九种常用水处理方法及设备功能简介？

水处理是通过物理和化学手段去除水中一些生产生活不需要的物质的过程。用于特定目的的沉淀、过滤、凝聚、絮凝、缓蚀、阻垢和其他水质调节的过程。由于社会生产生活与水息息相关，水处理领域涉及应用广泛，构成了巨大的工业应用。常用的水处理设备包括污水处理和饮用水处理。常用的水处理剂有:聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、碱式氯化铝、聚丙烯酰胺、活性炭和各种滤料。常见的水处理方法有:(1)沉淀物过滤，(2)硬水软化，(3)活性炭吸附，(4)去离子，(5)反渗透，(6)超滤，(7)蒸馏，(8)紫外线消毒。现在，这里将逐一说明这些治疗方法的原理和作用。

一、沉淀物过滤方法

沉积物过滤法的目的是去除水源中的悬浮颗粒物或胶体物质。如果不清除这些颗粒，会损坏透析水的其他精密过滤膜，甚至堵塞水路。这是最古老也是最简单的净水方法，所以这一步常用于净水的前期处理，或者必要的话会在管道上多加几个过滤器，去除大的杂质。用于过滤悬浮颗粒物的过滤器有很多种，如筛网过滤器、砂滤器(如石英砂)或膜滤器。只要颗粒尺寸大于这些孔的尺寸，就会被堵塞。对于溶于水的离子，是不可能阻止的。如果长时间不更换或清洗滤芯，滤芯上会堆积越来越多的颗粒物，水流和水压会逐渐降低。人们利用进水压力和出水压力之差来判断过滤器堵塞的程度。因此，应定期对过滤器进行反冲洗，以消除积聚在其上的杂质，并在固定时间内更换过滤器。沉淀物过滤法还有一个值得注意的问题，因为颗粒物不断被堵塞积累，细菌可能在这些物质的表面繁殖于此，并通过过滤器释放出有毒物质，引起热原反应，所以要经常更换过滤器。原则上，当进水和出水的压差上升到5倍时，就需要更换滤芯了。

二、硬水软化法

硬水的软化需要离子交换法，其目的是利用阳离子交换树脂将硬水中的钙镁离子与钠离子*进行交换，从而降低水源中钙镁离子的浓度。软化反应式如下:Ca2 ++ 2na-EX→Ca-ex2+2na+1 m2 ++ 2na-EX→mg-ex2+2na+1。公式中的Ex代表离子交换树脂，它与Ca2+和Mg2+结合后释放出原来含有的Na+离子。

现在市场上销售的离子交换树脂是一种球形的合成有机聚合物电解质。氯化钠隐藏在树脂基质中。硬水在软化过程中，钠离子会逐渐消耗殆尽，交换树脂的软化效果也会逐渐降低。这时候就要做再生了，就是每隔一段时间加一次特定浓度的盐水，一般是10%。反应模式如下:Ca-EX2+2Na+(浓盐水)→ 2Na-EX+Ca2+Mg-EX2+2Na+(浓盐水)→ 2Na-EX+Mg2+如果在水处理过程中没有阳离子软化，不仅钙、镁会沉积在反渗透膜上，降低疗效甚至破坏反渗透膜，患者还容易得硬水综合征。硬水软化器也会造成细菌繁殖的问题，所以设备需要有反冲洗的功能，一段时间后要反冲洗一次，防止上面吸附太多杂质。另一个值得注意的问题是高钠血症，因为透析水的软化和再还原过程是由定时器控制的。正常情况下，减少大多发生在午夜，这是由一个阀门控制的。如果出了问题，大量的盐水就会涌入水源，从而引起患者的高钠血症。

三。活性碳

活性炭是由木材、锯末、果核、椰子壳、煤或石油残渣经高温碳化制成，制成后需用热空气或蒸汽活化。其主要作用是去除氯、氯胺和其他分子量为60至300道尔顿的可溶性有机物。活性炭的表面是颗粒状的，内部是多孔的。毛孔内有许多大小约为10n m ~ lA的毛细血管。1g活性炭的表面积高达700-1400m2，这些毛细管的内表面和颗粒的表面就是吸附。影响活性炭去除有机物能力的因素有活性炭本身的面积、孔隙的大小、待去除有机物的分子量和极性，它主要通过物理吸附能力去除杂质。当吸附容量达到饱和时，吸附过多的杂质会落下来，污染下游的水，所以需要定期通过反冲洗的方式清除吸附在上面的杂质。如果这种活性炭滤网的吸附能力明显下降，就必须更新。确定进出水TOC浓度差(或细菌数差)是考虑更换活性炭的依据之一。有些反渗透膜对氯的耐受能力很差，所以反渗透前要对活性炭进行处理，使氯被活性炭有效吸附。而活性炭上的孔洞吸附的细菌容易滋生生长，同时活性炭对于大分子有机物的去除效果有限，需要对后面的反渗透膜进行加固。

四。去离子方法

去离子法的目的是去除溶解在水中的无机离子。和硬水软化器一样，也是利用离子交换树脂的原理。这里使用两种树脂——阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。阳离子交换树脂利用氢离子(H+)交换阳离子；阴离子交换树脂利用氢氧根离子(OH-)交换阴离子，氢离子和氢氧根离子相互结合形成中性水。反应方程式如下:M+x+xh-re→M-M-rex+xh+1a-z+Zoh-re→a-rez+Zoh-6544。H+离子与OH-离子结合形成中性水。

这些树脂吸附能力耗尽后，需要再次还原，阳离子交换树脂需要强酸还原；相反，阴离子需要强碱才能被还原。阳离子交换树脂对各种阳离子的吸附量不同，其强度和相对关系如下:Ba2+>；Pb2+>；sr2+& gt；Ca2+>；Ni2+>；Cd2+>；CU2+& gt；CO2+>；Zn2+>；Mg2+>；ag 1+>；cs 1+>；k 1+>；NH 41+>；na 1+>；H1+阴离子交换树脂对各阴离子的亲和强度为:S02-4+>；我-& gt；NO3->；NO2- & gt；cl->；HCO 3-& gt；哦-& gt；F-如果阴离子交换树脂耗尽而不还原，透析水中会逐渐出现吸附最弱的氟，导致佝偻病、骨质疏松等骨病；如果阳离子交换树脂耗尽，透析水中也会出现氢离子，增加水质的酸度，所以去离子功能是否有效需要时时监测。一般通过水质的电阻率或电导率来判断。值得注意的是，去离子法中使用的离子交换树脂也会引起细菌繁殖和菌血症。

动词 （verb的缩写）反渗透法

反渗透能有效去除水中溶解的无机物、有机物、细菌、热原等颗粒，是透析水处理中最重要的部分。在了解“反渗透”的原理之前，我们首先要解释“渗透”的概念。渗透是指用半透膜将两种不同浓度的溶液隔开，其中溶质无法透过半透膜，所以浓度较低的水分子会透过半透膜到达浓度较高的另一侧，直到两侧浓度相等。在达到平衡之前，可以在浓度较高的一侧逐渐施加压力，使前述水分子暂时停止运动。此时所需的压力称为“渗透压”。如果施加的力大于渗透压，水就会反方向运动，即从浓度高的例子向浓度低的一侧运动。这种现象被称为“反渗透”。反渗透的净化效果可以达到离子级，一价离子的截留率可以达到90%-98%，二价离子的截留率可以达到95%-99%左右(可以阻止分子量大于200道尔顿的物质通过)。反渗透水处理中常用的半透膜材料包括纤维膜、芳香族聚酰胺、聚酰亚胺或聚呋喃等。就其结构形状而言，有螺旋缠绕、中空纤维和管状。对于这些材料来说，纤维素膜具有耐氯性高的优点，但在碱性条件下(pH ≥8.0)或有细菌存在的情况下，其使用寿命会缩短。聚酰胺的缺点是对氯和氯胺的耐受性差。至于哪种材质更好，目前还没有定论。如果反渗透前不做预处理，污垢如钙、镁、铁血浆等容易在渗透膜上堆积，导致反渗透功能下降；有些膜(如聚酰胺)容易被氯和氯胺破坏，所以在反渗透膜前要对活性炭和软化剂进行预处理。反渗透虽然价格昂贵，但由于反渗透膜的孔径一般在10A以下，可以消除细菌、病毒、热原甚至各种溶解离子，所以在制备血液透析用透析水时，最好准备这一步。

六、超滤法

超滤法类似于反渗透法，但也采用半透膜，但由于膜的孔径较大，约10-200 A，无法控制离子的去除，只能排除细菌、病毒、热原、颗粒，不能过滤水溶性离子。超滤的主要作用是作为反渗透的预处理，防止反渗透膜被细菌污染。也可以用在水处理的最后一步，防止上游水被管道中的细菌污染。一般用进水压力和出水压力之差来判断过滤膜是否有效。与活性炭类似，通常采用反洗的方法去除附着在上面的杂质。

七、蒸馏法

蒸馏是一种古老而有效的水处理方法。它可以去除任何非挥发性杂质，但它不能消除挥发性污染物。它需要一个很大的储罐来储存，但是这个储罐和输送管道是造成污染的重要原因。目前血液透析用水没有这样处理。

八、紫外线消毒法

紫外线消毒是目前常用的方法之一。其杀菌机理是破坏细菌核酸的生命遗传物质，使其无法繁殖。最重要的反应是核酸分子中的嘧啶碱基变成二聚体。人工紫外线能量一般采用低压汞放电灯(杀菌灯)，波长为253.7nm，紫外线杀菌灯的原理与荧光灯相同，只是灯管内部没有涂荧光物质，灯管的材质为紫外线透过率高的应时玻璃。一般的紫外线装置根据用途分为照射型、浸没型和流水型。水处理紫外线杀菌灯用于稀释血液透析用水的紫外线放在储水箱和透析机之间的管道上，即所有透析用水在使用前都要用紫外线照射一次，以达到彻底杀菌的效果。铜绿假单胞菌和大肠杆菌对紫外线最敏感；相反，枯草芽孢杆菌的孢子则更能耐受。紫外线消毒近年来应用广泛，比如船上饮用水经常使用，因为它安全经济，对细菌的选择性小，不改变水质。将水中的伊戈拉、巴西拉、沙门氏菌等全部杀灭，可潜入水中心360度杀菌，效果是水面杀菌灯的3倍。它能消除水中的藻类，效果明显，使用方便。紫外线杀菌灯适用于各种渔场的过滤、水处理、大小水池、游泳池、温泉。杀菌效率可达99%-99.99%。

九、生化法

【1】生化水处理法利用自然界存在的各种细菌和微生物，将废水中的有机物分解成无害物质，使废水得到净化。生化水处理方法可分为活性污泥法、生物膜法、生物氧化塔、土地处理系统和厌氧生物水处理方法。生化水处理法工艺流程:原水→格栅→调节池→接触氧化池→沉淀区→过滤→消毒→出水。

1、活性污泥水处理方法(1)吹曝气:即排气曝气，向废水中连续吹入压缩空气，保证水中有一定量的溶解氧，以维持微生物的生命活动，分解水中的有机物，达到水处理的净化效果。(2)机械曝气:即表面曝气，利用安装在曝气池内的机械叶轮旋转并剧烈搅动水面，使空气中的氧气溶于水中进行微生物生命活动和生化作用，达到水处理的净化效果。(3)纯氧曝气:是按照鼓风曝气的方法向水中吹入纯氧，以提高增氧效率，加快水处理的净化速度。

2.生物膜水处理方法(1)生物滤池:废水流经生长在滤料表面的生物膜，通过双方的物质交换和生化作用，降解废水中的有机物，从而达到水处理的净化目的。(2)生物转盘:由固定在一个水平轴上的若干个紧密间隔的圆盘组成，在旋转的圆盘表面生长一层生物膜，达到水处理净化的效果。(3)生物接触氧化:将所有供微生物栖息的填料浸入废水中，通过机械设备向废水中充入空气，降解废水中的有机物，从而净化废水。

3.土地处理系统(1)土地渗透:利用土壤膜中的微生物和植物根系对污染物的净化能力处理生活污水，利用污水中的水和肥料促进农作物、牧草和树木的生长。(2)污水灌溉:这种水处理方法的主要目的是灌溉，以充分利用净化后的污水。

4.厌氧生物水处理法:污水中的有机物被厌氧微生物分解，达到水处理净化的目的，同时产生甲烷气体、CO2等气体。

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