水質(zhì)純化

　?。?）離子交換:是以圓球形樹(shù)脂(離子交換樹(shù)脂)過(guò)濾原水，水中的離子會(huì)與固定在樹(shù)脂上的離子交換。常見(jiàn)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)脂釋出的氫離子與從陰離子交換樹(shù)脂釋出的氫氧根離子相結(jié)合后生成純水。

　　（2）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。活性碳通常與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。

　　（3）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(shù)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(wèn)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(kāi)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(kāi)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(jiàn)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(jiàn)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。