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      發布時間:2024-03-05 10:20:59    人氣:0   

      一、水的分類

          在不同的場合,水有不同的種類區別,其水質亦有明顯的差別。

      1、地下水與地表水·

          地下水——有機物和微生物污染較少,而鈣鎂等離子則溶解較多,硬度較高易結水垢;有時鐵/錳/氟離子超標,不能滿足生產生活用水需求。

          地表水——較地下水有機物和微生物污染較多,如果該地屬石灰巖地區,其地表水往往也有較大的硬度,如四川的德陽、綿陽、廣元、阿壩等地區。

      2、硬水與軟水

          硬水——水中鈣鎂等金屬離子的總濃度稱為硬度,硬水對鍋爐等生產用水影響很大,應對其進行軟化/脫鹽處理。硬度大于200mg/L的通常就稱之為硬水。

          軟水——即硬度較小的水。一般是指將水中的鈣鎂等離子的含量降低或去除到一定程度的水。

      3、原水與凈水

          原水——通常是指水處理設備的進水,如常用的城市自來水(國際稱為生活飲用水)/城郊地下水/野外地表水等,常以TDS值(水中溶解性總固體含量)檢測其水質,中國城市自來水TDS值通常為100~400ppm。

          凈水——原水經過水處理設施處理后即稱之為凈水。

      4、純凈水與蒸餾水

          純凈水——原水經過反滲透和殺菌裝置等成套水處理設施后,除去了原水中絕大部分無機鹽離子、微生物和有機物雜質,可以直接生飲的純水。

          蒸餾水——以蒸餾方式制備的純水,通常不用于飲用。

      5、純水和超純水

          純  水——以反滲透、蒸餾、離子交換等方法制備的去離子水,其TDS值通常<5PPm,電導率通常<10μs/cm(電阻值>0.1MΩ.cm)。

          超純水——以離子交換、蒸餾、電除鹽等方法將純水進一步提純去離子即得,其TDS值不可測,電導率通常<0.1μs/cm(電阻值>10MΩ.cm),其離子幾乎完全去除。理論上最純水電阻值為18.25 MΩ.cm。

      6、純化水和注射用水

          純化水——醫藥行業用純水稱之為純化水,電導率通常要求<2μs/cm。

          注射用水——純化水經多效蒸餾/超濾法再次提純去除熱原后用以配制注射劑。

      二、水中雜質

       H2O=H++(OH)-

      在自然界中,單純由H2O分子構成的純水是不存在的,水中通常含有以下各種雜質:

      1、顆粒物質:水中不溶性的大于10μm的無機和有機雜質(其中大于40μm的肉眼可見),如自來水中常有的泥沙、金屬氧化物或氫氧化物等。 

       

      2、離子物質:指溶于水后解離為陰、陽離子的物質,水中陰、陽離子的總和稱作水的含鹽量。水中鐵錳(Fe2+、Mn2+)含量超標(>0.3mg/L),應通過錳砂過濾器或曝氣裝置去除鐵錳離子,否則將會對RO膜形成不可清除的沉積污堵。

       

      3、膠    體:按大小,膠體是介于離子和顆粒物之間的物質,其尺寸在0.1μm~0.01μm,通常帶有負電荷,易與有機物質結合。

       

       4、有 機 物:物質可分為有機物和無機物兩大類,碳氫類化合物屬有機物,非碳氫類化合物為無機物。有機物通??梢匀紵?,為構成生命的主要物質。天然有機物主要為水生生物產生的腐殖酸。近年來,工業廢液、肥料、殺蟲劑等人工合成有機物對水環境有很大污染。溶解于水中的有機物質,主要是多功能團芳香族類的大分子弱性有機酸,易吸附在RO膜濾層而導致RO膜性能的衰退。

       

      5、氣    體:O2、CO2、NH3、N2等部分氣體可溶于水,在水中反應后生成某些酸根離子,影響成品水的水質。超純水若敞放于空氣中,水質即迅速下降。

       

      6、微 生 物:細菌、病毒、孢子等,其尺寸為微米級。

       

       7、熱    原:純水屬極低營養環境之水體,但仍有少量細菌——革蘭陰性類細菌——可以生存,其及誘導菌類進入人體血液,會導致發熱,高燒甚至死亡,故稱為熱原(又稱為內毒素)。注射用水和生物細胞類實驗用水要求必須去除熱源。

       注:內毒素(Endotoxin),又名脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS),主要是革蘭氏陰性細菌(Gram-Negative Bacterial,GNB)合成的一種毒素,是細菌細胞壁的外部結構由O2-特異性側鏈、核心多糖、類脂A組成。其中核心多糖分為連接O-特異鏈的外核部分和連接類脂A的內核部分,內核部分含有庚糖的酮基2-- 脫氧辛酸3-(KDO)兩種特殊的糖類分子,而KDO和類脂A具有毒性[1]。這些成分性質穩定,耐熱、毒性較外毒素弱,對組織器官無選擇性[2]。人們已逐漸認識到感染狀態所致的全身炎性反應綜合征(SIRS)以及進一步惡化發展成為多器官功能障礙綜合征(MODS)使嚴重感染患者走向死亡的主要途徑,而該惡性進展的關鍵啟動因子即為內毒素[4]。內毒素可直接和一系列宿主炎性細胞如單核細胞、中性粘細胞、內質細胞相互作用,刺激其釋放腫瘤壞死因子(TNF)和白介素1(IL-1)等細胞因子。當機體接受大量的內毒素刺激時,將觸發強力的炎癥反應,最終導致敗血性休克[3]。

       

      8、消 毒 劑:原水經自來水公司處理后,水中會留有次氯酸鈉等消毒劑,余氯為強氧化物質對RO膜有相當的破壞作用,故要以活性炭單元濾除余氯??梢允筊O膜產水量加大脫鹽率降低。

      三、純水制備

      1.電導率

      電導率是表示水中溶解離子導電能力的指標。沒有離子的理想純水,不會產生電流。電導率用電導率儀測量,其單位為微西門子/厘米(μs/cm)。電導率也是測量水中離子濃度的簡便方法,但不能精確反映離子種類。離子構成不同,電導值也不同;但電導的數值隨離子濃度增加而增加。

      2.TDS(溶解固體總量)儀是利用變換因子將電導率值轉換為TDS值。在水質分析中,可用不同離子對應的不同轉換系數或溶解固體總量(TDS)對應的單一轉換系數,估算電導率的數值??捎枚趸嫉膒pm濃度的平方根乘以0.6求得其電導率;硅離子對電導率變化不產生影響。RO高純水最精確的電導率數值是在線測量的。否則,高純水暴露于空氣之中,將改變其二氧化碳含量。導致電導率降低。

      3.脫鹽率和透鹽率

      脫鹽率――通過反滲透膜從系統進水中去除可溶性雜質濃度的百分比。

      脫鹽率=(1-產水含鹽量/進水含鹽量)×100%

      透鹽率――進水中可溶性雜質透過膜的百分比.。

      透鹽率=100%-脫鹽率

      回收率=(產水量/進水流量)×100%

       

      4.反滲透法:

      RO(Reverse Osmosis)反滲透技術是利用壓力差為動力的膜分離過濾技術.  當純水和鹽水被理想半透膜隔開,理想半透膜只允許水通過而阻止鹽通過,此時膜純水側的水會自發地通過半透膜流入鹽水一側,這種現象稱為滲透,若在膜的鹽水側施加壓力,那么水的自發流動將受到抑制而減慢,當施加的壓力達到某一數值時,水通過膜的凈流量等于零,這個壓力稱為滲透壓力,當施加在膜鹽水側的壓力大于滲透壓力時,水的流向就會逆轉,此時,鹽水中的水將流入純水側,上述現象就是水的反滲透(RO)處理的基本原理。

       

      RO(Reverse Osmosis)反滲透技術是利用壓力差為動力的膜分離過濾技術,源于美國二十世紀六十年代宇航科技的研究,后逐漸轉化為民用,目前已廣泛運用于科研、醫藥、食品、飲料、海水淡化等領域。 

       

      RO反滲透膜(材質為芳香族聚酰胺復合材料)孔徑小至納米級(1納米=10-9米),在一定的壓力下,H2O分子可以通過RO膜,而源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質無法通過RO膜,從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區分開來。 

       

      RO膜過濾后的純水電導率 ≤5 μs/cm, 符合國家實驗室三級用水標準。再經過原子級離子交換柱循環過濾,出水電阻率可以達到18.2M .cm,超過國家實驗室一級用水標準(GB682—92)。




         

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          原文出處http://www.ztjiaoguan.com/2024/sjhzx_03/783.shtml





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