水處理經(jīng)典概念解釋

一、常用基本概念

　　1. 電導(dǎo)：在兩片面積各一平方厘米，相隔一厘米距離的極片間可移動(dòng)的離子數(shù)目，稱為電導(dǎo)度，單位：μs/cm.。

　　2. 電阻：電導(dǎo)的倒數(shù)，單位：MΩ.cm。

　　3. 硬度：指水源中鈣鎂離子的含量，通常用粒數(shù)/加侖（gpg）來表示。

　　4. pH值：溶液中酸和堿的相對(duì)含量。pH值是水中氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)（log）的度量單位。pH值分0~14擋，pH值為7.0則水為中性；pH值小于7.0，則水為酸性的；pH值大于7.0。則水為堿性的。

　　5. 總固體量（TS）：是指總?cè)芙夤腆w量（TDS）和總懸浮固體量（TSS）之和。

　　6. 堿度：是用來描述碳酸鹽、碳酸氫鹽和氫氧化物含量的通用術(shù)語。

　　7. 總有機(jī)碳（TOC）：總有機(jī)碳（TOC）是以mg/l為單位的水中有機(jī)物污染的度量單位。TOC是可氧化的有機(jī)物的直接度量單位。

　　8. 活性炭：顆�；钚蕴�，用于去除水中的異味、氣味、氯氣、氯胺及一些有機(jī)物。

　　9. NTU：散射濁度單位—用一束光通過樣水，用散射濁度計(jì)測(cè)出低渾濁水的渾濁度。

　　10. 滲透：水通過半透膜，從低濃度溶液一側(cè)向高濃度溶液一側(cè)自然的流動(dòng)，直到能量達(dá)到平衡。

　　11. SDI：含沙密度指數(shù)—用于測(cè)量反滲透系統(tǒng)所用原水中懸浮國(guó)體的數(shù)量。

　　12. 樹脂：專門制造的聚合物小球，用在離子交換系統(tǒng)中，去除水溶液中的溶解鹽。

　　13. LSI：langelier飽和指數(shù)—一種計(jì)算公式，采用該公式，在規(guī)定的條件、溫度、pH值、TDS、硬度及堿性下進(jìn)行碳酸鈣沉淀的預(yù)測(cè)。

　　14. 內(nèi)毒素：一種抗熱的致熱質(zhì)，特別是在有生命或無生命細(xì)菌的細(xì)胞壁中發(fā)現(xiàn)的脂肪多糖。

　　15. 臭氧：氧的一種不穩(wěn)定的、高活性的形式，它是由自然雷電或高壓電荷通過空氣所產(chǎn)生的，是一種優(yōu)良的氧化劑和消毒劑。

二、基本處理工藝

　　1. 沉淀

　　沉淀通常是一種多步工藝，用以減少水中渾濁物和懸浮物。這一多步工藝包含加入化學(xué)凝結(jié)劑或pH值調(diào)節(jié)劑以反應(yīng)生成絮狀物，絮狀物由于重力作用而在沉淀桶中沉淀下來，或當(dāng)水通過高差濾池時(shí)濾掉。沉淀工藝可有效地去除大于25μm的微粒。

　　2. 石灰-蘇打軟化

　　在水中加入石灰（CaO）和蘇打粉（Na2CO3）以減少其鈣鎂含量的方法稱為石灰軟化法。其目標(biāo)是使水中的氫氧化鈣和氫氧化鎂（硬度）沉淀析出。該工藝花費(fèi)少，但效果勉強(qiáng)。通常生產(chǎn)出的水硬度為50~120ppm（3~7gpg）。該工藝不足之處是處理后的水pH值高，一般在8.5~10.0范圍。

　　3. 機(jī)械過濾器（多介質(zhì)過濾器）

　　機(jī)械過濾器為一填充規(guī)定厚度濾料的壓力容器，當(dāng)填充單一濾料時(shí)為單層機(jī)械過濾器，填充不同種類濾料時(shí)為雙層或多介質(zhì)過濾器。

　　功能：在水質(zhì)預(yù)處理系統(tǒng)中，多介質(zhì)過濾器壓力容器內(nèi)不同粒徑的石英砂按一定級(jí)配裝填，經(jīng)絮凝的原水在一定壓力下自上而下通過濾料層，從而使水中的懸浮物得以截留去除，多介質(zhì)過濾器能夠有效去除原水中懸浮物、細(xì)小顆粒、全價(jià)鐵及膠體、菌藻類和有機(jī)物。其出水SDI15（污染指數(shù)）小于等于5，完全能夠滿足反滲透裝置的進(jìn)水要求。

　　4. 活性炭過濾器

　　活性炭過濾器壓力容器是一種內(nèi)裝填粗石英砂墊層及優(yōu)質(zhì)活性炭的壓力容器。

　　功能：在水質(zhì)預(yù)處理系統(tǒng)中，活性炭過濾器能夠吸附前級(jí)過濾中無法去除的余氯以防止后級(jí)反滲透膜受其氧化降解，同時(shí)還吸附從前級(jí)泄漏過來的小分子有機(jī)物等污染性物質(zhì)，對(duì)水中異味、膠體及色素、重金屬離子、COD等有較明顯的吸附去除作用�？梢赃M(jìn)一步降低RO進(jìn)水的SDI值，保證SDI<5，TOC<2.Oppm。

　　5. 軟化器

　　離子交換軟化裝置是水處理過程中最常用的一種設(shè)備，其作用是去除硬水中形成水垢的鈣和鎂離子。在許多情況下，利用軟化水設(shè)備可去除可溶性離子（鐵離子）。標(biāo)準(zhǔn)軟水設(shè)備有四個(gè)主要部分：樹脂柱、樹脂、加鹽裝置、閥門控制器。

　　軟水設(shè)備樹脂柱里裝有處理過的離子交換樹脂—聚苯乙烯小顆粒。這種樹脂顆粒起初在再生過程中是吸附鈉離子，這個(gè)樹脂對(duì)多價(jià)離子諸如鈣離子、鎂離子的親和力大得多。因而，當(dāng)硬水流經(jīng)樹脂時(shí)，鈣離子和鎂離子就會(huì)吸附在樹脂上，同時(shí)又解吸離子，直至達(dá)到平衡狀態(tài)。這時(shí)，軟水設(shè)備就完成了其中的鈉離子與水里鈣鎂離子的交換。

　　再生時(shí)，使NaCl溶液流經(jīng)樹脂，硬離子就置換成了鈉離子。采用高濃度鹽水使樹脂與硬離子之間的這種親和力得以減弱。這個(gè)再生過程可以無限重復(fù)進(jìn)行而不會(huì)損壞樹脂。

　　軟化器是一種簡(jiǎn)單的離子交換過程，它解決了極常見的水污染形式：硬度。利用NaCl進(jìn)行再生是一個(gè)簡(jiǎn)單但并不昂貴的過程，還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)再生，而且無需烈性化學(xué)試劑。

　　6. 陰、陽離子交換器

　　陰、陽離子交換器是分別填裝陰樹脂和陽樹脂的交換器。陽離子交換器用于去除正電荷離子（陽離子），陰樹脂用于去除負(fù)電荷離子（陰離子）。

　　陽離子交換樹脂是將H+離子置換成陽離子，諸如鈣、鎂和鈉離子；陰離子交換樹脂是將OH-離子置換成陰離子，諸如氯離子、硫酸根離子和重碳酸根離子，置換的H+和OH-合成形成水，去除水中的離子。

　　樹脂的交換能力是有限的，在其交換能力耗盡之后必須進(jìn)行再生。交換能力的耗盡出現(xiàn)吸附離子之間達(dá)到平衡狀態(tài)的時(shí)候，陽離子樹脂的再生是利用酸進(jìn)行處理，一般用鹽酸再生，即用H+離子進(jìn)行填充。陰離子樹脂的再生一般使用氫氧化鈉，即用OH-離子填充。再生可以用再生過的交換柱去離子設(shè)備在柱外進(jìn)行，也可以通過安裝可再生的去離子設(shè)備和再生設(shè)備以及化學(xué)藥劑的方法在柱內(nèi)進(jìn)行。

　　7. 混床

　　混床是混合離子交換柱的簡(jiǎn)稱，是針對(duì)離子交換技術(shù)所設(shè)計(jì)的設(shè)備。所謂混床，就是把一定比例的陽、陰離子交換樹脂混合裝填于同一交換裝置中，對(duì)流體中的離子進(jìn)行交換、脫除。由于陽樹脂的比重比陰樹脂大，所以在混床內(nèi)陰樹脂在上陽樹脂在下。一般陽、陰樹脂裝填的比例為1：2，也有裝填比例為1：1.5的，可按不同樹脂酌情考慮選擇。

　　混床也分為體內(nèi)同步再生式混床和體外再生式混床。同步再生式混床在運(yùn)行及整個(gè)再生過程均在混床內(nèi)進(jìn)行，再生時(shí)樹脂不移出設(shè)備以外，且陽、陰樹脂同時(shí)再生，因此所需附屬設(shè)備少，操作簡(jiǎn)便，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　(1) 出水水質(zhì)優(yōu)良，出水pH值接近中性。

　　(2) 出水水質(zhì)穩(wěn)定，短時(shí)間運(yùn)行條件變化（如進(jìn)水水質(zhì)或組分、運(yùn)行流速等）對(duì)混床出水水質(zhì)影響不大。

　　(3) 間斷運(yùn)行對(duì)出水水質(zhì)的影響小，恢復(fù)到停運(yùn)前水質(zhì)所需的時(shí)間比較短。

　　(4) 交換終點(diǎn)明顯。

　　8.0 EDI

　　EDI的工作過程通過交換羥基離子或氫氧根離子去處不想要的離子，然后將這些離子輸送到廢水流中。離子交換反應(yīng)在組件的純化室中進(jìn)行，在那里陰離子交換樹脂釋放出氫氧根離子（OH-）而從溶解鹽（如氯化物、Cl-）中獲得陰離子。同樣，陽離子交換樹脂釋放出氫離子（H+）而從溶解鹽中(如鈉、Na+)獲得陽離子。

　　一個(gè)直流（DC）電場(chǎng)通過放置在組件一端的陽極（+）和陰極（-）施加。電壓驅(qū)動(dòng)這些被吸收的離子沿著樹脂球的表面移動(dòng)，然后穿過薄膜進(jìn)入濃水室。

　　帶負(fù)電的陰離子（如OH-、Cl-）被吸引到陽極（+）。這些離子穿過陰離子選擇性薄膜，進(jìn)入相鄰濃水室，而不會(huì)穿過相鄰的陽離子選擇性薄膜并滯留在濃水室，而且得以妥善處理。在淡水室中帶正電的陽離子（如H+、Na+）被吸引到陰極（-）。這些離子穿過陽離子選擇性薄膜進(jìn)入臨近的濃水室，他們?cè)谀抢锉慌R近的陰離子選擇性薄膜阻擋，同時(shí)得以妥善處理。

　　在濃水室中，仍然維持電中性。從兩個(gè)方向輸送過來的離子彼此相互中和。從電源流過來的電流跟移動(dòng)離子的數(shù)目成比例。兩股水流（H+和OH-）趨勢(shì)離子都被輸送并且被加到所要求的電流之中。

　　水流流過兩種不同類型的腔體，純化室中的離子就會(huì)耗盡，同時(shí)被收集到鄰近的濃水流之中，這就從組件中帶走了被去除的離子。

　　在純化室和（或）濃水室中使用離子交換樹脂是EDI技術(shù)和專利的一個(gè)關(guān)鍵。在純化室中還會(huì)發(fā)生一個(gè)重要現(xiàn)象，在電勢(shì)梯度高的特定區(qū)域，電化學(xué)“分解”能夠使水產(chǎn)生大量的H+和OH-離子。這些區(qū)域中產(chǎn)生的H+和OH-離子在混合的離子交換樹脂中可以使樹脂不斷再生，并且形成不需要外加化學(xué)試劑的薄膜。

　　9.0 反滲透系統(tǒng)

　　反滲透是一種側(cè)流過濾，就是原水在壓力作用下橫穿膜，其中一部分原水滲透過膜，而其余的原水沿著膜的切線方向流出系統(tǒng)而未經(jīng)過濾。經(jīng)過濾的水流由于滲過膜被稱為“滲透水”；另一支水流由于帶走了膜所阻擋的濃污染物而稱為“濃水”。因?yàn)樵�水水流和濃水水流平行于膜，而不是垂直于膜，所以此工藝過程稱為“側(cè)流”或“切向流”。

　　反滲透是一種最廣泛采用的膜分離工藝，利用壓力使水透過膜，而可溶性鹽份、膠體、有機(jī)物及微生物被截留在膜表面，隨濃水排放。它可有效地去除全部的有機(jī)物和90%~99%的離子。