搜索
水处理工艺水处理基础知识（一）水的传统分类1.地表水：江河水、湖泊水、海水、自涌山泉水。2.地下水：地下山泉水（天然水）、矿泉水。3.自来水(生活饮用水)：自来水、直饮水。4.包装饮用水：桶装水、瓶装水、袋装水。（二）饮用水的分类1.饮用天然矿泉水：景田、崂山、五大连池、昆仑山2.饮用天然水（山泉水/净水/冰川水）：农夫山泉、鼎湖山泉、51003.饮用矿物质水：康师傅4.饮用纯净水（蒸馏水）：怡宝、乐百氏、哇哈哈5.饮用苏打水：屈臣氏、茗仁、克山泉（三）几种常见水的定义1.自来水：采集江河湖泊地表水或浅层地下水，在一定的条件下投加一定的混凝剂，使水中的悬浮性成分和胶体形成沉淀或絮体后进行分离，然后通过过滤进一步将浊度降低，过滤后的水再加入一些氯消毒剂进行消毒，最后通过管网供给用户。2.饮用天然水（山泉水）：以符合生活饮用水卫生标准的地表水（深层水库或江湖水、自涌山泉水）或地下水（井水、地下泉水）为原水，经过一定的过滤、消毒或灭菌等过程处理，祛除了水中的微生物和其他有害成分，保留了对人体有益的矿物质和微量元素，不含任何添加物，密封于容器中可直接饮用的水。3.饮用天然矿泉水：从地下深处自然涌出的或经钻井采集的，含有一定的矿物质、微量元素或其他成分，在一定区域未受污染并采取预防措施避免污染的水；在通常情况下，其化学成分、流量、水温等动态指标在天然周期波动范围内相对稳定。饮用天然矿泉水的特征性矿物质与元素的含量要求：4.饮用纯净水：以符合生活饮用水卫生标准的水为水源，采用蒸馏法、去离子法或离子交换法、反渗透法及其他适当的加工方法制得的，密封于容器中，不含任何添加物，可直接饮用的水。5.饮用矿物质水：以饮用纯净水为溶剂，通过一定添加装置，定量添加一种或几种矿物质添加剂加工方法制得的，密封于容器中，可直接饮用的水。5.苏打水：以饮用纯净水或饮用天然水为溶剂，通过一定添加装置，压入二氧化碳或定量添加碳酸氢钠、甜味剂和香料中的一种或几种添加剂加工制得的，密封于容器中，可直接饮用的水。严格来说，苏打水属于碳酸饮料。名称锂锶锌碘偏硅酸硒游离二氧化碳溶解性总固体要求≥mg/L0.20.20.20.2250.012501000（四）我国水资源情况1.1缺水水是生命之源，是维持生命的根本。虽然地球表面的绝大部分由水所覆盖，总量近13.8亿吨，但只有7%的水是淡水，其中3%以冰的形式存在于南北两极等，目前还无法使用。中国人均水资源为2632m3/人，是世界平均值的1/4。尤其是中国的北方，可用的水资源只有1200m3/人。由于过量开采地下水，华北平原的地下水位每年平均下降1.5m。由于水位下降，造成地面下沉、海水倒灌等诸多问题。我国617个城市中，有300个城市缺水，50多个严重缺水。北京属严重缺水城市，上海属水质性缺水城市。1.2污染全国约有1/3的工业废水和4/5的生活废水未经处理就直接排入江、河、湖、海,使水资源遭到严重的污染。据环保部门监测，全国城镇每天至少有1亿吨污水未经处理就直接排入水体。1.3节约用水综上所述，合理有效地开发和利用水资源，防止水源污染，已是关系到国计民生和可持续发展的当务之急。（五）水的性质与天然水的内容物1.1水的物理化性能水的分子式为H2O，是由氢、氧两种元素组成的无机物，相对分子质量为18.015，常温下是无色、无味、无臭的透明液体。水是最常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。水在常温常压下为无色无味的透明液体。在自然界，纯水是罕见的，水通常多是酸、碱、盐等物质的溶液，习惯上仍然把这种水溶液称为水。纯水可以用铂或石英器皿经过几次蒸馏取得，当然，这也是相对意义上纯水，不可能绝对没有杂质。水是一种可以在液态、气态和固态之间转化的物质。固态的水称为冰；气态叫水蒸汽。水汽温度高于374.2℃时，气态水便不能通过加压转化为液态水。2.1天然水的内容物天然水中的内容物，按照其颗粒大小不同可以分为三类：颗粒最大的为悬浮物质，粒径约在10-4mm以上，肉眼可见。这些微粒主要是由泥沙、粘土、原生动物、藻类、细菌以及有机物等组成；其次为胶体物质，粒径在10-4~10-6mm。胶体是许多离子和分子的集合物。天然水中的无机矿物质胶体主要是铁、铝和硅的化合物，有机胶体物质主要是腐殖质；颗粒最小的是离子和分子，称为溶解物质，粒径小于10-6mm，主要是溶解于水中的以低分子存在的溶解盐类的各种离子和气体。天然水在大自然的循环过程中，无时不与外界接触，在与地面、地层接触时，溶解了土壤和岩石，卷带了各种悬浮物质；水溶解了来自空气的和有机物分解出来的气体；水还经常受到工业废物、排出物、油状物及工艺加工的物料所污染，使水中杂质的成分变得非常复杂。2.2天然水中的杂质对水质的影响悬浮物质泥沙、粘土：使水浑浊、产生粘泥藻类及原生动物：使水有色度、有臭味、浑浊并产生粘泥细菌：致病、产生粘泥、产生腐蚀其它不溶物质：产生沉积胶体物质溶胶（如硅胶）：致使结垢高分子化合物（如腐殖酸胶体等）：使水浑浊、产生吸附和沉积水中溶解物质HCO3-、CO32-、OH-：使水具形成结垢的倾向，例如碳酸钙、碳酸镁。SO42-：使水具有形成硫酸盐垢的倾向,例如硫酸钙、硫酸钡。Cl-：产生金属腐蚀。F-：过量可致病。O2：腐蚀金属。Ca2+、Mg2+：可能形成结垢。CO2：降低水的pH。Fe3+、Mn2+：产生气味，腐蚀金属，并可能形成氢氧化物沉淀。（六）水处理基础概念3.1水的浑浊度：水中存在的悬浮及胶体状态的微粒使水产生浑浊，其浑浊的程度称为浑浊度。生活饮用水的浑浊度规定不可超过5度。3.2水的硬度：水中的钙离子与镁离子同一些阴离子结合在一些，在水加热或浓缩时可能形成水垢。水中的钙与镁的含量和就是水的硬度。用mmol/L表示。通常也表示成等分子数量的CaCO3的质量浓度，单位为mg/LCaCO3。3.3水的碱度：指水中能够接受[H+]与强酸进行中和反应的物质含量。在天然水中，碱度主要由HCO3-的盐类组成。单位为mmol/L。通常也表示成等分子数量的CaCO3的质量浓度，单位为mg/LCaCO3。3.4水的pH值：是表示水中氢离子浓度的负对数值，表示为pH=-Lg[H+]，氢离子的浓度是水的酸碱性的标志，当H+的浓度为10-7mol/L时，则pH=7,水呈中性。当H+的浓度大于10-7mol/L时，则pH＜7时，水呈酸性，H+越多，水的酸性越强。当H+的浓度小于10-7mol/L时，则pH＞7时，水呈碱性，H+越少，水的碱性越强。3.5总有机碳TOC:有机化和物都是含炭化合物，所以测出水中的总有机碳（TOC）含量也就能代表水中的有机化合物含量。3.6电导率:指水温在25℃时，边长为1CM立方体水的相对两侧面之间的电阻的倒数，单位为西门子/厘米（S/CM），由于单位较大，一般用微西门子／厘米（μS/cm）。测定值与水的温度/盐分有关系，温度/盐分越高，电导率越高，反之越低。电导率(μS/cm)=1/电阻率(MΩ*CM)。绝对纯水在25℃时的理论电导率为0.0546μS/cm。3.7总溶解固体TDS:指水中全部溶质的总量，包括无机物和有机物两者的含量。一般情况下，可用电导率值了解溶液中的盐份，电导率越高，盐份越高，TDS越高。在无机物中，除开溶解成离子状的成分外，还可能有呈分子状的无机物。天然地下水中的有机物和呈分子状的无机物一般可以不考虑，所以一般也把含盐量称为总溶解固体。3.8生化耗氧量BOD:用于表示水中可生物降解的含碳有机物浓度用于表示水中有机是水中有机物在生物化学需氧氧化过程中（即需氧细菌生长的过程中）所必须吸取的氧量。标准实验的温度为20度，时间为5天，称5日生化需氧量（BOD5）。3.9耗氧量COD:用来表示有机物的含量。是企图把通过氧化剂（标准试剂为浓硫酸为重铭酸钾的沸腾混合物）在短时间（2H以内）内对有机物的氧化作用所需的氧量，用来表示有机物的含量。由于下列原因，COD值一般高于BOD值：（1）无机物的氧化；（2）耐生物降解有机物的氧化。（七）常用的单位换算1电导单位：μs/cm(微西门子/厘米)，s/cm（西门子/厘米）1000us/cm=1s/cm2电阻单位：MΩ.cm（兆欧.厘米）1/1MΩ.cm=1μs/cm3浓度单位：ppm：百万份之一，浓度单位1ppm=1mg/L1%=10000ppmppb：十亿分之一，浓度单位1ppm=1000ppb4压力单位：psi：英制压力单位，磅/平方英寸bar：国际标准组织定义的压力单位，1psi=0.07bar5ft：英尺，英制长度单位1ft=30.5cm6ft2：平方英尺，英制面积单位1ft2=929cm27功率单位：hp：马力，功率单位kw：千瓦，国际标准定义的功率单位1hp=0.746kw1kw=1.34hp纯净水水处理工艺（一）为什么要水处理？天然水源中含有较多杂质，若直接将此水用于反渗透系统、纳滤系统、精密过滤系统，则会在设备传热面上析出盐类结晶物，即发生结垢现象，大大降低过滤效果，影响设备的正常使用。水中溶解氧常引起设备管线内表面腐蚀，成为腐蚀因素，缩短金属材料的寿命。还有地表水或敞开式循环水与大气接触机会较多，适宜微生物生长，往往会生成异味物质，影响饮水安全，威胁设备的使用寿命。因此为了保证水质安全、高效运行，对用于饮用水必须进行水处理。水质主要被以下三种物质影响:1.总悬浮物质:砂,胶体,三价铁等。2.总溶解固形物:钠离子,氯离子,钙离子,镁离子，两价铁等。3.生物污染:细菌,热原体,藻类等。（二）两个基本慨念1.水处理：是采用各种必要的物理、化学或生物学的工艺技术，将水中的污染物质和不需要的物质分离出去，使水质达到所要求水质标准的一种加工净化的过程。2.水处理工艺：是由不同功能的水处理工序和输配水的管道容器及连接阀门等辅助设施所组成。每个水处理工序都有一种主要处理设备。（三）纯净水的一般水处理工艺根据各工序的功能分三大部分：前端预处理：主要有多介质过滤、活性炭过滤、超滤膜、离子交换、5um保安过滤（PP棉滤芯）。多介质过滤：去除总悬浮物，降低RO进水的SDI值。活性炭过滤：去除低分子有机物和氯气，去色和脱气。超滤膜：去除有机物、悬浮物、胶体、染料和微生物钠离子交换：降低水的硬度。5um保安过滤：防止悬浮物颗粒等进入下一工序。中段脱盐处理：电渗析、反渗透。反渗透：去除绝大部分离子及所有其它物质。电渗析：去除部分离子、高分子有机物、悬浮物和微生物。终端杀菌处理：紫外线杀菌、臭氧杀菌、钛棒保护过滤。紫外线/臭氧杀菌：分散溶解在水中并对水进行杀菌。钛棒保护过滤：防止管道脱落物和盐垢等颗粒进入下一工序1.多介质过滤器也称压力过滤器，填充一种石英砂滤料称为砂过滤器；填充两种以上过滤介质则称为多介质过滤器。1.1多介质过滤器的工作原理：多介质过滤器内填精制的石英砂和无烟煤，采用不同颗粒的大小滤料，从上到下、由小而大的依次排列顺序；当水从上流经滤层时，水中部分的固体悬浮物质进入上层滤料形成了微小的孔眼，受到吸附和机械阻留作用被滤料的表面层所截留。同时这些被截留的悬浮物质之间又发生重叠和架桥等作用，就好象在滤层的表面形成一层薄膜，继续过滤着水中的悬浮物质，就形成了所谓的薄膜过滤。同时，由于滤料之间紧密排列，水中的悬浮物质颗粒流经滤层中那些曲曲弯弯的孔道时，水中的悬浮物质在滤料的颗粒表面与絮凝体相互黏附，从而发生接触混凝过程。1.2多介质过滤器的作用：去除粒度大于20um的机械杂质、悬浮物和部分胶体；使出水的浊度小于0.5NTU，耗氧量小于1.5mg/L，含铁量小于0.05mg/L，SDI小于5。1.3构成罐体：玻璃钢、碳钢（内涂防腐材料）、不锈钢滤料：石英砂、无烟煤、锰砂1.4多介质过滤器的一般技术参数和要求：罐体直径：φ30cm-φ320cm罐体高度：120cm-320cm工作压力（进水）：钢罐体≤0.6MPa玻璃钢罐体≤0.25MPa工作压力差（进出水）：0.05MPa-0.15MPa单水反冲洗：强度10-15L/min时间10min气水反冲洗：先用压缩气吹，再用水