素钾、钠、钙、磷、镁、氯、硫共7种；微量元素铁、锌、碘、硒、氟、铜、锰、铬、镍、钒、锡、硅、钴共14种。这些元素为人体生理

10、所必需，在组织中含量较恒定，在新陈代谢中，每天均有一定量的矿物质经各种途径排出体外，故需经常从膳食中给以补充。一般情况下两者要保持平衡，即人体每天摄入的矿物质元素要适量。其实人体每天摄入的营养素，包括蛋白质、脂类、碳水化合物、热量、矿物质、维生素都要适量，才有利于健康。 l 人体所需矿物质元素，其中一部分，如钙是通过人体自身的调节来保持平衡的；而另一部分，特别是微量元素，如碘、硒、氟是要由供给量来控制所需量的。对这部分元素的供给量是要掌握一定范围的，少了不能满足机体的需要，多了造成中毒，例如：l碘适宜量150200g/日，安全范围501000g/日，超过安全范围均易得甲状腺肿。l硒适宜量502

11、50g/日，安全范围17500g/日，少于l17g/日，得克山病，超过500g/日,硒中毒。l氟适宜量1.8mg/日，安全范围1.84mg/日（儿童3mg/日），低于1.8mg/日，易得龋齿和骨质疏松症；超过4mg/日，氟中毒（氟斑牙和骨质疏松）。l食物中矿物质分布很广，一般均可满足机体的需要，并且只有食物中的矿物质才有利于人体的吸收。而水中的无机盐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，几乎全部都能被直接吸收，而食物中这些元素的含量不能满足机体需要，要由人工添加或从饮水中获得。对这些元素要进行比较精确的计算，应根据居住地区的具体情况来决定，例如缺碘地区加碘食盐其比例为1吨食盐加10g碘化钾，碘化钾含碘76.5%,若每人每天摄入5g盐,则可获得115ug的碘,完全满足人体需要,如果再补碘则可能碘中毒,对高碘地区则不能再使用加碘食盐。 l氟的供给量就更难掌握,一般食物每日摄入0.81.6mg，不足部分由水补充（10.2mg）,但是水中的氟如果超过1mg/L，又使摄入量超过安全量。若每人每日补充水3升