水質(zhì)純化

　?。?）離子交換:是以圓球形樹脂(離子交換樹脂)過(guò)濾原水，水中的離子會(huì)與固定在樹脂上的離子交換。常見的兩種離子交換方法分別是硬水軟化和去離子法。硬水軟化主要是用在反滲透(RO)處理之前，先將水質(zhì)硬度降低的一種前處理程序。軟化機(jī)里面的球狀樹脂，以兩個(gè)鈉離子交換一個(gè)鈣離子或鎂離子的方式來(lái)軟化水質(zhì)。離子交換樹脂利用氫離子交換陽(yáng)離子，而以氫氧根離子交換陰離子;以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的陽(yáng)離子交換樹脂會(huì)以氫離子交換碰到的各種陽(yáng)離子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。同樣的，以包含季銨鹽的苯乙烯制成的陰離子交換樹脂會(huì)以氫氧根離子交換碰到的各種陰離子(如Cl-)。從陽(yáng)離子交換樹脂釋出的氫離子與從陰離子交換樹脂釋出的氫氧根離子相結(jié)合后生成純水。

　?。?）活性炭吸附:活性炭的吸附過(guò)程是利用活性碳過(guò)濾器的孔隙大小，及有機(jī)物通過(guò)孔隙時(shí)的滲透率來(lái)達(dá)到吸附過(guò)濾的作用。吸附率和有機(jī)物的分子量及其分子大小有關(guān)，果殼類(如椰殼)顆粒狀的活性碳較能有效的去除氯胺?；钚蕴歼€能去除水中的自由氯，以保護(hù)純水系統(tǒng)內(nèi)其他對(duì)氧化劑敏感的純化單元?；钚蕴纪ǔＥc其他的處理方法組合應(yīng)用。在設(shè)計(jì)純水系統(tǒng)時(shí)，活性碳與其他相關(guān)純化單位的相關(guān)配置，是一項(xiàng)極為重要的水處理工藝。

　?。?）微孔過(guò)濾：微孔過(guò)濾法包括三種類型：深層過(guò)濾(depth)、篩網(wǎng)過(guò)濾(screen)及表面過(guò)濾(surface)。深層濾膜是以編織纖維或壓縮材料制成的基質(zhì)，利用隨機(jī)性吸附或是捕捉方式來(lái)滯留顆粒。篩網(wǎng)濾膜基本上是具有一致性的結(jié)構(gòu)，就像篩子一般，將大于孔徑的顆粒，都滯留在表面上(這種濾膜的孔徑大小是非常的)，而表面過(guò)濾則是多層結(jié)構(gòu)，當(dāng)溶液通過(guò)濾膜時(shí)，較濾膜內(nèi)部孔隙大的顆粒將被滯留下來(lái)，并主要堆積在濾膜表面上。由于上述三種濾膜的功能不同，因此對(duì)濾膜之間的分辨非常重要。由于深層過(guò)濾是一種較為經(jīng)濟(jì)的方式，可去除98%以上的懸浮固體，同時(shí)保護(hù)下游的純化單元不會(huì)敗壞或堵塞，因此通常被作為預(yù)過(guò)濾處理(沛億實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)預(yù)處理PP過(guò)濾即為深層過(guò)濾)。表面過(guò)濾可去除99.99%以上的懸浮固體，所以也可作為預(yù)過(guò)濾處理或澄清用。微孔薄膜(篩網(wǎng)濾膜)一般被置于純化系統(tǒng)中的zui終使用點(diǎn)，以去除zui后殘留的微量樹脂碎片、碳屑、膠質(zhì)顆粒和微生物。例如：0.22μm微孔濾膜，其可濾過(guò)所有的細(xì)菌，通常用于將靜脈注射用的液體、血清及抗生素進(jìn)行除菌用。

　　(4)反滲透除鹽：反滲透是美國(guó)在二十世紀(jì)六十代研制成功的，zui初用于美國(guó)宇航技術(shù)，以解決宇航員在太空循環(huán)用水問題水處理工藝，后逐漸轉(zhuǎn)為民用，因其率、低能耗能、無(wú)污染等*優(yōu)勢(shì)，已成為當(dāng)前海水淡化、純水制備等行業(yè)之技術(shù)，我們熟悉的瓶(桶)裝純凈水幾乎都是利用反滲透系統(tǒng)制取的。RO(Reverse Osmosis)反滲透技術(shù)是利用壓力差為動(dòng)力的膜分離過(guò)濾技術(shù)，其孔徑小至納米級(jí)(1納米=10-9米)，在一定的壓力下，H2O分子可以通過(guò)RO膜，而原水中的無(wú)機(jī)鹽、重金屬離子、有機(jī)物、膠體、細(xì)菌、病毒等雜質(zhì)無(wú)法透過(guò)RO膜，從而使可以透過(guò)的純水和無(wú)法透過(guò)的濃縮水嚴(yán)格區(qū)分開來(lái)。反滲膜的工作原理圖如下： 當(dāng)兩種不同濃度的溶液，由一個(gè)RO膜隔開時(shí)，滲透現(xiàn)象會(huì)自然發(fā)生。滲透壓將水壓過(guò)RO膜，水將濃度較高的溶液稀釋，zui后造成濃度平衡。在水純化系統(tǒng)中，施加壓力于高濃度的溶液中，以抗衡滲透壓。如此迫使得純水由高濃度的液體通過(guò)RO膜，并可加以收集。由于RO膜致密度*，因此，產(chǎn)出的水流很慢，需要經(jīng)過(guò)相當(dāng)?shù)臅r(shí)間，貯水箱內(nèi)才會(huì)有足夠的水量。RO膜可執(zhí)行離子排除，使得只有水可通過(guò)RO膜，其余所有的離子及溶解的分子(包括鹽類和糖)都被截留，并水濃水被帶出反滲透膜元件。如果以原水水質(zhì)及產(chǎn)水水質(zhì)為基準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)后，RO是將自來(lái)水純化為純水的有效方法。RO同時(shí)也是試劑級(jí)超純水系統(tǒng)的前處理方法。

　　(5)超濾：是一種與膜孔徑大小相關(guān)的篩分過(guò)程，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)，在一定的壓力下，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)原液的的凈化、分離和濃縮的目的。工作原理見下圖。超濾膜是一種強(qiáng)韌、薄、具有選擇性的通透膜，微孔物理孔徑大致在0.001—0.1μm之間，可截留大部分某種特定大小以上的分子，包括：膠質(zhì)、微生物和熱源。較小的分子，例如：水和離子，則可通過(guò)濾膜。

　　(6)紫外消解降TOC：紫外線是一種肉眼看不見的光波，存在于光譜紫外線端的外側(cè)，故稱之為紫外線，依據(jù)不同的波長(zhǎng)范圍，被割分為A 、B 、C 三種波段，其中的C 波段紫外線波長(zhǎng)在240 - 260nm 之間，為zui有效的殺菌波段，波段中之波長(zhǎng)zui強(qiáng)點(diǎn)是253.7nm。 紫外線殺菌的原理一般認(rèn)為是生物體內(nèi)的核酸吸收了紫外光的能量而改變了自身的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而破環(huán)了核酸的功能所致。當(dāng)核酸吸收的能量達(dá)到致死量而紫外光的照射又能保持一定時(shí)間時(shí)，細(xì)菌便大量死亡。在UV燈制造技術(shù)方面的進(jìn)步，已可制造同時(shí)產(chǎn)生185nm和254nm波長(zhǎng)的紫外燈管，這種光波長(zhǎng)組合可利用光氧化有機(jī)化合物，將超純水中的總有機(jī)碳濃度降低至5ppb以下。