凈水基礎(chǔ)知識(shí)20170420課件

1、凈水基礎(chǔ)知識(shí)01020304水質(zhì)專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)水質(zhì)分類(lèi)水中物質(zhì)分類(lèi)有害物質(zhì)直徑大小目 錄 / contents0506水物理處理技術(shù)市場(chǎng)上常見(jiàn)的凈水器水質(zhì)專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)011、水質(zhì)專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)1.4 TDS值 （total dissolved solids的縮寫(xiě)）TDS中文譯名為溶解性總固體，又稱(chēng)總含鹽量，測(cè)量單位為毫克 / 升（mg/L） , 它表明 1 升水中溶有多少毫克溶解性總固體。TDS值代表了水中溶解物雜質(zhì)含量，TDS 值越大，說(shuō)明水中的雜質(zhì)含量大，反之，雜質(zhì)含量小。 1.5 渾濁度 (urbidity)渾濁度是表達(dá)水中不同大小、不同相對(duì)密度、不同形狀的懸浮物、膠體物質(zhì)、浮游生物和微生物等雜質(zhì)對(duì)光所

2、產(chǎn)生的效應(yīng)。（1976年頒布的生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，濁度不超過(guò)5度）。1.6 硬度水中的一些金屬離子的濃度，如鈣、鎂、鐵、錳、鋅等，一般鐵、錳、鋅等離子在水中的含量很少，可以略去不計(jì)。通常就把鈣、鎂離子的總濃度看作水的硬度。硬度單位是ppm，1ppm代表水中碳酸鈣含量1毫克/升（mg/L）。中國(guó)建設(shè)部飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 300 ppm。1.7 PPM 值PPM值表示水溶液中的溶質(zhì)濃度；ppm表示百萬(wàn)分之一（例：1ppm表示百萬(wàn)分之一）；對(duì)于溶液：即1升水溶液中有1/1000毫升的溶質(zhì)，則其濃度（溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為1ppm。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5749-2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)飲用自來(lái)水的溶解性總固

3、體（TDS）有限量要求：溶解性總固體1000mg/L。換算關(guān)系：1mg/L=1ppm。1.8 pH值（hydrogen ion concentration的簡(jiǎn)稱(chēng)）pH值表示水溶液中的酸堿度；pH值的應(yīng)用范圍在0-14之間。當(dāng)pH7時(shí)水呈中性；pH7時(shí)水呈酸性，pH愈小，水的酸性愈大；當(dāng)pH7時(shí)水呈堿性，pH愈大，水的堿性愈大。1.9 GPG值GPG為水硬度單位，1GPG表示1 加侖水中硬度離子( 鈣鎂離子) 含量為1 格令。按美國(guó)WQA（水質(zhì)量協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)，水的硬度分為6級(jí)：（1）0.00.5 GPG為軟水； （2）0.53.5 GPG為微硬；（3）3.57.0 GPG為中硬； （ 4）710.

4、5 GPG為硬水；（5）10.514.0 GPG為很硬； （6）14.0 GPG以上為極硬。水質(zhì)分類(lèi)02礦物質(zhì)水:定義：天然礦泉水，是指從地下深處自然涌出的或經(jīng)人工發(fā)掘的、未受污染的地下礦水，它含有一定量的礦物質(zhì)、微量元素。長(zhǎng)期飲用礦泉水，對(duì)人體確有較明顯的營(yíng)養(yǎng)保健作用。礦物質(zhì)元素：礦泉水含有多種礦物質(zhì)，如鈣、鎂、鈉、二氧化碳等成分，能健脾胃，增食欲，使皮膚細(xì)潤(rùn)。軟水:定義：指不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水。天然軟水一般指江水、河水、湖(淡水湖)水。經(jīng)軟化處理的硬水指鈣鹽和鎂鹽含量降為 1.050 毫克升后得到的軟化水。功能： 洗臉、沐浴具有美膚作用皮膚更細(xì)膩而光潔； 預(yù)防結(jié)石病發(fā)病率；

5、軟水減少潔具污垢的產(chǎn)生； 洗衣物更容易去污，可節(jié)省各種洗滌劑50%80%； 軟水減小熱水器維修維護(hù)，提高熱效率。小小知識(shí)點(diǎn)：人體是由80多種元素所組成。根據(jù)元素在人體內(nèi)的含量不同，可分為宏量元素和微量元素兩大類(lèi)。凡是占人體總重量的萬(wàn)分之一以上的元素，如碳、氫、氧、氮、鈣、磷、鎂、鈉等，稱(chēng)為宏量元素；凡是占人體總重量的萬(wàn)分之一以下的元素，如鐵、鋅、銅、錳、鉻、硒、鉬、鈷、氟等，稱(chēng)為微量元素（鐵又稱(chēng)半微量元素）。正常成人每天飲水量應(yīng)在1.53.0 L為最佳。水中物質(zhì)分類(lèi)033、水中物質(zhì)分類(lèi)水中的雜質(zhì)種類(lèi)極多。按其性質(zhì)可分為無(wú)機(jī)物、有機(jī)物和微生物。按分散體系分類(lèi)，即按雜質(zhì)粒子的大小及同水之間的相互關(guān)

6、系來(lái)分類(lèi)，可分為以下三類(lèi)：分子-離子分散系：即溶解性物質(zhì)，小于0.001 m ，包括各種無(wú)機(jī)的、有機(jī)的低分子物及其離子，在水中成為溶 液。膠態(tài)分散系：即膠體物質(zhì)，大小由0.001-0.1 m ，其中有的高分子物以溶液存在，溶膠微粒以溶膠存在。粗分散系：即懸浮物質(zhì)，大于0.1 m ，其中有懸濁液和乳濁液。有害物質(zhì)直徑大小044.有害物質(zhì)直徑大小有害物質(zhì)直徑大小 單位換算：長(zhǎng)度：1毫米（mm）=1000微米（m）； 1微米（m）=1000納米（nm）體積：1加侖（G）=3.785升（L）； 壓力：1兆帕（MPa）=10公斤（KG）；水的重量與體積：1噸水=1000升水=1立方水 物質(zhì)名稱(chēng)粒徑大小

7、（m）細(xì)菌0.02-40過(guò)濾性病毒0.02-0.1碳黑0.015-0.09石棉微粒 0.06-0.8鐵銹泥沙100以上5、水物理處理技術(shù)凈水器分類(lèi)凈水器按過(guò)濾精度分為：微濾(MF)、超濾(UF) 、鈉濾(NF) 、反滲透(RO)微濾(MF)：過(guò)濾精度一般在0.1-1微米。用于簡(jiǎn)單的粗過(guò)濾，過(guò)濾水中的泥沙、鐵銹等大顆粒雜質(zhì)，但不能去除水中的細(xì)菌，病毒等有害物質(zhì)。濾芯通常不能清洗，為一次性過(guò)濾材料，需要經(jīng)常更換。超濾(UF)：過(guò)濾精度在0.01-0.1微米。 可濾除水中的鐵銹、泥沙、懸浮物、膠體、細(xì)菌、大分子有機(jī)物等有害物質(zhì)，并能保留對(duì)人體有益的一些礦物質(zhì)元素。濾芯可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)沖洗與反沖洗，濾芯一般

8、三年更換一次。5、水物理處理技術(shù)納濾(NF)：過(guò)濾精度在0.001-0.0001微米?？扇コ杏泻﹄s質(zhì)，但水的回收率比較低。制水過(guò)程中會(huì)有約50%的自來(lái)水浪費(fèi)掉。不適合家庭使用，一般用于工業(yè)純水制造。反滲透(RO)：過(guò)濾精度在0.0001微米?？扇コ裏o(wú)機(jī)離子、細(xì)菌、病毒、有機(jī)物及膠體等雜質(zhì)，以獲得高質(zhì)量的純凈水。一般用于純凈水、工業(yè)超純水、醫(yī)藥超純水的制造、家庭使用。5.3 陶瓷濾芯陶瓷膜也稱(chēng)CT膜，最小過(guò)濾精度0.1m。 具有分離效率高、效果穩(wěn)定、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐酸堿、耐有機(jī)溶劑、耐菌、耐高溫、抗污染、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。（一般只用于要求不高的粗濾，去除水中泥沙、鐵銹等大顆粒物質(zhì)）。5.4

9、活性炭濾芯活性炭濾芯活性炭又稱(chēng)活性炭黑。是黑色粉末狀或顆粒狀的無(wú)定形碳?；钚蕴恐鞒煞殖颂家酝膺€有氧、氫等元素。物理性狀：黑色無(wú)定形粒狀物或細(xì)微粉末。無(wú)臭。無(wú)味。無(wú)砂性。不溶于任何溶劑。作用 ：脫色和過(guò)濾，去除水中異色、異味?；钚蕴坎馁|(zhì)分類(lèi)：木質(zhì)柱狀活性炭：采用優(yōu)質(zhì)木屑、椰殼等為原料，經(jīng)粉碎、混合、擠壓、成型、干燥、炭化、活化而制成。柱狀活性炭比傳統(tǒng)的煤質(zhì)柱狀炭灰份低、雜質(zhì)少、氣相吸附值、CTC占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。產(chǎn)品孔徑分布合理，達(dá)到最大吸附與脫附，從而大大提高產(chǎn)品的使用壽命（平均2-3年），是普通煤質(zhì)炭的1.4倍。 有柱狀和球形顆粒等規(guī)格。煤質(zhì)活性炭：用優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤作為原料精制而成，外形分別為柱狀、

10、顆粒、粉末、蜂窩狀、球形等形狀，具有強(qiáng)度高，吸附速度快，吸附容量高，比表面積較大，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，孔隙大小在于椰殼活性炭和木質(zhì)活性炭之間。煤質(zhì)顆?；钚蕴浚哼x用優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤為原料，采用先進(jìn)的工藝精制而成，外觀為黑色不定型顆粒。具有空隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，比面積大，吸附能力強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度高，床層阻力小，化學(xué)穩(wěn)定性能好，易再生，經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn)。常見(jiàn)的活性炭濾芯：顆?；钚蕴繛V芯（UDF）燒結(jié)活性炭濾芯塊狀活性炭濾芯后置活性炭濾芯顆?；钚蕴繛V芯塊狀活性炭濾芯燒結(jié)活性炭5.5 離子交換樹(shù)脂濾芯離子交換樹(shù)脂離子交換樹(shù)脂可以根據(jù)其基體的種類(lèi)分為苯乙烯系樹(shù)脂和丙烯酸系樹(shù)脂。樹(shù)脂中化學(xué)活性基團(tuán)的種類(lèi)決定了樹(shù)脂的主要性質(zhì)和類(lèi)別。首

11、先區(qū)分為陽(yáng)離子樹(shù)脂和陰離子樹(shù)脂兩大類(lèi)，它們可分別與溶液中的陽(yáng)離子和陰離子進(jìn)行離子交換。陽(yáng)離子樹(shù)脂又分為強(qiáng)酸性和弱酸性?xún)深?lèi)，陰離子樹(shù)脂又分為強(qiáng)堿性和弱堿性?xún)深?lèi)通過(guò)離子交換技術(shù)。作用：去除適量鈣、鎂離子，防止盛水容器表面結(jié)垢。同時(shí)，使流經(jīng)該濾芯的水體變軟，從而有效防止人體因長(zhǎng)期飲用硬水而患上結(jié)石病。超濾膜原理超濾膜篩分過(guò)程是以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動(dòng)力，以超濾膜為過(guò)濾介質(zhì)，當(dāng)原液流過(guò)膜表面時(shí)，超濾膜表面密布的許多細(xì)小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過(guò)而成為透過(guò)液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進(jìn)液側(cè)，成為濃縮液，因而實(shí)現(xiàn)對(duì)原液的凈化、分離和濃縮的目的。每米長(zhǎng)的超濾膜絲管壁上約有60億個(gè)0

12、.01微米的微孔，其孔徑只允許水分子、水中的有益礦物質(zhì)和微量元素通過(guò)，而最小細(xì)菌的體積都在0.02微米以上，因此細(xì)菌以及比細(xì)菌體積大得多的膠體、鐵銹、懸浮物、泥沙、大分子有機(jī)物等都能被超濾膜截留下來(lái)，從而達(dá)到凈化過(guò)程。超濾膜分類(lèi)：超濾膜根據(jù)膜材料的不同，可分為無(wú)機(jī)膜和有機(jī)膜、無(wú)機(jī)膜（主要是陶瓷膜和金屬膜）。有機(jī)膜有機(jī)膜主要是由高分子材料制成，如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚偏氟乙烯等等。根據(jù)膜形狀的不同，可分為平板膜、管式膜、毛細(xì)管膜、中空纖維膜等。目前，市面上家用凈水器用的膜基本上都是中空纖維膜。中空纖維超濾膜由于其填充密度大，有效膜面積大，純水通量高，操作簡(jiǎn)單易清洗等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用

13、于家用凈水行業(yè)。無(wú)機(jī)膜無(wú)機(jī)膜中陶瓷超濾膜在家用凈水器中應(yīng)用比較多。陶瓷膜壽命長(zhǎng)，耐腐蝕，但出水有土味，影響口感。同時(shí)陶瓷膜易堵塞，清洗不易。PVC（聚氯乙烯）合金超濾膜PVC合金超濾膜，采用0.01-0.1微米極細(xì)孔徑的膜作為過(guò)濾介質(zhì)。當(dāng)自來(lái)水通過(guò)超濾膜時(shí)，其中的對(duì)人體有害的懸浮顆粒、細(xì)菌、病毒、膠體以及大分子有機(jī)物會(huì)被截留清除。PVC合金超濾膜的發(fā)明人陳良剛告訴記者，經(jīng)過(guò)該工藝處理的直飲水，細(xì)菌殘留量少于百萬(wàn)分之一，完全滿(mǎn)足飲用要求。特性：精度高、能耗低、抗污染、通量大。5.10PES（聚醚砜）超濾膜聚醚砜樹(shù)脂（PES）是英國(guó)ICI公司在1972年開(kāi)發(fā)的一種綜合性能優(yōu)異PES顆粒的熱塑性高分

14、子材料。它具有優(yōu)良的耐熱性能、耐水解性能、物理機(jī)械性能、絕緣性能等，特別是具有可以在高溫下連續(xù)使用和在溫度急劇變化的環(huán)境中仍能保持性能穩(wěn)定等突出優(yōu)點(diǎn)。PES（聚醚砜）超濾膜PAN（聚丙烯腈）超濾膜:特性：A、具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，有耐酸、耐堿以及耐水解的性能，能廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域；B、膜絲具有很好的強(qiáng)度和柔韌性；C、經(jīng)過(guò)親水改性，產(chǎn)水量大，并具備很強(qiáng)的抗污染性；D、膜絲配方材料少，工藝容易控制，不會(huì)出現(xiàn)象PVC原料配方材料多而導(dǎo)致膜本身的異味問(wèn)題。PP（聚丙烯）超濾膜:聚丙烯（PP）超濾膜是超濾膜的一種。截留分子量5-10萬(wàn)。原水在中空纖維外側(cè)或內(nèi)腔加壓流動(dòng)，分別構(gòu)成外壓式與內(nèi)壓式。超濾是動(dòng)態(tài)

15、過(guò)濾過(guò)程，被截留物質(zhì)可隨濃縮排除，抗污性中等，可長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。聚丙稀超濾膜是高分子分離膜之一。 聚丙稀中空纖維超濾技術(shù)是一種廣泛用于水的凈化，溶液分離、濃縮，以及從廢水中提取有用物質(zhì)，廢水凈化再利用領(lǐng)域的高新技術(shù)。特點(diǎn)：使用過(guò)程簡(jiǎn)單，不需加熱，能源節(jié)約，低壓運(yùn)行，裝置占地面積小。 5.7 RO膜濾芯發(fā)展背景:1950年美國(guó)科學(xué)家DR.S.Sourirajan有一回?zé)o意發(fā)現(xiàn)海鷗在海上飛行時(shí)從海面啜起一大口海水，隔了幾秒后，吐出一小口的海水，而產(chǎn)生疑問(wèn)，因?yàn)殛懙厣嫌煞魏粑膭?dòng)物是絕對(duì)無(wú)法飲用高鹽份的海水的。經(jīng)過(guò)解剖發(fā)現(xiàn)海鷗體內(nèi)有一層薄膜，該薄膜非常精密，海水經(jīng)由海鷗吸入體內(nèi)后加壓，再經(jīng)由壓力作用將

16、水分子貫穿滲透過(guò)薄膜轉(zhuǎn)化為淡水，而含有雜質(zhì)及高濃縮鹽份的海水則吐出嘴外，此即往后反滲透法的基本理論架構(gòu)。1953年由University of Florida應(yīng)用于海水淡化去除鹽份設(shè)備。1960年經(jīng)美國(guó)聯(lián)邦政府專(zhuān)案支助美國(guó)U.C.L.A大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授Dr.S.Sidney Lode配合DR.S.Soirirajan博士著手研究反滲透膜，投入四億美元經(jīng)費(fèi)研究，以運(yùn)用于太空人使用，使太空船不用運(yùn)載大量的飲用水升空，直到1960年投入研究工作的學(xué)者、專(zhuān)家越來(lái)越多，使之質(zhì)與量更加精進(jìn)，從而解決了人類(lèi)飲用水中的難題。原理：RO膜，是Reverse Osmosis membrane 的縮寫(xiě)，中文意思是逆滲

17、透或者反滲透。滲透是水的一種物理現(xiàn)象。由于水存在濃度的差異，而水的滲透方式是由低濃度流向高濃度，反滲透，顧名思義即水一旦加壓之后，將由高濃度流向低濃度，即逆滲透原理。逆滲透凈水機(jī)就是在高濃度水的一邊加壓，使水份從高濃度穿過(guò)RO膜迫往低濃度的一邊，從而達(dá)到把水凈化的目的。由于RO膜的孔徑是頭發(fā)絲的一百萬(wàn)分之五( 0.0001 微米) , 一般肉眼無(wú)法看到，細(xì)菌、病毒是它的5000倍，因此，只有水分子及部分有益人體的礦物離子能夠通過(guò)，其它雜質(zhì)及重金屬均由廢水管排出。用途：RO膜民用方面最多是用于純水機(jī)方面，作為純水機(jī)凈化的過(guò)濾裝置之一，在自來(lái)水到凈水的過(guò)濾中起了最核心的作用。RO膜能夠有效的去除水

18、中鈣、鎂、細(xì)菌、有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、金屬離子和放射性物質(zhì)等，經(jīng)過(guò)該裝置凈化出的水晶瑩清澈、甜美甘醇。該裝置適用于家庭和賓館、酒店、醫(yī)院等企事業(yè)單位飲用凈水使用。市場(chǎng)上常見(jiàn)的凈水器06PP濾芯凈水器：內(nèi)裝各種PP濾芯的單筒凈水器，一般價(jià)格低，但濾芯容易堵塞，需經(jīng)常更換，而且過(guò)濾精度不高，僅用于水的初步過(guò)濾。活性碳過(guò)濾器：可消除水中的異色和異味，但是不能去除水中的細(xì)菌等其他有害物質(zhì),對(duì)泥沙、鐵銹的去除效果也很差。 反滲透純水機(jī)：完全去除水中有益及有害物質(zhì)，產(chǎn)出的是純凈水。需要加壓加電，水的利用率低（廢水多、純水少，一般要浪費(fèi)50%左右的自來(lái)水）。凈化成本高，流量小，只解決喝水問(wèn)題。軟水器：一般采用再生鈉型樹(shù)脂置換水中的鈣、鎂離子，只起軟化、降低水的硬度作用，不能凈化