【正文】 脫微粒子 壓力差 水、溶劑和溶解物 懸浮物、細(xì)菌類、微粒子、大分子有機(jī)物 超濾 脫除溶液中的膠體、 各類大分子 壓力差 溶劑、離子和小分 子 蛋白質(zhì)、各類酶、細(xì)菌、病毒、膠體、微粒子 納濾 低分子物質(zhì) 壓力差 水和溶劑 糖類、氨基酸、有 機(jī)物等 反滲透 脫除溶液中的鹽類 壓力差 水 無機(jī)鹽 四類膜截留水中雜質(zhì)表 2－ 4 38 圖 2－ 4 四類膜截留水中雜質(zhì) 39 第六節(jié) 分質(zhì)供水的處理技術(shù) 1． 微濾 (Micro Filtration,簡(jiǎn)稱 MF) 技術(shù)特點(diǎn)： 微濾膜是由天然或高分子合成材料制成的孔徑均勻整齊的類似篩網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。工作壓力為～ 。屬于精密過濾 ,是過濾技術(shù)的最新發(fā)展。 a—— 在膜的表面層截留 b—— 在膜內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)中截留 圖 2－ 5微孔膜各種截留作用示意圖 41 第六節(jié) 分質(zhì)供水的處理技術(shù) 微濾膜分離原理： 機(jī)械截留作用：膜具有截留比它孔徑大或與孔徑相當(dāng)?shù)奈⒘Ｗ饔?，即篩分作用。 網(wǎng)絡(luò)型膜的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部截留作用：將微粒截留在膜的內(nèi)部而不是在膜的表面。 ? 微濾膜材質(zhì)： 有機(jī) 聚合物有醋酸纖維素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。 43 第六節(jié) 分質(zhì)供水的處理技術(shù) ? 微濾膜在水處理中的作用： 微濾能有效去除水中細(xì)小懸浮物、微生物、微粒、膠體等雜質(zhì)，小孔徑的微濾膜還能過濾部分細(xì)菌 ? 微濾在水處理中的用途 ： 常被做成精密過濾器（又稱保安過濾器）作為納濾、反滲透等深度處理的預(yù)處理以改善后續(xù)處理技術(shù)的工作狀況和保證處理效果； 作為活性碳過濾的后處理，以去除活性炭過濾水的微粒物質(zhì)。 ? 超濾膜多數(shù)為非對(duì)稱膜，由一層極薄（通常僅～ 1μ m ）具有一定孔徑的表皮層和一層較厚（通常 125μ m）的具有海綿狀或指狀結(jié)構(gòu)的多孔層組成。 一般在給水處理采用中空纖維膜，其結(jié)構(gòu)是有表面致密層、中間過慮層和大空支撐層組成。 46 第六節(jié) 分質(zhì)供水的處理技術(shù) 在一定壓力作用下，當(dāng)含有高分子溶質(zhì)（ A）和低分子溶質(zhì)（ B）的混合溶液流過膜表面時(shí)，溶劑和小于膜孔的低分子溶質(zhì)（如無機(jī)鹽）透過膜，成為滲透液被收集，大于膜孔的高分子物質(zhì)（如有機(jī)膠體）被膜截留而作為濃縮液回收或排出。 2）分離是在常溫下進(jìn)行 。 4）設(shè)備簡(jiǎn)單，易于操作和管理和維修 。 48 第六節(jié) 分質(zhì)供水的處理技術(shù) 超濾與微濾區(qū)別 ： 1）微孔濾膜通常為均質(zhì)膜，而超濾膜為非均質(zhì)膜。 3）工作方式不同：微孔過濾是一種靜態(tài)截留方式； 超濾則是一種動(dòng)態(tài)截留過程 49 超濾的動(dòng)態(tài)截留過程（圖 2－ 8） 原水池 清水池超濾器濃縮液回收濃縮液排放圖 2－ 8 50 第六節(jié) 分質(zhì)供水的處理技術(shù) 超濾膜分離物質(zhì)： 懸浮物、乳液、溶膠、高分子有機(jī)物、動(dòng)物膠、果膠、色素、酶、細(xì)菌、熱源以及致癌、致畸、致突變物、過濾性病毒和其他劇毒物 。 超濾膜的分類 ： 卷式，板框式，管式（見圖 2－ 9）和中空纖維式。同超濾和反滲透一樣，納濾也是以壓差為推動(dòng)力的分離過程。 53 膜處理技術(shù) 納濾 技術(shù)特點(diǎn)： 1）截留分子量介于反滲透膜和超濾膜之間，為150～ 2022； 2）納濾膜對(duì)無機(jī)鹽有一定的截留率，因?yàn)樗谋砻娣蛛x層是由聚電解質(zhì)所構(gòu)成，對(duì)離子有靜電相互作用； 3）超低壓大通量，即在超低壓下（ ）仍能工作，并有較大的通量 。 2）用于去除水中的有機(jī)物 ? 去除三致物質(zhì) 去除致突、致畸和致癌的有毒有害物質(zhì) ?去除消毒副產(chǎn)物 三鹵甲烷 ( THMS) 、鹵乙酸 (HAAS) 和可能的三氯乙醛氫氧化物。通過合適納濾膜的選用 ,可以使得飲用水水質(zhì)滿足更高的安全優(yōu)質(zhì)飲水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 國(guó)內(nèi)外對(duì)納濾膜與飲用水生物穩(wěn)定性關(guān)系的研究表明： BDOC 在低離子濃度、低硬度和高 pH 值下的截留率較高 ,相比之下 AOC 的截留率受水環(huán)境條件的影響較大 (在低 pH值、高離子濃度和高硬度條件下 ,納濾膜對(duì) AOC 的截留率幾乎為零 ) ,而由大分子有機(jī)物 (如腐殖酸、棕黃酸 ) 構(gòu)成的 BDOC 的截留率受水環(huán)境影響很小。 常規(guī)的 HOVS去除工藝 (活性炭吸附、氧化、吹脫和生物處理 ) 會(huì)出現(xiàn)一些問題 , 如有毒副產(chǎn)物形成、污染物被轉(zhuǎn)移進(jìn)入空氣或固相中以及原水中微污染物濃度的變化或氧化劑的投加等。 57 膜處理技術(shù) 實(shí)驗(yàn)表明： 納濾對(duì)總有機(jī)碳 TOC的去除率為 85%，三鹵甲烷 THMS的去除率為 95%， 色度的去除率為 97% ， 所以納濾適用于硬度和有機(jī)物高的原水進(jìn)一步凈化。 60 膜處理技術(shù) ? 膜污染預(yù)防 可以采用化學(xué)清洗的方法來解決或預(yù)防膜污染。清洗周期視膜污染程度（產(chǎn)水量）而定。 61 膜處理技術(shù) 反滲透 我國(guó)自七十年代引進(jìn)反滲透膜脫鹽技術(shù)，至今有二十幾年的歷史。 技術(shù)特點(diǎn)： 反滲透的孔徑 1nm，工作壓力 1MPa～ 2MPa。過一段時(shí)間就可以發(fā)現(xiàn)純水液面降低了，而鹽水的液面升高了。 滲透壓：鹽水液面升高到了一定高度就會(huì)達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)。 63 反滲透 ? 在以上裝置達(dá)到平衡后 ,如果在鹽水端液面上施加一定壓力，此時(shí)，水分子就會(huì)由鹽水端向純水端遷移。 如果將鹽水加入以上設(shè)施的一端，并在該端施加超過該鹽水滲透壓的壓力，我們就可以在另一端得到純水。 反滲透半透膜上有眾多的孔，這些孔的大小與水分子的大小相當(dāng)，由于細(xì)菌、病毒、大部分有機(jī)污染物和水合離子均比水分子大得多，因此不能透過反滲透半透膜而與透過反滲透膜的水相分離 。 66 反滲透 反滲透優(yōu)點(diǎn)： * 連續(xù)運(yùn)行，產(chǎn)品水水質(zhì)穩(wěn)定 * 以高產(chǎn)率產(chǎn)生超純水，產(chǎn)率可達(dá) 95% * 節(jié)省了反沖和清洗用水 * 無再生污水，不須污水處理設(shè)施 * 減低運(yùn)行及維修成本 * 安裝簡(jiǎn)單、安裝費(fèi)用低廉 67 反滲透 衡量反滲透膜性能的主要指標(biāo) 脫鹽率 ―― 通過反滲透膜從系統(tǒng)進(jìn)水中去除可溶性雜質(zhì)濃度的百分比。 透鹽率＝ 100％－脫鹽率 脫鹽率的高低取決于膜元件表面超薄脫鹽層的致密度 68 反滲透 ? 產(chǎn)水量（水通量） ―― 單位時(shí)間內(nèi)透過膜的水量，用噸 /小時(shí)或加侖 /天來表示。 回收率 —— 指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)水或透過液的百分比。 ? 選擇直飲水消毒技術(shù)應(yīng)考慮四個(gè)要素： ①殺菌效果與持續(xù)能力； ② 殘余藥劑的可變毒理； ③直飲水的口感； ④運(yùn)行費(fèi)用。 直接飲用水的消毒通常采用二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外線消毒。 72 四 消毒技術(shù) 2）氯化消毒的基本原理： 由于次氯酸體積小，電荷中性，易于穿過細(xì)胞壁； 同時(shí)它又是一種強(qiáng)氧化劑，能損害細(xì)胞膜，使蛋白質(zhì)、 RNA（生化核糖核酸）和 DNA等物質(zhì)釋出，并影響多種酶系統(tǒng) (主要是磷酸葡萄糖去氫酶的巰基被氧化破壞 )，從而使細(xì)菌死亡。 余氯分為： 游離性余氯 —— 游離性的 HOCl、 OCl和 Cl2；殺菌力較強(qiáng)， 化合性余氯 —— NH2Cl和 NHCl2。 74 四 消毒技術(shù) ? 接觸時(shí)間： 用游離性有效氯 (指 HOCl和 OCl— )消毒時(shí)，接觸時(shí)間應(yīng)至少 30分鐘，游離性余氯達(dá)0． 3～ 0． 5mg/l； 采用氯胺 (指 NH2C1和 NHCl2)消毒時(shí)，接觸時(shí)間應(yīng)在 l～ 2小時(shí)，化合性余氯達(dá) 1～2mg/l。 當(dāng) PH值＜ 5． 0時(shí)， HOCl呈 100％ PH值在 6． 0時(shí)， HOCl在 95％以上； PH值＞ 7． 0值， H0CL含量急劇減少； PH＝ 7． 5時(shí)， HOCl和 OCl大致相等； . PH值＞ 9時(shí)， OCl接近 100％。 76 四 消毒技術(shù) ? 水溫： 水溫高，殺菌效果好。 ? 水的渾濁度： 用氯消毒時(shí)，必須使生成的次氯酸 (HOC1)和次氯酸離子 (OCl)直接與水中細(xì)菌接觸，方能達(dá)到殺菌效果。 77 四 消毒技術(shù) 4）氯化消毒的安全性問題 （ 1）氯化副產(chǎn)物（多為致癌物）的形成及危害： 有機(jī)前體物：水中能與氯形成氯化副產(chǎn)物的有機(jī)物； 天然水中有機(jī)前體物：以腐殖質(zhì) (含腐殖酸和富里酸 )為主要成分 ； 三鹵甲烷屬揮發(fā)性 鹵代有機(jī)物，主要有四種：即氯仿 ,一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和溴仿，其中以氯仿含量最高。 78 四 消毒技術(shù) （ 2）防治措施 ? 盡可能選擇有機(jī)前體物含量低的水源； ? 加強(qiáng)混凝沉淀和過濾等凈化措施； ? 防止藻類在制水構(gòu)筑物內(nèi)的生長(zhǎng)，以降低有機(jī)前體物的含量； ? 改善氯化消毒方法，如取消預(yù)氯化和避免折點(diǎn)氯消毒，采用管網(wǎng)中途加氯等，以減少氯化副產(chǎn)物的形成； ? 采用顆粒活性炭過濾，以除去已形成的氯化副產(chǎn)物； ? 此外還可考慮采用二氧化氯或臭氧作氧化劑／消毒劑，也可改用氯胺消毒。 80 四 消毒技術(shù) 有效氯的測(cè)定 方法 碘量法（重點(diǎn)） 藍(lán)墨水快速測(cè)定法： 因藍(lán)墨水能為有效氯所漂白，故可根據(jù)消耗藍(lán)墨水的體積計(jì)算漂白粉中有效氯的含量。 81 四 消毒技術(shù) 6）加氯量，需氯量和余氯加氯量是指水中所加入的氯量； 需氯量是指消毒飲水所需要的氯量； 余氯是指水經(jīng)加氯消毒接觸一定時(shí)間后，水中所剩余的氯量； 將加氯量減去余氯量即為水體的需氯量。 我國(guó)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定集中式給水出廠水中游離性余氯含量不得低于 0． 3mg／ L。 83 二氧化氯消毒 2)二氧化氯發(fā)生器 （見圖 2－ 11） 工作原理： 化學(xué)方程式： NaClO3+2HC1=NaC1+C1O2+1/2C12+H2O。 86 二氧化氯消毒 4）消毒機(jī)理：二氧化氯與微生物接觸時(shí)，對(duì)細(xì)胞壁有很強(qiáng)的吸附與穿透能力，能有效地氧化細(xì)胞內(nèi)含硫基的酶，使微生物蛋白質(zhì)中的氨基酸氧化分解，導(dǎo)致氨基酸鏈斷裂、蛋白質(zhì)失去功能，致使微生物死亡。 87 二氧化氯消毒 5）二氧化氯的消毒滅菌性能 （ 1）高效、強(qiáng)力 （ 2） 快速、持久 （ 3）廣譜、滅菌 （ 4） 無毒、無刺激 （ 5） 安全、廣泛 88 二氧化氯消毒 6）影響消毒效果的因素溫度，隨著溫度的降低其殺菌效力逐漸減弱。 89 二氧化氯消毒 7）二氧化氯消毒的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 可減少水中三鹵甲烷等氯化副產(chǎn)物的形成； 當(dāng)水中含氨時(shí)不與氨反應(yīng)； 能殺滅水中的病原微生物和病毒； 消毒作用不受水質(zhì)酸堿度的影響； 水中余氯穩(wěn)定持久，防止再污染的能力強(qiáng)； 氧化作用強(qiáng)，可除去水中的色和味，不與酚形成氯酚臭； 對(duì)鐵、錳的除去效果較氯強(qiáng)； 二氧化氯的水溶液可以安全生產(chǎn)和使用 。 91 四 消毒技術(shù) 紫外線波長(zhǎng)： 對(duì)病原微生物具有殺滅作用的紫外線波長(zhǎng)主要為 200300nm，其中 240— 280nm波長(zhǎng)的殺菌力較強(qiáng)， 254nm波長(zhǎng)的紫外線殺菌力最強(qiáng)。從而達(dá)到消毒的目的。目前紫外線燈為高壓石英水銀燈。 浸沒式 —— 水中照射法， 其典型構(gòu)造如 圖 1所示。 浸沒式特點(diǎn)：構(gòu)造比較復(fù)雜，但紫外輻射能的利用率高、菌效果好且易于維修。96