水處理技術及裝置簡介

目錄前言 2

水處理工藝介紹 3

1預處理裝置 3

1.1多介質過濾器 3

1.2活性炭過濾器： 4

1.3軟化系統： 4

1.4精密過濾器： 4

2核心脫鹽裝置 5

2.1反滲透系統： 5

2.2混床工藝和edi工藝： 6

3微孔過濾器 8

總結 8

水是一切生命體活著的基本，我們的生活處處離不開水，基本生存需要水，醫學需要水，工業需要水，交通需要水，農業也需要水，很難想象生活中如果沒有水人類該如何生存。但隨著環境汙染的嚴重，能夠讓人放心飲用的水越來越少，而同時生活的提高讓各行各業對純水的需求量也越來越大。

如何才能夠讓一杯並不太乾淨的水變得純淨或者說變的超級乾淨，乃至於只有水，各種水處理裝置能夠使水達到這種純度，對於很多人來說水處理技術無非就是混凝→沉澱→過濾→消毒，這僅僅能夠得到水質一般的水，而且還無法處理受到嚴重汙染的水體。水體是一種相當複雜的環境，哪怕是清澈見底的水也包含著大量的雜質，自然界的水體中包含懸浮物、膠體、細菌、病毒以及各種金屬離子等等，而在工業生產中對水品質的要求很高，對電阻率的要求能達到10mω·m，一般的處理方式根本不可能達到這個標準，因而各種深度處理的工藝就需要被採用了。

一般來說經常見的水處理工藝有以下幾種

1、採用兩級反滲透方式，其流程如下：

原水→原水加壓泵→多介質過濾器→活性炭過濾器→軟水器→精密過濾器→第一級反滲透 →ph調節→中間水箱→第二級反滲透(反滲透膜表面帶正電荷)→純化水箱→純水泵→微孔過濾器→用水點

3、採用離子交換方式，其流程如下：

3、採用edi方式，其流程如下：

其中反滲透系統、離子交換系統、edi系統為核心拖延系統，它們對淨水水質都有一定的要求例如反滲透系統對水質的要求有sdi≤5、餘氯＜0.1mg/l、濁度＜1.0ntu等。

而原水水質往往達不到它們的要求，因此就需要採用預處理裝置。

多介質過濾器是利用一種或幾種過濾介質，在一定的壓力下把濁度較高的水通過一定厚度的粒狀或非粒材料，從而有效的除去懸浮雜質使水澄清的過程，常用的濾料有石英砂，無煙煤，錳砂等，主要用於水處理除濁，軟化水，純水的前級預處理等，出水濁度可達3度以下，多介質過濾器採用機械過濾的方式對水中的雜質進行截留，系統工作一段時間候會出現壓降上升，截留能力變差的情況，這是因為水中的雜質吸附在過濾介質上導致，因此裝置執行一定時間候需要進行反衝洗。

活性炭過濾器系統是是利用活性炭的吸附機理，活性炭結構中存在大量平均孔徑在20-50埃的微孔和粒隙，因為這種特點活性炭的表面吸附面積可以達到500-2000m2/g，由於一般的有機物分子直徑都略小於20-50埃因此活性炭對有機物的吸附最有效，此外活性炭還有很強的脫氯能力，活性炭在整個吸附脫氯的過程中並不是簡單的吸附作用，而是在氣表面發生催化作用，因此活性炭脫氯不存在吸附飽和問題，只會損失少量的炭，所以活性炭脫氯可以執行相當長的時間。活性炭除了能脫氯和吸附有機物以外，還能出去水中的臭味、色度以及殘留的濁度，活性炭使用一定時期後，仍會減弱其吸附能力，需要再生。經過以上二級的處理，原水純度大大提高。

水中含有不少無機鹽類物質，如鈣、鎂鹽等。我們通常把這些離子的含量稱作水的硬度硬度1度相當於每升水中含有10毫克氧化鈣。低於8度的水稱為軟水，高於17度的稱為硬水，介於8～17度之間的稱為中度硬水，這些離子在工業生產中如果不處理掉那麼在後續的生產中會在裝置上結出水垢，影響裝置的正常執行，浪費資源，甚至造成裝置的損壞，因此水處理中要對原水做軟化處理，當含有硬度的原水通過交換器的樹脂層時，水中的鈣、鎂離子被樹脂吸附，同時釋放出鈉離子，這樣交換器內流出的水就是去掉了硬度離子的軟化水,當樹脂吸附鈣、鎂離子達到一定的飽和度後，出水的硬度增大，此時軟水器會按照預定的程式自動進行失效樹脂的再生工作，利用較高濃度的氯化鈉溶液(鹽水)通過樹脂，使失效的樹脂重新恢復至鈉型樹脂。

精密過濾器又稱保安過濾器，即使是再精密的系統也難免有出錯的時候，為了防止預處理系統中未能去除的懸浮顆粒或者過濾介質破碎產生的碎屑進入反滲透系統，對高壓泵和反滲透膜造成損壞而在系統中設定反滲透系統，精密過濾器內裝有聚丙烯（pp）纖維熔噴濾芯/繞線濾芯/摺疊式微孔濾芯/鈦合金過濾棒等，根據不同精度的孔徑截留不同粒徑的微粒，從而達到過濾的目的，過濾精度為0.1-100μm之間。

反滲透系統是系統脫鹽的核心部分，把半透膜放在兩種不同濃度的液體室之間，稀鹽溶液室的水分子會通過半透膜進入濃鹽溶液室，當出於平衡狀態時濃水室上升液柱給半透膜的壓力叫滲透壓，如有一外力施加在濃水室液柱上，水分子流動的方向將反轉過來，這個現象叫反滲透。反滲透膜是實現反滲透的核心元件，是一種模擬生物半透膜製成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料製成。

如醋酸纖維素膜、芳香族聚醯肼膜、芳香族聚醯胺膜。表面微孔的直徑一般在0.5～10nm之間，反滲透通常使用非對稱膜和複合膜。

反滲透所用的裝置，主要是中空纖維式或卷式的膜分離裝置。

反滲透膜能截留水中的各種無機離子、膠體物質和大分子溶質，從而取得淨制的水。也可用於大分子有機物溶液的預濃縮。由於反滲透過程簡單，能耗低，近20年來得到迅速發展。

現已大規模應用於海水和苦鹹水淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理，並與離子交換結合製取高純水，其應用範圍正在擴大，已開始用於乳品、果汁的濃縮以及生化和生物製劑的分離和濃縮方面。

反滲透技術通常用於海水、苦鹹水的淡水；水的軟化處理；廢水處理以及食品、醫藥工業、化學工業的提純、濃縮、分離等方面。此外，反滲透技術應用於預除鹽處理也取得較好的效果，能夠使離子交換樹脂的負荷減輕鬆90%以上，樹脂的再生劑用量也可減少90%。因此，不僅節約費用，而且還有利於環境保護。

反滲透技術還可用於除於水中的微粒、有機物質、膠體物，對減輕離子交換樹脂的汙染，延長使用壽命都有著良好的作用。

無論預處理過程多麼完善，在長期執行過程中，反滲透膜表面總會累積水中存在的各種汙染物。從而使裝置的效能（產水量和脫鹽率）下降，元件進、出口壓差升高。為此，除日常啟停裝置前，進行低壓沖洗外，還需定期進行化學清洗

混床工藝和edi系統均採用離子交換的方法去除水中溶解的離子，其中混床是混合離子交換柱的簡稱，是針對離子交換技術所設計的裝置。所謂混床，就是把一定比例的陽、陰離子交換樹脂混合裝填於同一交換裝置中，對流體中的離子進行交換、脫除。由於陽樹脂的比重比陰樹脂大，所以在混床內陰樹脂在上陽樹脂在下。

一般陽、陰樹脂裝填的比例為1：2，也有裝填比例為1：1.

5的，可按不同樹脂酌情考慮選擇。混床也分為體內同步再生式混床和體外再生式混床。同步再生式混床在執行及整個再生過程均在混床內進行，再生時樹脂不移出裝置以外，且陽、陰樹脂同時再生，因此所需附屬裝置少，操作簡便，混床一般放置在電滲析器或反滲透裝置之後（或直接應用於含鹽量較低的水），對水進一步脫鹽可製取較高純水，廣泛使用在電子、化工、醫藥、原子能、電力等行業

混床處理工藝的裝置包括混合離子交換器和體外再生裝置。其中體外再生裝置主要包括樹脂分離器、陰(陽)樹脂再生器、樹脂貯存塔、混雜樹脂塔和酸鹼再生裝置。國內混床處理工藝主要特點體現在樹脂分離再生工藝上。

樹脂的分離再生工藝有三種。

edi(electro-de-ionization)是一種將離子交換技術、離子交換膜技術和離子電遷移技術(電滲析技術)相結合的純水製造技術。該技術利用離子交換能深度脫鹽來克服電滲析極化而脫鹽不徹底,又利用電滲析極化而發生水電離產生h和oh離子實現樹脂自再生來克服樹脂失效後通過化學藥劑再生的缺陷,是20世紀80年代以來逐漸興起的新技術。經過十幾年的發展,edi技術已經在北美及歐洲佔據了相當部分的超純水市場。

edi裝置包括陰/陽離子交換膜、離子交換樹脂、直流電源等裝置。其中陰離子交換膜只允許陰離子透過,不允許陽離子通過,而陽離子交換膜只允許陽離子透過,不允許陰離子通過。離子交換樹脂充夾在陰陽離子交換膜之間形成單個處理單元,並構成淡水室。

單元與單元之間用網狀物隔開,形成濃水室。在單元組兩端的直流電源陰陽電極形成電場。來水水流流經淡水室,水中的陰陽離子在電場作用下通過陰陽離子交換膜被清除,進入濃水室。

在離子交換膜之間充填的離子交換樹脂大大地提高了離子被清除的速度。同時,水分子在電場作用下產生氫離子和氫氧根離子,這些離子對離子交換樹脂進行連續再生,以使離子交換樹脂保持最佳狀態。edi裝置將給水分成三股獨立的水流:

純水、濃水、和極水。純水(90%-95%)為最終得到水,濃水(5%-10%)可以再迴圈處理,極水(1%)排放掉。

edi裝置屬於精處理水系統,一般多與反滲透(ro)配合使用,組成預處理、反滲透、edi裝置的超純水處理系統,取代了傳統水處理工藝的混合離子交換裝置。edi裝置進水要求為電阻率為0.025-0.

5mω·cm,反滲透裝置完全可以滿足要求。edi裝置可生產電阻率高達15mω·cm以上的超純水。

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