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纯水设备的应用
发表时间:2020-2-25  文字 〖 〗  阅读次数:397   [关闭窗口]

 纯水设备的应用

一.  业务范围:

生活和饮用水处理                   石油和化工纯水处理

光学和半导体超纯水处理             实验室生物分析用纯水处理

锅炉和机械加工软水处理             医用和药用纯化水处理

二、 天然水的化学成分

天然水经常与大气、土壤,岩石及生物体接触,在运动过程中,把大气、土壤、岩石中的许多

物质溶解或挟持,使其共同参与了水分循环,成为一个极其复杂的体系。目前各种水体里已发现80多种元素。天然水中各种物质按性质通常分为三大类:
1悬浮物质粒径大于100纳米(10-7米)的物质颗粒,在水中呈悬浮状态,例如泥沙、粘土、藻类、细菌等不溶物质。悬浮物的存在使天然水有颜色、变浑浊或产生异味。有的细菌可致病。
2胶体物质粒径为100—1纳米的多分子聚合体,为水中的胶体物质。其中无机胶体主要是次生粘土矿物和各种含水氧化物。有机胶体主要是腐殖酸。
3溶解物质粒径小于1纳米的物质,在水中成分子或离子的溶解状态,包括各种盐类、气体和某些有机化合物。
   天然水中形成各种盐类的主要离子是K+、Na+、Ca2+、Mg2+四种阳离子 还有Fe、Mn、Cu、F、Ni、P、I等重金属、稀有金属、卤素和放射性元素等微量元素;

水中溶解的气体有O2、CO2、N2,特殊条件下也有H2S、CH4等。

总之,无论哪种天然水,八种主要离子的含量都占溶解质总量的95—99%以上。天然水中各种元素的离子、分子与化合物的总量称为矿化度。

三、不同源中含杂质情况
水对很多物质都有良好的溶解能力,这就造成水中容易混入杂质的缺点。
由于天然水的来源不同,其中溶解的杂质也不尽相同
1雨水   雨水中含杂质较少,是含钙、镁离子较少的软水。但也溶解有一部分来自空气的少

量氧气、二氧化碳和十定量的尘埃。还可能含有由雷电作用产生的含氮化合物。在城市上空受工业

废气污染可能含有二氧化硫,这种雨水有酸性,俗称酸雨,有较强的腐蚀性。
2江河水 河流是降水经过地面流动汇集而成的。由于江河流域面积十分广阔,又是敞开流动

的水体,所以江河水的水质成分与地区和气候条件关系密切而且受生物活动寻口人类社会活动的影

响最大。
3湖泊水 湖泊是由河流及地下水补给而在低洼地带形成的日照及蒸发的强度也强烈影响湖

泊的水质。如果蒸发强烈水中溶解物浓度就会逐渐增加,特别是水中含有的硝酸盐、磷酸盐的浓度

增加时,会带来水质富营养化的倾向,造成水生植物过度生长,水中含氧量降低,会使水腐败变质。
4地下水 地下水是降水或地表水经过土壤地层渗流而形成的。十般地下水经过土壤地层的过

滤,所含悬浮杂质较少,常为清澈透明;受地面污染蠖少因而含有机,物及细菌相对较少;但一般

溶解的无机盐含量较高,硬度和含矿物质高;
5自来水 经过水厂处理得到的自来水,应该达到适合饮用水的标准,但其中仍有少量杂质。

四、 水污染情况

病原体污染物
     生活污水、畜禽饲养场污水以及制革、洗毛、屠宰业和医院等排出的废水,常含有各种病原体,如病毒、病菌、寄生虫。水体受到病原体的污染会传播疾病,如血吸虫病、霍乱、伤寒、痢疾、病毒性肝炎等。
     耗氧污染物
     在生活污水、食品加工和造纸等工业废水中,含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机物质。这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中,可通过微生物的生物化学作用而分解。在其分解过程中需要消耗氧气,因而被称为耗氧污染物。这种污染物可造成水中溶解氧减少,影响鱼类和其他水生生物的生长。水中溶解氧耗尽后,有机物进行厌氧分解,产生硫化氢、氨和硫醇等难闻气味,使水质进一步恶化。水体中有机物成分非常复杂,耗氧有机物浓度常用单位体积水中耗氧物质生化分解过程中所消耗的氧量表示,即以生化需氧量(BOD)表示。一般用20℃时,五天生化需氧量(BOD5)表示。
     植物营养物
     植物营养物主要指氮、磷等能刺激藻类及水草生长、干扰水质净化,使BOD5升高的物质。水体中营养物质过量所造成的"富营养化"对于湖泊及流动缓慢的水体所造成的危害已成为水源保护的严重问题。
     富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下,生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。    

 有毒污染物
     有毒污染物指的是进入生物体后累积到一定数量能使体液和组织发生生化和生理功能的变化,引起暂时或持久的病理状态,甚至危及生命的物质。    
     有毒污染物主要有以下几类:(1)重金属。如汞、镉、铬、铅、钒、钴、钡等,其中汞、镉、铅危害较大;砷、硒和铍的毒性也较大。重金属在自然界中一般不易消失,它们能通过食物链而被富集;这类物质除直接作用于人体引起疾病外,某些金属还可能促进慢性病的发展。(2)无机阴离子,主要是NO2-、F-、CN-离子。NO2-是致癌物质。剧毒物质氰化物主要来自工业废水排放。(3)有机农药、多氯联苯。目前世界上有机农药大约6000种,常用的大约有200多种。

 石油类污染物
     石油污染是水体污染的重要类型之一,特别在河口、近海水域更为突出。
   放射性污染物
     放射性污染是放射性物质进入水体后造成的。放射性污染物主要来源于核动力工厂排出的冷却水,向海洋投弃的放射性废物,核爆炸降落到水体的散落物,核动力船舶事故泄漏的核燃料;  

酸、碱、盐无机污染物 
    各种酸、碱、盐等无机物进入水体(酸、碱中和生成盐,它们与水体中某些矿物相互作用产生某些盐类),使淡水资源的矿化度提高,影响各种用水水质。盐污染主要来自生活污水和工矿废水以及某些工业废渣。另外,由于酸雨规模日益扩大,造成土壤酸化、地下水矿化度增高。
    水体中无机盐增加能提高水的渗透压,对淡水生物、植物生长产生不良影响。在盐碱化地区,地面水、地下水中的盐将对土壤质量产生更大影响。

五、水的净化方式

如以石英砂为主的多介质过滤器能阻截物理的、化学的污染物可清洗

树脂交换器用钠离子替换水中钙、镁等离子,起到软化水质作用;不能去除余氯;可再生KDF过滤器,是一种铜、锌合金滤料,通过电化学氧化-还原反应能减少或去除余氯、重金属、并抑制水中微生物的生长繁殖可以清洗

活性碳吸附化学污染物、余氯、重金属;不能再生)不可再生

PP熔喷阻截物理污染物;无法清洗等

中空纤维膜不同孔径可阻截不同污染物;可以冲洗

RO可以阻截一切矿物质及生物污染物、制造纯水;可以冲洗

以上种种,它们的作用各不相同,由于各种污染物的吸附、阻截而越来越脏,并深入滤材深处,

需要冲洗、再生、更换。而冲洗只能适当延长某种滤材寿命,没有永不更换的。至于滤材寿命长短要基于水质状况和用水量的大小。
     各种过滤膜都可以制造出不同孔径的产品,如中空纤维膜可以制造出从微滤、超滤到RO逆渗透不同孔径的膜,又如PP熔喷就是从1微米~100微米的都有生产。其他过滤器也可以制成不同目数的颗粒来达到不同的过滤精度。
      饮用水处理设备就是将上述过滤器根据不同需要以不同方式组合,使原水经其处理后,改善水质(降低水中有害物质,或增加水中某种对人体有益成分)成为饮用水。滤芯产品由过去单一的活性炭、微孔陶瓷、PP棉发展到了今天的超滤、纳滤、微孔新叠滤芯。使家用净水器的质量跃上了一个新的台阶。我们可以先通过预处理来去除水中的胶体、铁锈、泥沙等杂质;通过有吸附功能的活性碳来处理水中的余氯、有机物等,而通过微小孔滤芯来处理细菌、病毒等微生物。 

  家庭饮用水终端处理设备按作用功能分大体可以分为三个档次:

1、对自来水只进行初级净化(去除部分污染物、杂质)不能达到生饮要求。(如软水机、滤水器)。2、对自来水进行深度净化,去除消毒副产物(有机氯化物和三致物质)、重金属、病原菌、病毒和病原微生物,达到生饮要求。(如RO膜逆渗透纯水机、超滤膜净水机、臭氧机、净水器)。

 

六、关于
   R O逆透纯水机源于美国太空技术人将尿液回收为饮用水使用。医学界以反渗透法的技术用来洗肾(血液透析)。逆渗透(原文Eeverse Osmosis)是一种薄膜分离技术,依靠逆渗透膜在压力下,使溶液中的溶剂与溶质分离的过程。逆渗透是在有盐份的水中(如原水)施加比自然渗透压力更大的压力,使水由浓度高的一方渗透到浓度低的一方,把原水中的水分子和其他的物质分离。由于逆渗透膜上的微孔极小,其孔隙仅为0.0001μ,是细菌、病毒体积的几千分之一。采用该技术制备的水为纯水,不含有任何矿物质和微量元素,甚至尿经它过滤后都可以直接饮用。整个工作原理均采用物理法纯净水的优点在于没有细菌、病毒,干净、卫生,是软水,口感好,而且是小分子团水,易于被人体吸收

从过滤精度看,饮用水终端处理设备可以有微滤(11000微米)、超滤(1100纳米)和逆渗透(0.1纳米以下)。我们知道细菌体积为1004000纳米,我们还知道,重金属是对人体有害的,其分子量比人体离不开的微量元素如钠、钙、镁、锌都大许多。0.1纳米孔径的膜所能滤过的只有纯水,其他矿物质离子都会被阻截。110纳米孔径的膜(也有人称为纳滤膜)能滤过纯水和离子状态的人体需要的微量元素,阻截重金属和细菌、病毒。而100纳米以上孔径的膜则对重金属、细菌病毒都没有阻截作用了,所以必须是孔径在10纳米以下的超滤膜、逆渗透膜才能保证阻截细菌、病毒和重金属。

中国建设部指出:反渗透技术在未来20年内将是最有效、最关键的水处理方式。

相关案例:

娃哈哈饮用纯净水、怡宝饮用纯净水、可口可乐饮用纯净水

七、 家用纯水机净化工艺

水源 → 10UM颗粒过滤器 → 低压开关 → 有机物吸附器 →1UM精密过滤器 →进水电磁阀 → 反渗透高压泵 → 反渗透系统 → 纯净水压力桶 → 高压开关→ 终端活性炭过滤器 → 出水龙头

八、 家用纯水机控制:

1、  系统电源为AC220V/50HZ,经变压器转换为DC24V

2、  全自动运行,可无人值守24小时自动制水;

3、  若自来水供应不足或停水,为防止水泵的空抽,系统自动停机保护;

4、  若自来水供应供水正常,系统自动恢复工作;

5、  若储水桶水位满,系统自动停止制水,当储水桶水量不够时,系统自动工作;

6、  为了保护系统的使用寿命,系统每次启动时,自动冲洗反渗透膜元件。  

九、 家用纯水机说明:

1、  颗粒过滤器

在本系统中起到滤除较大的颗粒杂质、泥砂及去除部分铁铁锈,降低水的浊度等作用,

 器的水得到了较好的净化,延长活性碳过滤器中的活性碳的使用寿命。

2、 有机物吸附器

   在本系统中起到吸附水中余氯、有机物及部分重金属、脱色除臭的作用,降低水中的余氯, 降低COD含量,以防止污染RO膜。

3、 1UM精密过滤器

      在本系统中用于过滤水中粒径大于1um微小的悬浮颗粒,保护反渗透系统。

  4、 反渗透(RO)系统

在本系统中能脱除水中有害的金属离子、有机物及其它阴、阳离子和细菌、病毒等微生物

5、  活性炭过滤器

在本系统中作用为改善饮用水的口感,抵制细菌再生。

十、家用纯水机更换滤芯的周期:

反渗透纯水机用户,如果能确实定期更换滤芯,则可确保永久纯净水的水质。更换滤芯依据水源水质的好坏与水中所含成份而定,或以水质检测器测量,一般以经验统计,定期更换各类滤芯的大约时间如下:

水源为自来水时(浊度在2~10之间)

第一级  10μm颗粒PP纤维滤芯 3~6个月

第二级  有机物吸附过滤芯 3~6个月

第三级  1μm颗粒PP滤芯 3~6个月

第四级   R.O.反渗透膜 1~2年

第五级   后置活性碳滤芯 1年



十一、大型纯净水生产

当以自来水水水源时,生产饮《瓶()装饮用纯净水卫生标准》(GB173242003)的工艺:

水源 → 原水电磁阀 → 原水箱 → 原水泵 → 多介质过滤器 → 活性炭过滤器 → 软化过滤器 → 低压保护开关 → 10um保安过滤器 → 原水水质在线检测 → 高压泵 →反渗透机组 → 纯水水质在线检测→ 臭氧灭菌器 → 纯水箱

十二、 净化工艺说明    

介质过滤器

在本系统中起到滤除较大的颗粒及去除部分铁离子,降低水的浊度等作用,使进入活性碳过滤器的水得到了较好的净化,延长活性碳过滤器中的活性碳的使用寿命。多介质过滤器的填料为多规格石英砂。

活性炭过滤器

 在本系统中起到吸附水中余氯、有机物及部分重金属、脱色除臭的作用,降低水中的余氯,

降低COD含量,以防止污染RO膜。,填料为颗粒果壳活性炭,活性炭是吸附法中常用的一种吸附剂其物理特性在活化过程中晶格间生成的孔隙形成各种形状和大小的微细孔,构成巨大的比表面积,因而具有很强的物理吸附能力,良好的活性炭的比表面积一般在1000m2/g以上;活性炭一般是用木质、煤质、果壳(核)等含碳物质通过化学法、物理法活化而成,对水中游离氯吸附率高达99%以上,对在机物及色度也有较高的去除率,活性炭过滤器下层也是一号石英砂垫层

    软化过滤器
软化法是利用离子交换树脂与水中的钙镁离子进行交换,将水中的钙镁离子去除。当水流经树

脂后的出水硬度超过某一规定值后,离子交换树脂饱和,不再起软化作用,为恢复离子交换树脂的

交换能力,需要对离子交换树脂进行再生(又称还原),使出水水质稳定

    低压保护开关

置于反渗透高压泵前端,保护泵在水压低或缺水时,反渗透高压泵不工作,防止泵的空转,具体技术参数如下:

保安过滤器

精密过滤器使用5um的绕线式滤芯对进入滤器水中的悬浮物、颗粒以及其它物质具有很好的滞留作用;保过滤器使用1umPP(聚丙烯)滤芯,保证RO膜不会因此而损坏精滤又称为保安过滤,它是原水进入反渗透膜前的最后一道处理工艺,其作用是防止上道过滤工序有泄漏,将部分微粒渗入反渗透膜,使膜阻塞 

高压泵

置于反渗透机组前端,主要起供给反渗透机组足够的水量及压力,向浓溶液侧施加高压来实现溶剂由高浓度向低浓度处流动的。满足反渗透机组运行需要。 

    反渗透主机

RO膜为新型超低压复合膜,采用4040RO膜,起到对水的脱盐作用,能脱除水中的金属离子、有机物及其它阴、阳离子和细菌、病毒等微生物,具体技术参数如下:

臭氧杀菌器

尽管整个纯化水系统通过以上的各个流程处理,使水质达到了供水水质的要求,但为了防止管道上的滞留水及容器管道内壁滋生细菌而影响供水质量,在反渗透处理单元进出口的供水管道末端均应设置大功率的紫外线杀菌器,以保护反渗透处理单元免受水系统可能产生的微生物污染,杜绝或延缓管道系统内微生物细胞的滋生。











 

 



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