【正文】 **控股公司超純水工程 水處理技術培訓 第一部分 水化學基本知識介紹 水 /H2O分子結構 H H O 負極 正極 極性共價鍵 H2O氫鍵與水的基本性質 普遍的溶劑： 水的這種極性使它能溶解大部分物質 H H O H H O H H O H H O H H O H H O H H O H H O + Ion – Ion H2O—— 優(yōu)良的溶劑 極性較強的分子 兩性電解質 通過 : 水合效應 配合作用 離子接觸 溶解與之接觸的物質 水的自然循環(huán) 地球表面的蒸發(fā) 濃縮和烏云的形成 地面的散布 凝結－雨，雪等 水的社會循環(huán)過程 天然水中的雜質 ： 我們用戶使用水處理設備所用的水源一般都是來自于天然水；這種天然水源無論是地表水還是地下水都含有很多不同的雜質。水體中雜質種類繁多，一般是按雜質粒度大小和存在狀態(tài)的不同，分為三類 ,以下詳細介紹 第一類：懸浮物 水中凡是顆粒直徑在 104 m以上的雜質統(tǒng)成為懸浮物 。 天然水中懸浮物的主要成分是泥砂和黏土，其次還有原生動植物及遺骸 、微生物 、較大分子有機物聚合物等。這些雜質可以通過沉淀、過濾將其可以有效的去除； 第二類：膠體物 水中凡是顆粒直徑在 104 10７ m以上的雜質統(tǒng)成為膠體物。 天然水中膠體顆粒是由許多分子和離子的集合體，這種細微的顆粒具有較大的比表面積，從而使它具有特殊的吸附能力，而被吸附的物質往往是水中的離子，因此膠體一般是帶有一定的電荷。而同種膠體就帶有同種電荷，從而膠體之間就具有一定的電排斥力 。此外，這種帶電的膠體顆粒還會吸引極性水分子，使其周圍形成一層水花層，進一步阻止膠體微粒的相互接觸 ，所以這種顆粒在水中一般是不容易沉淀和聚集，而是無規(guī)律散布與于溶液之中，使膠體在水中維持分散運動的穩(wěn)定狀態(tài) 。 天然水中的膠體雜質主要是硅酸及鐵、鋁化合物，一些高分子化合物，如腐殖質等，也有顆粒直徑范圍內一些細菌、病毒等。天然水中的膠體一般都帶有負電荷。 第三類：溶解物 水中凡是顆粒直徑在 10７ m以下的雜質統(tǒng)成為溶解物。 溶解物質一般是以分子和離子形式存在于水中的。 大致上可分為三種： ① 鹽類或稱為礦物質，一般呈離子狀態(tài)； ② 氣體：其中主要是二氧化碳和溶解氧 ③ 有機物： 天然水中的有機物主要為腐殖酸和富維酸，它們都是聚羧酸混合物組成的芳香族物質的大分子有機酸群體，還有其它有機堿、氨基酸、糖類的有機物；但是隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，天然水源都受到程度不同的污染，經(jīng)過經(jīng)過水廠的凈化處理，水中還有著各種各樣的污染物存在，只是含量程度不同而已。 各種天然水的特性： 地下水：該類水中的懸浮物和膠體雜質很少 ， 水體清澈透明；這主要是地下水在經(jīng)過地層流動過程中得到了地層土壤的過濾 。 但是注意：該類水源在局部地區(qū)可能溶解在水中物質也許會很多 ， 比如鹽分 、 硬度或二價鐵離子等較高 。 這樣的水源一般是水質和水溫度都比較穩(wěn)定 ， 受外界影響比較小 。 地下水一般具有：低濁度 、 低有機物含量 、 高的礦物質含量 （ 含量相對固定 ） 、 穩(wěn)定的水溫度的特性 。 各種天然水的特性 江河水：該類水中有較多的懸浮物和膠體，受地理環(huán)境和氣候條件影響差異比較大，受季節(jié)變化而波動。在無有較重污染時，一般江河水的含鹽成分和硬度比較低，受水文和氣象條件影響，水質情況容易發(fā)生變化、不穩(wěn)定，很多地區(qū)的自來水一般是江河水作為水源 。 各種天然水的特性 湖泊和水庫水：該類水源流動性小 ， 長期的自然沉淀使水中的懸浮物較少 ， 但是由于水體受熱的自然蒸發(fā) ， 可能含有的鹽分會略高；水中可能有較多的膠體物 、 自然生長的藻類和浮游生物 ， 因而該類水中的腐殖質含量一般都比較高 。 一般情況下 ， 地表都具有 高混度 ， 懸浮顆粒 ， 高有機物含量 ， 低的礦物質含量 （ 可變 ） ， 溫度的波動的特點 。 各種天然水的特性 海水 含鹽量為 35,000mg/L的海水稱為標準海水，因為世界上絕大多數(shù)的海水具有上述的含鹽量，其中的離子組成比例全世界也十分相近，但是實際總 TDS變化范圍很寬，從波羅的海的海水含鹽量為7,000mg/L到紅海和波斯灣的海水含鹽量為 45,000mg/L。由于土壤影響和內陸水的滲入，近海岸井水的含鹽量及組成卻變化極大 各種天然水的特性 再生水：該類水是利用工業(yè)、生活污水或工業(yè)廢水經(jīng)過初步處理得到的，可以用于綠色景觀和衛(wèi)生沖洗和灌溉的水體，然后再對其深度凈化處理后而得到的水源。該類水源收污水或廢水和處理工藝的影響，而其水質情況變的比較復雜。再生水源一般含鹽量也較高。 三、水質指標主要技術指標介紹 懸浮物與濁度 ： 懸浮物是指水中基本肉眼可見物的指標 。在廢水系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn) ,而在一般給水處理中是用濁度和透明度這個指標來代替 .國內用單位 FTU來表示 ,而國際上用 NTU來表示 . 其實濁度就是其散射光的強度指標，它通常是用濁度儀來測定的，簡便，速度快。而透明度是表示水的透光性，其實是能看見被觀察圖樣標記的水柱高度。現(xiàn)在這個指標已經(jīng)不經(jīng)常采用了；但是這個基本方法是我們在在現(xiàn)場對比水質情況的一個可用方法。 含鹽量與溶解總固體 (TDS) 含鹽量是表示水中所含有鹽類的總和的指標 ,可以通過水質的全分析分析 ,用計算法得到 . 溶解總固體 (TDS)：該指標基本就是指水源有機和無機鹽溶解在水中得出的濃度。 (單位 ppm 或 mg/l)； 但是，水質分析數(shù)據(jù)中的該項技術指標是采用對水樣進行蒸發(fā)稱重而得來的，即化學分析中的 “ 蒸發(fā)殘渣 ” 指標，所以由于個別鹽類在蒸發(fā)過程中的流失和分解，所以只能說該指標接近于水的含鹽量指標。 溶解固體和電導率之間的關系 024681 2 3 4 5 6 7 8 9 10溶解固體 , ppm 以 CaCO3 電導率 電阻率 1 .5 .333 .25 .2 .167 .143 .125 .111 .1 CO2 NaHCO3 Na2SO4 NaCl Na2CO3 NaOH H2SO4 HCl Specific Conductance of Electrolytes, at 77186。F 含鹽量與溶解總固體之間的關系 ： 含鹽量就是指溶解在水中的鹽類的總含量，即水中各種礦物質離子含量的總和。 (單位 : ppm 或 mg/l)；嚴格上來講，該指標和溶解總固體（ TDS）指標有所不同，具體關系如下： 含鹽量 =溶解總固體 + 在 pH５－９之間條件下 ， 簡單換算 (估算 ） 關系如下： 溶解總固體含量 （ ppm） = 電導率 電導率： 電導率就是水體傳導電荷能力或比率。由于水中溶解了多種鹽類，近而使可傳導電荷的離子增多，從而使水體具有導電性；水中溶解的鹽份越多，水的導電性就越強，因此表征其指標的數(shù)值就越大；所以我們利用離子在水中的導電性能可以判斷水中含鹽量的多少。（單位： μ s/cm） 電阻率：當被檢測水中離子極少的情況下，而水的導電性就很差了；但是若還要想通過測量方法來直接判斷水的純度或水中離子的相對含量時，就不能用導電性來衡量水質了，就應該用測量水對電荷傳導的阻力來進行分析和判斷了，也就是水的電阻率。電阻率指標的表征單位： ΜΩ .CM 電導率和電阻率是同一項水質指標的兩個側面，所以二者數(shù)量上的關系是互為倒數(shù) ： 電阻率 =1/電導率 有關電導率和電阻率指標的相關技術指標的說明： ⑴、 雖然水中含鹽量的大小是影響水的電導率的一個主要因素，但是水中各種離子種類不同時，它們的導電能力也不近相同，所以在不用的原水類型情況下，即便是同樣的離子數(shù)量而反映出的電導率也會有所不同。所以說，電導率或電阻率無法和水中含鹽量之間進行準確的換算。 ⑵、 水的電導率或電阻率與水的溫度有很大關系；當水溫越高時。離子活動能力越強，所以此時測得的電導率就越大（純水就是測量得到的電阻率就越?。? 堿度：它是指水中能與強酸起中和反應的物質含量的總和，也就是能與水中氫離子發(fā)生化合反應的物質總量。 即 CO32 HCO3 OH 硬度：水中的硬度就是高價陽離子的總和（二價離子以上），主要成分是 Ca2+,Mg2+ 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%0 2 4 6 8 10 12 14CO2 HCO3 CO32 堿度 CO32 HCO3 OH 與 PH值之間的關系 耗氧量（ COD）： 它是表征水中有機物含量的一個指標。它是基于有機物具有可氧化的共性的原理來描述有機物含量的 .給水處理系統(tǒng)中 的測得方法是用重絡酸鉀法 ,所以可稱為化學耗氧量 .用 COD來表示 .該指標越小越好 ,說明水質越好 . (污泥堵塞指數(shù) ):它是判斷反滲透和納濾進水膠體和顆粒污染程度的技術指標 。 它是設計 RO/NF預處理系統(tǒng)之前應該進行測定的重要指標，同時在 RO日常操作時也需定時地檢測 (地表水一般建議每天三次 )。淤積指數(shù)的測定方法在美國材料工程協(xié)會 ASTM標準測試方法 D 418982中已作了規(guī)定。其測定方法如下 : 15分鐘后 測量膜 直徑 47mm 孔徑 ?m 預處理產(chǎn)水 開始 500毫升 所需時間 t0 最后 500毫升 所需時間 t15 穩(wěn)壓閥 1. 將測試膜片小心放在測試膜 盒內，用少許水潤濕膜片，擰 緊 O形密封圈，將膜盒垂直放置 2. 調節(jié)進水壓力至 （ 30 psi） 并立即計量開始過濾 500 ml水樣的時間 t0（ 通過連續(xù)調 節(jié)，使進水壓力始終保持不變） 3. 在進水壓力為 （ 30psi） 下連續(xù)過濾 15分鐘 4. 15分鐘后繼續(xù)記錄過濾同樣 500ml所需的時間 t15， 保留膜 濾器以便作進一步的分析 5. 計算 當 t15是 t0的 4倍時， SDI是 5。 如果水樣完全將膜片堵塞住 時， SDI值為 。 15100]－1[=15ttSD I o原水中的主要雜質 離子形態(tài)的 非離子形態(tài)的 懸浮物 氣體 非離子形態(tài)的和懸浮物 泥沙，泥漿，污垢 有機物質 油，脂，微生物 膠體狀硅 應該在系統(tǒng)預處理中除去和大量減少 溶解在水中的氣體 二氧化碳（來自于空氣） 氧氣 （來自于空氣） 氨 （來自于化肥和人糞尿等） 甲烷 （來自于土壤中的細菌和工業(yè)廢棄物） 硫化氫 （土壤中的細菌和石油地層及工業(yè)廢棄物） 氯 （殺菌劑的殘余） 離子形態(tài)的和溶解物 非有機的陰 /陽離子 帶電荷的有機物質 溶解硅 離子性的雜質 水中經(jīng)常出現(xiàn)的陽離子 ?Ca++ ?Mg++ ?Na+ ?K+ ?Al+++ ?Ba++ ?Fe++ (ferrous) Fe+++ (ferric) 離子性的雜質 水中經(jīng)常出現(xiàn)的陰離子 ?HCO3 ?Cl ?SO42 ?F ?CO32 ?NO3 ?Silica (HSiO3 or SiO2) 有機污染物 自然產(chǎn)生的復雜的腐殖質和腐爛植物里產(chǎn)生的棕黃酸等 清潔劑和工業(yè)廢水中人為產(chǎn)生的一些有機雜質等 有機污染的性質 很寬的分子量分布 與季節(jié)變化有關 主要的陰離子聚合體 硅類化合物的性質 硅酸鹽 單體 聚合 硅酸 硅酸 凝膠 ( ) O Si O O O O O Si O Si O O O O O O O n 聚合硅酸 第二部分 水處理專業(yè)技術術語 水處理工藝介紹 水處理專業(yè)技術術語和工藝介紹 多介質過濾：常規(guī)的過濾就是將原水中尚存的固體微粒與水體進行分離的一種工藝手段。 多介質過濾器可以除去顆粒 、 懸浮物和膠體 ， 這是基于當水流流過過濾介質的床層時 ，顆粒 、 懸浮物和膠體會附著在過濾介質的表面 。過濾出