【正文】 滲透 3/2/2023 97 反滲透膜的脫鹽機(jī)理 １）氫鍵理論 醋酸纖維素是一種具有高度矩陣結(jié)構(gòu)的聚合物，鹽水中的水分子能與纖維膜上的極性基團(tuán)（如羰基等）形成氫鍵。在反滲透壓力作用下，以氫鍵結(jié)合進(jìn)入膜內(nèi)的水分子由第一個(gè)氫鍵位置斷裂而轉(zhuǎn)移到另一個(gè)位置形成另一個(gè)氫鍵，這些水分子通過(guò)一連串的氫鍵形成一斷開(kāi)過(guò)程，依次從一個(gè)極性基團(tuán)移到下一個(gè)極性基團(tuán)，直至離開(kāi)表面層，進(jìn)入膜的多孔層。這就是脫鹽淡水的形成過(guò)程。 3/2/2023 98 ２）選擇吸附 毛細(xì)管流 膜是由含有適當(dāng)親水活性基團(tuán)的多孔材料組成。在鹽溶液中，膜表面有選擇性吸附能力，即吸附水分子而排斥鹽分子。這樣就在膜和溶液界面上形成了一個(gè)純水層，在反滲透壓力推動(dòng)下，此水層的純水通過(guò)膜的毛細(xì)作用而連續(xù)不斷地流出。 3/2/2023 99 反滲透器的工藝流程通常采用一級(jí)或二級(jí)反滲透。一級(jí)是通過(guò)一次反滲透就能達(dá)到水質(zhì)要求。二級(jí)則是需要通過(guò)二次反滲透才能達(dá)到水質(zhì)要求。此外還有多級(jí)法反滲透脫鹽，但比較少用。 3/2/2023 100 3/2/2023 101 在運(yùn)行過(guò)程中，由于水不斷地透過(guò)膜，而水中所含的懸浮物、微生物、有機(jī)物等雜質(zhì)易在膜表面結(jié)一層薄垢 ，影響膜的透水性能及操作壓力，因而對(duì)原水要進(jìn)行預(yù)處理，如過(guò)濾、石灰軟化或在水中添加檸檬酸、酒石酸來(lái)防止鐵鹽、碳酸鹽等結(jié)垢的形成。 3/2/2023 102 （四）、電滲析法 電滲析是在外加直流電場(chǎng)的作用下，利用陰膜和陽(yáng)膜的選擇透過(guò)性，使一部分離子透過(guò)離子交換膜遷移到另一部分水中去，從而使一部分水淡化，另一部分水濃縮。 3/2/2023 103 3/2/2023 104 3/2/2023 105 電滲析器通電以后，兩端的電極表面上還有電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。以含 NaCl水溶液為例。反應(yīng)如下： 在陽(yáng)極 在陰極 3/2/2023 106 目前常用的陽(yáng)離子交換膜為磺酸基型 ，結(jié)構(gòu)式為 RSO3H+，在水中離解成 RSO3，帶負(fù)電荷，吸收水中的正離子，并讓其通過(guò)該膜，而阻止負(fù)離子通過(guò)。 陰離子為季胺基型，即 RN+(CH3)3OH，在水中離解成 RN(CH3)3+，帶正電荷，吸收水中的負(fù)離子并讓其通過(guò)，而阻止正離子通過(guò)該膜。 3/2/2023 107 電滲析器 3/2/2023 108 對(duì)原水要求 ①混濁度宜小于 1mg/L,以免雜質(zhì)影響膜的壽命 。 ②化學(xué)耗氧量不得超過(guò) 3mg/L,以避免水中有機(jī)物對(duì)膜的污染 。 ③游離性余氯不得大于 ,以避免余氯對(duì)膜的氧化作用 。 ④鐵含量不得大于 ,錳含量不得大于。 ⑤非電解雜質(zhì)少 。 ⑥水溫應(yīng)在 4~40℃ 范圍內(nèi)。 3/2/2023 109 四、水的消毒 （一）氯消毒 Cl2— HClO— 細(xì)菌表面 —— 深入細(xì)菌內(nèi)部破壞酶系統(tǒng) 通常認(rèn)為： 氯的消毒作用是通過(guò)它產(chǎn)生的次氯酸 HOCl的作用，而不是氯氣的本身，也不是氫離子或次氯酸根（ OCl－ ）的作用。 3/2/2023 110 氯在水中的反應(yīng) ： Cl2+H2O→HOCl+H++Cl HOCl→H++OCl 3/2/2023 111 加氯方法和加氯量 １、加氯方法 a 濾前加氯：原水水質(zhì)差，有機(jī)物多，可在原水過(guò)濾前加氯，可防止沉淀池中微生物繁殖，但加氯量要多。 b 濾后加氯：原水經(jīng)沉淀和過(guò)濾后加氯，加氯量可比濾前添加的少，且消毒效果好。 ２、加氯量 加入水中的氯分為兩部分，即作用氯和余氯。 作用氯是和水中微生物、有機(jī)物及有還原作用的鹽類（如亞鐵、亞硝酸等）起作用的部分； 余氯是為了保持水在加氯后有持久的殺菌能力、防止水中微生物萌發(fā)和外界微生物侵入的部分。 3/2/2023 112 (3)其他幾種常用的氯消毒劑 ①漂白粉 ②氯胺 ③次氯酸鈉 3/2/2023 113 （二）紫外線消毒 紫外線的殺菌原理 :微生物受紫外線照射后 ,體內(nèi)的核酸會(huì)因?yàn)槲樟俗贤饩€的能量而改變自身的結(jié)構(gòu) ,如 DNA斷裂、 DNA分子交聯(lián)、胞嘧啶和尿嘧啶發(fā)生水合作用、出現(xiàn)腺嘧啶二聚體等 ,影響了嘌呤與嘧啶的正常配對(duì) ,改變了 DNA的生物活性 ,這些都破壞了核酸的正常生理功能 ,導(dǎo)致了微生物的死亡。 紫外線對(duì)清潔透明的水有一定的穿透能力 ,故可用于水的殺菌消毒。 3/2/2023 114 3/2/2023 115 3/2/2023 116 (3)水質(zhì)對(duì)紫外線殺菌消毒效果的影響 紫外線穿透能力相對(duì)較弱 ,水中存在雜質(zhì)且顏色較深、濁度較大時(shí)都會(huì)影響到紫外線的穿透能力 ,從而影響紫外線殺菌的相對(duì)效果。 水的吸收系數(shù)越高 ,則光線到達(dá)距離最遠(yuǎn)處的輻射強(qiáng)度越弱 ,殺菌效果越差 。水中懸浮顆粒的存在也隨其量的多少而影響殺菌效果 。水的硬度對(duì)殺菌效果影響不大 ,這是因?yàn)殁}、鎂離子對(duì)紫外線吸收很小。 紫外線消毒一般要求原水水質(zhì)滿足以下條件 :色度低于 15度 ,濁度小于 5度 ,總鐵含量低于,細(xì)菌數(shù)少于 900個(gè) /mL。 3/2/2023 117 (4)使用紫外線殺菌器應(yīng)注意的事項(xiàng) ①原水流量的控制 ②紫外線燈周圍介質(zhì)溫度的控制 ③紫外線燈的運(yùn)行管理 3/2/2023 118 （三）臭氧殺菌 臭氧的性質(zhì) 臭氧在常溫下是略帶藍(lán)色的氣體。通?？瓷先ナ菬o(wú)色的，液態(tài)臭氧是暗藍(lán)色的。它比氧易溶于水，但由于只能得到分壓低的臭氧，所以濃度都比較低。臭氧的氧化力很強(qiáng)，所以水中的無(wú)機(jī)和有機(jī)物質(zhì)（包括微生物）均易被臭氧氧化。 通過(guò)微生物的細(xì)胞壁表層使細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)或 DNA、 RNA受到氧化損傷，使細(xì)胞壁或細(xì)胞膜氧化分解，同時(shí)導(dǎo)致酶的失活。 3/2/2023 119 臭氧的發(fā)生 由于臭氧的不穩(wěn)定性，因此通常要求隨時(shí)制取并當(dāng)場(chǎng)應(yīng)用。在絕大多數(shù)情況下，均利用干的空氣或氧氣進(jìn)行高壓放電而制成臭氧。 3 O2（放電或紫外線照射） → 2O3 → 2O2＋ 2[Ｏ ] 每 m2放電面積，每小時(shí)可產(chǎn)生 50g臭氧。 ?????? ?? 高壓放電或紫外線２3/2/2023 120 (4)臭氧殺菌的效果與應(yīng)用 臭氧具有很強(qiáng)的殺菌能力 ,臭氧的氧化能力次于氟 ,殺菌效果優(yōu)于氯。臭氧水可代替次氯酸鈉作為殺菌劑 ,并用于脫臭和洗滌。臭氧殺菌還用于礦泉水和純凈水等瓶裝飲用水的制造。此外 ,臭氧水還用于水果和蔬菜的殺菌。 臭氧的殺菌效果會(huì)因?qū)ο笪⑸锏姆N類而有顯著差異。 3/2/2023 121 本章小結(jié) 1水源類型 ：地表水、地下水、城市自來(lái)水 2水中雜質(zhì) ：懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)、溶解物質(zhì) 3水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)內(nèi) ：濁度、臭和味、硬度、堿度以及鐵離子、錳離子、有機(jī)物、溶解氧及微生物等的含量 水處理的方法 混凝沉淀 ： 混凝劑和助凝劑 水的過(guò)濾 ： 池式過(guò)濾、砂棒過(guò)濾、活性炭過(guò)濾 水的軟化 ： 石灰軟化法、離子交換法、反滲透法、電滲析法 水的消毒 ：氯消毒、紫外線消毒、臭氧殺菌 討論：如何確定水的處理方案？ 任意舉例（根據(jù)原水的質(zhì)量和水質(zhì)要求的不同，可選用各種不同的水處理方案） 3/2/2023 122 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAIT