流动相为什么必须用滤膜过滤(水处理基础知识点)

Posted 2023-05-31

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流动相为什么必须用滤膜过滤(水处理基础知识点)

1、原水

原水：是指未经任何处理的天然水或城市的自来水等也叫生水

2、澄清水

澄清水：去除了原水中的悬浮杂质的水。

3、除盐水

是指水中的阳、阴离子基本上除去或降低到一定程度的水称为除盐水。除盐的方法有蒸馏法、电渗析法、反渗透法、离子交换法等。

4、浊度

浊度：就是指水的浑浊程度，它是因水中含有一定的悬浮物（包括胶体物质）所产生的光学效应。单位用NTU表示。浊度是在外观上判断水是否遭受污染的主要特征之一。浊度的标准单位规定为1mgSiO2所构成的浑浊度为1度。

5、絮凝剂

絮凝剂：能引起胶粒产生凝结架桥而发生絮凝作用的药剂。

6、总碱度

总碱度：是指水中能与强酸发生中和作用的物质总量

7、酸度

酸度：是指水中能与强碱发生中和作用的物质总量。

8、硬度

硬度：是指水中某些易于形成沉淀物的金属离子，通常指钙、镁离子含量。

9、电导率

电导率：是在一定温度下，截面积为1平方厘米，相距为1厘米的两平行电极之间溶液的电导。可以间接表示水中溶解盐的含量。

10、电阻率

电阻率：也是一个反映水的导电能力的一个指标，水的电阻率越大，水的导电能力越差，水中所含的离子就越少。它的常用单位是MΩ.CM。它同电导率之间是倒数关系。例如：水的电导率是0.2μs/cm，则它的电阻率就是1/0.2=5（MΩ.CM）。

11、TDS（溶解性总固体）

TDS（溶解性总固体）：是滤除悬浮物（SS）与胶体并蒸发全部水分后的剩余无机物。单位是ppm或mg/l，可以用TDS仪来测量。它也反应了水中的离子含量。它与电导率之间一个粗略的对应关系：对于氯化钠参考溶液来说，1ppm的TDS值对应2μs/cm的电导率。

12、pH值

pH值：溶液中酸和碱的相对含量。pH值是水中氢离子浓度的负对数（log）的度量单位。pH值分0~14挡，pH值为7.0则水为中性；pH值小于7.0，则水为酸性的；pH值大于7.0。则水为碱性的。

13、碱度

碱度：碱度是指水中能够接受[H+]离子与强酸进行中和反应的物质含量。水中产生碱度的物质主要由碳酸盐产生的碳酸盐碱度和碳酸氢盐产生的碳酸氢盐碱度，以及由氢氧化物存在而产生的氢氧化物碱度。

14、SDI

SDI：污染指数—用于测量反渗透系统所用原水中悬浮固体的数量。

15、臭氧

臭氧：氧的一种不稳定的、高活性的形式，它是由自然雷电或高压电荷通过空气所产生的，是一种优良的氧化剂和消毒剂。

16、余氯

余氯：水经过加氯消毒，接触一定时间后，水中所余留的有效氯。

17、总大肠杆菌数

总大肠杆菌：总大肠菌群系指一群需氧及兼性厌氧的，在37℃生长时能使乳糖发酵，在24h内产酸产气的革氏阴性无芽胞杆菌。总大肠菌群系指每升水样中所含有的总大肠菌群的数目。

18、回收率

回收率：指系统产出的产品水的流量与进水流量的比值。

19、脱盐率

脱盐率：反映膜的性能的参数，通常一级RO膜系统脱盐率在97%以上。可以简单计算：（原水电导率-产品水的电导率）/原水电导率。

20、含盐量

含盐量：水的含盐量也称矿化度，是表示水中所含盐类的数量。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。

21、沉淀

沉淀：废水处理的技术方法之一。可分为物理沉淀和化学沉淀两种作用。通常所指的沉淀是物理沉淀，即重力分离的方法。它是利用废水中悬浮物与水的比重不同，借重力沉降或上浮的作用，从水中分离出来。化学沉淀是在废水中投加某种化学药剂，使之与废水中的溶解物质发生化学反应，生成难溶于水的化合物而析出沉淀。

22、中水

“中水”的定义有多种解释，在污水工程方面称为“再生水”，工厂方面称为“回用水”，一般以水质作为区分的标志。其主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用水。再生水水质介于上水（饮用水）和下水（生活污水之间），这也是中水得名的由来，人们又将供应中水的系统称为中水系统。

23、有机物污染

有机物污染：是指以碳水化合物、蛋白质、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有机物质等某些其它可生物降解的人工合成有机物质。主要来源于生活污水和工业废水。

24、浓差极化

浓差极化：反渗透在运行状况下，膜表面盐类被浓缩，同进水中的盐类之间存在浓度差，若浓水流量小，流速低时，高含量盐类的水不能被及时带走，在膜表面会形成很高的浓度差，阻碍了盐分的扩散，这种现象叫浓差极化。

25、悬浮物（SS）

悬浮物（SS）：指悬浮在水中的固体物质，包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、粘土、微生物等。水中悬浮物含量是衡量水污染程度的指标之一。它是水样过滤后在103-105℃度温度下把滤纸上截留物烘干所得的固体量。单位mg/l。

26、曝气

曝气：使空气中O2转移到混合液中而被微生物利用的过程。目的是提供活性污泥等微生物所需的溶解氧，保障微生物代谢过程的需氧量。

27、生化需氧量（BOD）

生化需氧量（BOD）：是指在规定时间、规定温度、规定条件下微生物在分解、氧化水中有机物的过程中，所消耗的溶解氧量，通常所用时间为5天，温度20℃，简记BOD5，单位mg/L。

28、化学需氧量（COD）

化学需氧量（COD）：是指在一定条件下，用强氧化剂氧化废水中的有机物质所消耗的氧量。废水检验标准一般采用重铬酸钾作氧化剂，单位mg/L。

29、水锤

水锤又称水击。水（或其他液体）输送过程中，由于阀门突然开启或关闭、水泵突然停止、骤然启闭导叶等原因，使流速发生突然变化，同时压强产生大幅度波动的现象。

30、吸附

吸附：是指利用多孔性固体吸附废水中某种或几种污染物以回收或去除某些污染物，从而使废水得以净化的方法。

31、酶酶

是生物细胞中自己制成的一种催化剂（生物催化剂）。其基本成分是蛋白质，是促进生物化学反应速度的物质。

32、污水

污水是指在生产与生活活动中排放的水的总称。人类在生活和生产活动中，要使用大量的水，这些水往往会受到不同程度的污染，被污染的水称为污水。

33、污水处理

就是采用各种技术和手段，将污水中所含的污染物质分离去除、回收利用或将其转化为无害物质，使水得到净化。

34、污水回用

将污水或废水经二级处理和深度处理后回用于生产系统或生活杂用被称为污水回用。当处理出水满足特定回用要求，成为回用水，也可称为再生水。

35、水垢

即由于锅炉水水质不良，经过一段时间运行后，在受热面与水接触的管壁上生成的固态附着物。

36、水渣

是指在炉水中呈悬浮状态的固体物质和沉积在汽包、下联箱底部等水流缓慢处的沉渣。与水垢区别：水渣比较松散，呈悬浮或沉渣状态，且有一部分易随锅炉排污排掉；而水垢能牢固地粘结在管壁上，不易排掉。

37、铁、锰、铝

微量的铁和锰即会造染色，结垢和味道等问题，铁在还原状态之环境下是以水可溶性的二价铁形式存在，当和空气接触后会逐渐氧化成黄棕色胶体状的三价铁，最后沉淀为棕色的氢氧化铁。锰的特性和铁类似，由于铁、锰、铝的氧化物也是RO膜结垢的原因之一，故有必要分析其含量。

38、纯水

纯水是指既将水中易去除的强电介质去除，又将水中难以除去的硅酸及二氧化碳等弱电解质去除至一定程度的水。纯水的含盐量在1.0mg/L以下,电导率小于3μs/cm。

39、超纯水

超纯水又称高纯水，是指将水中的导电介质几乎全部去除，又将水中不离解的胶体物质、气体和有机物均去除至很低程度的水，超纯水的含盐量在0. 1mg/L以下,电导率小于0. 1μs/cm。

纯水和超纯水除了对含盐量或电导率有严格要求外，对水中各种金属离子含量，有机物含量、微粒粒径及数量和微生物数量也有严格指标限制

40、蒸馏水

蒸馏水是将原水加热汽化，再将蒸汽冷凝成的水称为蒸馏水。一般蒸馏水电导率为10μs/cm左右，将一次蒸馏水再次蒸馏得到二次蒸馏水，多次蒸馏得到多次蒸馏水，电导率可降至很低达1.0μs/cm左右

41、阻垢剂阻垢剂（scale inhibitor）

是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能，并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。

42、离子交换树脂

离子交换树脂是带有官能团（有交换离子的活性基团）、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。通常是球形颗粒物。

43、离子

离子是指原子由于自身或外界的作用而失去或得到一个或几个电子使其达到最外层电子数为8个或2个（氦原子）或没有电子（四中子）的稳定结构。这一过程称为电离。电离过程所需或放出的能量称为电离能。在化学反应中，金属元素原子失去最外层电子，非金属原子得到电子，从而使参加反应的原子或原子团带上电荷。带电荷的原子叫做离子，带正电荷的原子叫做阳离子，带负电荷的原子叫做阴离子。阴、阳离子由于静电作用而形成不带电性的化合物。与分子、原子一样，离子也是构成物质的基本粒子。如氯化钠就是由氯离子和钠离子构成的。

44、产水量

产水量（水通量）指反渗透系统的产能，即单位时间内透过膜水量，通常用吨/小时（t/h）或加仑/天（g/d）来表示。

45、连续电除盐

EDIEDI(Electrodeionization)简称连续电除盐，是20世纪90年代逐渐发展起来的一种新型超纯水制备技术。它巧妙地将电渗析技术和离子交换技术相融合，通过阴阳离子交换膜对阴阳离子的选择透过作用及离子交换树脂对离子的交换作用，在直流电场的作用下实现离子定向迁移至浓水室，从而完成水的深度除盐而获得超纯水，同时水分子电解为氢离子和氢氧根离子，对树脂进行再生，免去传统的酸碱化学再生。

二、纯水处基础工艺解释篇

1、粗滤

粗滤：指机械过滤，去除水中的悬浮物，胶体、浊度、色度、异味等。主要过滤方式有澄清池、快滤池、砂滤池、砂滤器、多介质过滤器、活性碳过滤器、盘式过滤器、高效纤维过滤器等。

2、精滤

精滤：用特殊材料制成的滤膜，过滤精度较高。常见的为微滤膜和滤芯过滤。

3、超过滤

超过滤：是一种膜过滤，去除大分子和胶体、细菌等。过滤精度高，常见的是超滤膜。超滤膜不能去除水中的离子，即它没有除盐功能。用于反渗透预处理或反渗透后的精处理，也可以单独使用。超滤是一种流体切向流动和压力驱动的过滤过程，并按分子量大小来分离颗粒。超滤膜的孔径大约在0.002-0.1微米范围内。溶解物质和比膜孔径小的物质能作为透过液透过滤膜，不能透过滤膜的物质被浓缩于排放液中。因此产水中含有水、溶解固体及小分子量物质，而胶体、悬浮颗粒、高分子量有机物、细菌、病毒和原生动物将被过滤去除。

4、反渗透

反渗透简称RO，是六十年代发展起来的一种膜分离技术，其原理是原水在高压力的作用下通过反渗透膜，水中的溶剂由高浓度向低浓度扩散从而达到分离、提纯、浓缩的目的，由于它同自然界的渗透方向相反，因此称它为反渗透。反渗透可以去除水中的细菌、病毒、胶体、有机物和98％以上的溶解性盐类。该方法具有运行费用低，操作简单，自动化程度高，出水水质稳定等特点。与其它传统的水处理方法相比具有明显的优势，广泛应用于与水处理相关的各行各业。反渗透水处理工艺基本上属于物理除盐方法，它在诸多方面具有传统的水处理方法所没有的优异特点：

a、反渗透是在室温条件下，采用无相变的物理方法将含盐给水进行除盐、纯化。目前，超薄复合膜元件的除盐率可达99.5％以上，并可同时去除水中的胶体、有机物、细菌、病毒等；

b、水的处理仅依靠水的压力作为推动力，其能耗在许多处理方法中最低；

c、不用大量的化学药剂和酸、碱再生处理，无化学废液排放，无环境污染；

d、反渗透装置可连续运行制水，系统简单，操作方便，产品水水质稳定；

e、反渗透装置自动化程度高，运行维护和设备维护工作量很少；

f、设备占地面积小，需要的空间也小；

g、适应于较大范围的原水水质，既适应于苦咸水、海水以至污水的处理，又适应于低含盐量的淡水处理。我公司集多年工业水处理系统的工艺设计、设备制造、系统成套及膜应用技术的经验，选取合理的工艺设置和设计参数，确保设备长期稳定运行。

5、离子交换

水中各种无机盐类电离生成阳、阴离子，经过氢型离子交换剂层时，水中的阳离子被氢离子所取代，即是阳床的除盐原理。

水中各种无机盐类电离生成阳、阴离子，经过OH-型离子交换剂层时，水中的阴离子被OH-离子所取代，即是阴床的除盐原理。

混床是阳、阴离子交换树脂按一定比例混合装填于同一交换柱内的离子交换装置。均匀混合的树脂层，阳树脂与阴树脂紧密交错排列，每一对阳树脂与阴树脂颗粒类似于一组复床，故可以把混床视作无数组复床串联运行。由于通过混合离子交换后进入水中的氢离子与氢氧离子立即生成电离度很低的水分子，很少可能形成阳离子或阴离子交换时的反离子，可以使交换反应进行得十分彻底，因而混合床的出水水质优于阳、阴离子交换串联组成的复床所能达到的水质，能制取纯度相当高的成品水。

6、EDI

EDI技术是将电渗析和离子交换相结合的除盐新工艺，该设备取电渗析和混床离子交换两者之长，弥补对方之短，即可利用离子交换做深度处理，且不用药剂进行再生，利用电离产生的H+和OH-，达到再生树脂的目的。EDI对进水要求较高，必须是反渗透产水或相当于反渗透产水的水质。它具有如下特点：

可连续生产符合用户要求的合格超纯水，产水稳定；

无需化学药品进行再生，没有化学物排放，属绿色环保产品；

结构紧凑，占地面积小，制水成本低；

出厂前完成装置调试，现场安装调试简单；

运行操作简单，劳动强度极低，培训容易。

三、工程中常用的超滤膜、反渗透膜、EDI的生产商

1、超滤膜

超滤膜：美国KOCH、荷兰诺瑞特、上海华膜。

2、反渗透膜

反渗透膜：美国海德能、美国DOW、美国KOCH、美国通用（GE）、日本东丽、韩国世韩。

3、EDI

EDI：美国GE（E-CELL）、美国IONPURE、美国electropure、加拿大CANPURE、（欧美公司，已被DOW收购）、浙江东大。

四、常用水处理工艺

1、原水为地下水

原水为地下水：砂滤器+精密过滤器+反渗透+混床或EDI。

2、原水为自来水

原水为自来水：砂滤器+活性碳过滤器+精密过滤器+RO+混床或EDI。

3、原水为地表水

①多介质过滤器+活性碳过滤器+精密过滤器+RO+混床或EDI。

②多介质过滤器（或其它形式过滤器）+超滤+精密过滤器+RO+混床或EDI。

③盘式过滤器+超滤+精密过滤器+RO+混床或EDI。

五、水处理工程中常用的管道材质

主要的几种材质

1. 碳钢管

碳钢管：用于原水进水管路。

2. UPVC管

UPVC管：用于管径小于DN150的场合较好，安装方便。

3. 不锈钢管

不锈钢管：用于有特殊要求的场合，多用于医药系统。

4. 钢衬胶或塑管

钢衬胶或塑管：用于大的工程当中，使用可靠，施工较麻烦。

六、纯水的各种用途

纯水和超纯水广泛用于电厂、电子、医药、化工行业，通过各种膜的过滤或离子交换作用，将水中的有害离子去除。

电厂：电厂多用的脱盐水，其脱盐水水质的主要指标为：硬度约等于零，电导率≤0.2μs.cm，SiO2≤20ppb。

化工厂：化工用水多种多样，通常水质不会比电厂水质要求高，但可能会对某些离子有要求，所以常用一级或二级反渗透工艺。出水水质电导为5~10μs.cm以上。如有更高的要求则后面加混床或EDI。

医药：医药用水多对电导和细菌作要求，对系统所用材料材质有要求，多选用不锈钢产品。通常纯水后要加杀菌消毒装置。

电子行业：电子行业对水的要求是最高的，多数电子用水要求达到18兆。对电阻率的要求只是电子用水的一小部分，它对其中很多离子都有较高要求，所以对安装材料及管道有特殊要求。选用工艺也是最复杂的。通常要在EDI后加抛光混床及超滤、杀菌、氮封水箱等装置，造价也很高。

七、根据水质要求，通常采用的工艺

1、要求产水电导率10~20μs/cm

要求产水电导率10~20μs/cm，采用RO预处理+一级反渗透（化工）。

2、产水电导率2~9μs/cm

产水电导率2~9μs/cm，采用RO预处理+二级反渗透（医药、化工）或采用RO预处理+软化+一级反渗透+EDI（医药、化工）。

3、产水电导率小于0.2~2μs/cm

产水电导率小于0.2~2μs/cm，采用RO预处理+一级反渗透+混床。

4、产水电阻5~13 MΩ.CM

产水电阻5~13 MΩ.CM，采用R0预处理+软化+一级反渗透+EDI。

或采用RO预处理+二级反渗透+EDI（医药、化工、电子、发电）。

5、产水电阻13~17 MΩ.CM

产水电阻13~17 MΩ.CM，采用R0预处理+软化+一级反渗透+EDI+混床。

或采用RO预处理+二级反渗透+EDI+混床（医药、化工、电子、发电）。

6、产水电阻18 MΩ.CM

产水电阻18 MΩ.CM，采用RO预处理+二级反渗透+EDI+混床+杀菌+氮封。

八、纯水处理重点难点问答

1、降低酸碱耗的主要措施有哪些？

（1）保证进水水质；

（2）保证再生质量，延长制水量的周期；

（3）保证再生液的质量、纯度，严格控制再生操作规程；

（4）保证设备运行安全、可靠、正常。

2、胶体能存在于水中的稳定性原因有哪些？

(1)胶体表面带电；

(2)胶体表面有水位层；

(3)胶体表面吸附某些促使胶体稳定的物质。

3、使用助凝剂有何目的？

1) 改善絮粒结构，使其颗粒长大，强韧和沉重；

2) 调整被处理水的PH值和碱度，使其达到最佳混凝条件，提高混凝效果；助凝剂本身不起混凝作用，但能促进水中杂质的混凝过程。

4、混凝的基本概念？

由于水中存在的胶体颗粒是带负电荷，他们间同性相斥，同时又在水中不断做“布朗运动”极为稳定，不易下沉，当加入适量混凝剂后，水中的微小胶体颗粒就能脱稳，产生吸附架桥作用，絮凝成絮状物迅速下沉，这一过程称之为混凝。

5、影响混凝效果的主要因素有哪些？

1) 水的pH：如加PAC水解产生Al(OH)3胶体，当pH在6.5-7.5时溶解最小，混凝效果也好；

2) 水的碱度：当碱度不足时，混凝剂在水解过程中不断产生H+，使pH值下降,混凝效果也下降；

3) 水的温度：当温度低时水的粘度大，水解速度慢，絮粒形成缓慢，且结构松散，颗粒细小不易沉淀；

4）水中杂质的成分：性质和浓度对混凝效果有很大的影响。

6、碳酸化合物在水中存在的形式与PH值有何关系？

1) 当PH值≤4.3时，水中只有CO2（游离）；

2) 当PH值=8.3-3.4时，98%以上的都是HCO3- ;

3) 当PH值＞8.4时，水中没有CO2。

7、锅炉内水处理的目的？

1) 防止锅炉本体及附属系统水、汽在运行中积聚沉积物和腐蚀。提高锅炉的传热传导效益；

2) 确保蒸汽质量，防止汽轮机部件结垢和腐蚀，在保证水质条件下，减少锅炉的排污损失，提高经济效益。

8、离心泵的工作原理？

离心泵是利用叶轮旋转使水产生离心力来工作的，水泵在启动前，必须把泵壳和吸水管都充满水，然后启动电机，使泵轴带动叶轮和水作高速旋转运动，水在离心力作用下甩向叶轮外缘，并汇集到泵壳内，经涡形泵壳的流道而流入水泵的压水管路。与此同时水泵叶轮中心处由于水被甩出而形成真空，吸水池中的水便在大气压力作用下，通过吸水管吸进叶轮。叶轮不停地旋转，水就不停地被甩出，又不断地被补充。这就形成了离心泵的连续输水。

9、锅炉的排污方式有哪几种？各有什么作用？

锅炉的排污方式有：

（1）连续排污

连续排污：是连续不断的从汽包中排出炉水。主要目的是为了防止锅炉水中的含盐量和含硅量过高排去一些细小或悬浮的水渣。

（2）定期排污

定期排污：是排出水渣，一般排污点设在水循环系统的底端；排污时最好在锅炉低负荷时进行。

10、什么是树脂的再生？

树脂经一段软化或除盐运行后，失去了交换离子的能力；这时可用酸、碱或盐使其还原再生，恢复其交换能力，这种使树脂恢复能力的过程称为树脂的再生。

11、影响树脂工作交换容量的主要因素有哪些？

(1)进水中水质的质量；

(2)交换终点的控制指标；

(3)树脂层的高度；

(4)水温及水流速度；

(5)交换剂再生的效果，树脂本身的性能。

12、树脂有哪些化学性质？

1) 离子交换反应的可逆性，如：RH+Na+；RNa+H+

2) 酸碱性：ROHR+OH- ; RHR + H+

3) 选择性：离子交换树脂对各种不同离子的吸附不一样。

4) 树脂交换能力大小

阳树脂：Fe3+＞Al3+＞Ca2+＞Mg2+＞K+≈NH4+＞Na+

阴树脂：SO42-＞NO3-＞Cl-＞HCO3-＞HSi

13、混床的工作原理

混合床是指在一个交换期内装有阴阳两种树脂，相当于很多个阳床、阴床串联在一起的多级复床，这样一个交换器内同时完成阴阳离子交换反应，交换出的H+和OH-生成水，H+和OH-不能积累，消除了离子交换反应反离子的作用，使交换反应进行的很彻底，出水水质达到精制纯水的水质指标。