重庆摩尔水处理设备公司
2011/12/21 17:00:29水质基础知识
1、微粒物质（Particulate Matter）
包括泥沙、铁锈、藻类、悬浮物、微纤维等微粒杂质，肉眼可见。这些微粒常常悬浮在水流之中，水产生的浑浊现象。这些微粒很不稳定，可以通过沉淀和过滤而除去。水在静置的时候，重的微粒（主要是砂子和粘土一类的无机物质）会沉下来。轻的微粒（主要是动植物及其残骸的一类有机化合物）会浮于水面上，用预沉,过滤等分离方法可以除去。
微粒物质是造成浊度、色度、气味的主要来源。自来水、二次供应的自来水、江河湖泊水中均可能存在。
2、胶体物质
胶体物质是比离子物质大而比颗粒物质小、直径在10-4～10
胶体颗粒不能藉重力自行沉降而去除，一般是在水中加入药剂破坏其稳定，使胶体颗粒增大而沉降予以去除。
地表水或地下水都可能存在胶体物质。
3、离子物质（Ionic material）
包括：阳离子、阴离子。阳离子如钙离子、镁离子、铁离子等；阴离子氯离子、硫酸盐离子、磷酸盐离子等。
离子物质通常易溶于水中，溶解物质可以用离子交换或除盐等方法予以去除。
4、不反应的溶解气体
如空气中的氮气等。
5、可反应的溶解气体
天然水中常见的溶解气体有氧气（O2）、二氧化碳（CO2）、有时还有硫化氢（H2S）、二氧化硫（SO2）、氨 （NH3）等。这些溶解于水中的气体，大都对金属有腐蚀作用,是引起水系统金属腐蚀的重要因素。
空气中的CO2对纯水影响zui大。CO2存在于空气中并很容易溶于水中，使水质呈酸性，即PH值低于7。水质越纯，越易受空气的影响，影响主要表现为PH值、电导（阻）率。
6、微生物
主要指水中的细菌含量。中国自来水的常规细菌允许含量＜100cfu/ml；纯水的常规细菌允许含量＜1cfu/ml。
7、热源
热源又称细菌内毒素，主要用于医药用水特别是注射用水时需考量热源的含量控制。实验室中有细胞培养等生物方面的应用时，对热源用含量控制要求。
8、有机物质
水中的有机物质主要是指腐殖酸、生活污水和工业废水的污染物。腐殖物质是水生生物一类的生命活动过程的产物。这些有机物污染着水体，并使水质恶化。
水中的有机物有个共同特点，就是要进行生物氧化分解，需要消耗水中的溶解氧，而导致水中缺氧。同时会发生*发酵,使细菌滋长，恶化水质，破坏水体；工业用水的有机污染,还会降低产品的质量。有机物是引起水体污染的主要原因之一。
地表水中有机物含量通常高于地下水中的含量。
9、残留消毒剂
自来水公司为控制水中的细菌含量，会添加消毒剂来控制总细菌数。常用的消毒剂为含氯制剂，当氯加到水中会产生含氧化性*的化合物如余氯，起到消毒杀菌的作用。
对于采用反渗透技术的水处理设备而言，氧化性*的余氯会对RO膜造成很大的损伤，因此在预处理中必须严格去除。常用活性碳吸附去除。
1. 沉淀过滤法
这是一种zui原始的过滤方法，它是依靠水中微粒杂质的自身重量下沉来达到分离的目的。常用于水中杂质颗粒较大的场所，如江河湖水的初步自然澄清过滤。
2. 蒸馏法
蒸馏法是把水加热，变成气体，分出混入气相中的低沸点成分或飞沫成分，低沸点气体放于大气中。不挥发性不纯物残留于液相中，成为浓缩液排出。如此把水精制成高纯度的水。
此法耗电耗水量很大，且使用时需有人看守，使用不方便，现已较少使用。
3. 薄膜微孔过滤（MF）法
薄膜微孔过滤法包括三种形式：深层过滤、筛网过滤、表面过滤。
深层过滤是以编织纤维或压缩材料制成的基质，利用隋性吸附或是捕捉方式来留住颗粒，如常用的多介质过滤或砂滤；深层过滤是一种较为经济的方式，可去除98%以上的悬浮固体，同时保护下游的纯化单元不会被堵塞，因此通常做为预处理。
表面过滤则是多层结构，当溶液通过滤膜时，较滤膜内部孔隙大的颗粒将被留下来，并主要堆积在滤膜表面上，如常用的PP纤维过滤。表面过滤可去除99.9%以上的悬浮固体，所以也可作为预处理或澄清用。
筛网滤膜基本上是具有一致性的结构，就象筛子一般，将大于孔径的颗粒，都留在表面上（这种滤膜的孔量度是非常的），如超纯水机终端使用的用点保安过滤器；筛网过滤微孔过滤一般被置于纯化系统中的zui终使用点，以去除zui后的残留微量树脂片、碳屑、胶体和微生物。
4、活性炭吸附法
活性炭依靠吸附和过滤作用主要去除水中的异色、异味、余氯、残留消毒物等有机物杂质。
5. 电渗析
渗析是一种物理现象。如将两种不同浓度的盐水，用一张渗透膜隔开，浓度高的盐水中的溶质如无机盐离子通过膜向浓度低的盐水中渗透，这个现象就是渗析。这种渗析是由于含盐量浓度不同而引起的，称为浓差渗析。因为是以浓度差作为推动力，扩散速度始终是比较慢的。如果要加快这个速度，就可以在膜的两边加一直流电极。电解质在电场的作用下，会加快迁移的速度，这就称为电渗析。
电渗析耗电量大，且渗析膜片易坏，在反渗透技术出现后已很少使用。
6. 离子交换（IX）法
离子交换法的原理是将原水*中的无机盐阴阳离子如钙离子Ca2+、镁离子Mg2+、硫酸盐SO42-、硝酸盐NO3-等，通过与离子交换树脂交换，使水中的阴、阳离子与树脂中的阴阳离子相交换，从而使水得到软化或纯化。
注1：原水是指相对于每一个过滤单元而言，其进水就称为原水。
离子交换树脂*分为阴离子树脂（R-OH）和阳离子树脂（H-R和Na-R）两种，其中阳离子树脂根据其活性基团的不同而分为钠型树脂（Na-R）和氢型树脂（H-R）。钠型树脂常用于水质软化，氢型树脂常和阴离子树脂R-OH一起配合使用，以去除水中的无机盐阴阳离子，使水质纯化为超纯水。
注2：离子交换树脂指离子交换树脂的高分子基团通常以R表示。
纯化过程：
如以H-R代表氢型阳树脂，其纯化水质的交换过程如下：
2H-R＋Ca2+ = R2Ca ＋ 2H＋
2R-OH+ SO42- = R2SO4 + 2OH-
以上过程中生成的H＋ 和OH- 再反应：
H＋ + OH- =H2O
即水质通过离子交换器后，水中的无机盐阴阳离子被置换成H2O，达到纯化的目的。
软化过程：
如以Na-R代表钠型树脂，其交换过程如下：
2Na-R＋Ca2+=R2Ca＋2Na＋
2Na-R＋Mg2+=R2Mg＋2Na+
即水质通过钠离子交换器后，水中的Ca2+、Mg2+被置换成Na+，达到软化的目的。
再生过程：
离子交换树脂使用一段时间后，树脂中的离子被交换*后，达到饱和程度，失去离子交换能力，此时就需要对树脂进行再生。
软化树脂需要用Nacl即食盐溶液进行再生，再生过程的化学反应与上述软化过程的离子交换反应正好相反。
纯化水用阳树脂需要用酸进行再生，阴树脂需要用碱进行再生。再生过程的化学反应与上述纯化过程的离子交换反应正好相反。
7． 超过滤（UF）法
微孔薄膜是依其过滤孔径的大小来去除微粒，而超滤（UF）薄膜则像一个分子筛，它以尺寸为基准，让溶液通过极微细的孔，以达到分离溶液中不同大小分子之目的。
超滤膜是一种强韧、薄、具有选择性的通透膜，通常认为其过滤孔径约为0.01μm，可截留某种特定大小以上的分子，包括：胶质、微生物和热源。较小的分子，例如：水和离子，都可通过滤膜。
超滤法常用于果汁浓缩、中草药提取、反渗透的预处理、超纯水的终端保安过滤等。
8．反渗透（RO）法
一种高新膜分离技术。它是以压力为推动力，利用反渗透膜只能透水而不能透过溶质的选择性，从含有各种无机物、有机物、微生物的水体中，提取纯水的物质分离过程。反渗透膜的孔径小于10埃（1埃等于10－
如果以原水水质及产水水质为基准，经过适当设计后，RO是将自来水纯化的的有效方法，同时也是超纯水系统的前处理方法。
9．紫外线（UV）、臭氧灭菌法
紫外灯所放射出来的254nm的紫外线是一种有效的杀菌方法，因为细菌中的DNA及蛋白质会有吸收紫外线导致死亡。
紫外线灭菌法
臭氧灭菌法：采用臭氧发生器产生臭氧，加入纯水中，灭菌效果*。
10、EDI法
一种新的去离子水处理方法。又称连续电除盐技术，EDI装置将离子交换树脂充夹在阴/阳离子交换膜之间形成EDI单元。这种方法不需再用酸碱对树脂进行再生，环保性好。现已广泛应用。
符号标注：◎表示优良，○表示良，△表尚可，×表不好.
| | 离子状物质 | 微粒子 | 微生物 | 热源 | 有机物 |
| 1）活性炭过滤 | - | × 因炭沫等而增加 | × 层内的微生物增殖 | × 有除去能,也会因层内菌而增加1000-2000 | ○ 有效果 |
| 2）离子交换 | ◎ 大致*脱盐 | × 因树脂破片等而增加 | × 层内的微生物增殖 | - | × 稍有除去能力，但常自行氧化劣化而成为有机物源 |
| 3）反渗透 | ○ 脱盐率90-99% | ◎ 10Α以上者除去 | ◎ | ○ 内毒素0.1ng/ml以下兔子试验合格鲎鱼试验 | △ 依有机物种类除去40-90%分子量200-300以下穿过 |
| 4）超滤（UF） | 不除去 | ◎ | ◎ 同上 | ○ 同上 | △ 也取决于分划分子量,除去分子量1万-2万以上的物质 |
| 5）精密过滤 | - | ◎ 除去能力大 | ○ | - | - |
| 6）蒸馏 | ◎ 大致*脱盐（μs=0.2） | ◎ 除去但要注意,飞沫同伴 | ◎ 除去 | ◎ 内毒素0.1ng/ml以下大白鼠试验合格鲎鱼试验 | ◎ 除去 |
| 7）紫外线杀菌 | × 有机物氧化分解，如CO2溶解于水产生的水质电阻变化 | - | ○ 杀菌 | - | ○ 有机物氧化分解 |
1.什么是水的浑浊度？
答：由于水中含有微粒杂质，使得原是无色透明的水产生浑浊现象，其浑浊的程度称为浑浊度。浑浊度的单位是用“度NTU”来表示的。
控制浑浊度是工业水处理的一个重要内容，根据水的不同用途，对浑浊度有不同的要求：生活饮用水的浑浊度不得超过5度；
在工业水处理中，主要是采用混凝、澄清和过滤的方法来降低水的浑浊度。
2.什么是水的硬度？
答：水中有些金属阳离子，同一些阴离子结合在一起，容易形成水垢，附着在物体表面，我们把水中这些金属离子的总浓度称为水的硬度。如在天然水中zui常见的金属离子是钙离子（Ca2+）和镁离子（Mg2+）、它与水中的阴离子如碳酸根离子（CO32-）、碳酸氢根离子（HCO3-）、硫酸根离子（SO42-）、氯离子（Cl-）、以及硝酸根离子（NO3-）等结合在一起。形成钙镁的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物、以及硝酸盐等硬度。水中的铁、锰、锌等金属离子也会形成硬度，但由于它们在天然水中的含量很少，可以略去不计。因此，通常就把Ca2+、Mg2+的总浓度看作水的硬度。
通常，地下水、井水等的硬度较大，地表水的硬度较小。中国北方地区的水质较硬，南方地区的水质较软。
若水质的硬度较大，则在反渗透处理之前必须对原水进行软化，否则易在RO膜表面结垢，影响RO膜的产水质量及使用寿命。
水的硬度对锅炉用水的影响很大，因此，锅炉用水时必须进行软化或除盐处理。
3.什么是水的总固体、溶解固体和是悬浮固体？
答：水中除了溶解气体之外的一切杂质称为总固体。而水中的固体又可分为溶解固体和悬浮固体。这二者的总和即称为水的总固体。
溶解固体是指水经过过滤之后，那些仍然溶于水中的各种无机盐类、有机物等。悬浮固体是指那些不溶于水中的泥砂、粘土、有机物、微生物等悬浮物质。
总固体的测定是蒸干水分再称重得到的。
4.什么是水的含盐量？TDS值？
答：水的含盐量（也称矿化度）是表示水中所含盐类的的总含量。由于水中各种盐类一般均以离子的形式存在，所以含盐量也可以表示为水中各种阳离子的量和阴离子的量的和。
水的含盐量与溶解固体的含义有所不同，因为溶解固体不仅包括水中的溶解盐类，还包括有机物质。同时，水的含盐量与总固体的含义也有所不同，因为总固体不仅包括溶解固体、还包括不溶解于水的悬浮固体。所以，溶解固体和总固体在数量上都要比含盐量高。但是，在不很严格的情况下，当水比较清净时，水中的有机物质含量比较少，有时候也用溶解固体的含量来近似地表示水中的含盐量。
水质的TDS值是指溶解性总固体含量。在水处理计算中，通常被用作水质含盐量的代替值，常可用TDS笔作快速测得，其单位为。通常TDS、电导率间的关系可简易换算为：1ppm=2us/cm
5.水的电阻率、电导率？二者的关系？
答：水的电阻率和电导率的大小,与水中含盐量的多少、水中离子浓度、离子的电荷数以及离子的运动速度有关。水越纯，电阻率越大，电导率越小。电阻和电导是成反比的关系。目前zui纯的水质电阻率为
水质越纯，电阻率和电导率越易受空气中的CO2的影响，因此超纯水的电导电阻检测必须在线检测，才可保证其准确性。
6.什么是水的PH值？有什么意义？
答：水的PH值是表示水质酸碱性的相对值。PH值范围规定在1-14之间，以7为中性的界限，1＜PH＜7时水质为酸性，PH值越小，酸性越强；7＜PH＜14时水质为碱性，PH值越大，碱性越强。
纯水的PH值很容易受空气中的CO2的影响，水质越纯，对CO2的溶解性越强，因此中国实验室水质标准GB6682-92对一、二级纯水的PH值不作规定。
7.什么是ppm、ppb？
答：1ppm（parts per million）就是指1毫克/升。即表示
1微克／升相当于水中含有十亿分之一份的杂质，也可以ppb来表示。
1mg/L=1ppm 1μg/L=1ppb 1ppm=1000ppb
8.什么是水的预处理？预处理有哪些主要方法？
答：水的预处理是在水精制处理之前，预*行的初步处理，以便在水的精处理时取得良好效果，提高水质，延长精处理设备的使用寿命。
预处理的方法很多，主要有预沉、混凝、澄清、过滤、软化、消毒等。用这些方法预处理之后,可以使水的悬浮物（浊度）、色度、胶体物、有机物、铁、锰、暂时硬度、微生物、挥发性物质、溶解的气体等杂质除去或降低到一定的程度。
预沉 就是大容积、低流速的自然沉淀处理，如沉沙池、预沉池。
混凝 利用铁盐、铝盐、高分子等混凝剂，与水中的杂质通过絮凝和架桥作用生成大颗粒沉淀物，然后通过其他设备，如澄清池、过滤池等，予以除去。
澄清 通过混凝剂作用而形成的大颗粒沉淀物在澄清池内分离，沉淀物除去，得到澄清水。
过滤 将被处理的水，流经装有特殊过滤材料装置，如各种滤池等，截留水中杂质，予以去除。
软化 采用化学药剂，如石灰水、苏打粉等，使水中碳酸氢盐硬度除去；或是采用阳离子交换树脂等方法除去水中的钙、镁、铁离子等，这一过程称为软化。
消毒 加入杀菌剂，如液氯、漂白粉等，杀灭水中的微生物。
9、常用实验项目缩写名称的说明：
PCR―――分子生物测试．基因研究及细胞培养等
IVF―――受精卵培养
AA―――原子吸收分析仪
HPLC―――液相色谱
ICP――――电感耦合等离子光谱
TOC―――总有机碳
10、水的压力
