離子交換法
離子交換法是以圓球形樹脂(離子交換樹脂)過濾原水,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战覆。硬水軟化主要是用在反滲透(RO)處理之前威沙,先將水質(zhì)硬度降低的一種前處理程序。軟化機(jī)里面的球狀樹脂柬乓,以兩個(gè)鈉離子交換一個(gè)鈣離子或鎂離子的方式來軟化水質(zhì)敲坏。
離子交換樹脂利用氫離子交換陽離子,而以氫氧根離子交換陰離子辆童;以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的陽離子交換樹脂會(huì)以氫離子交換碰到的各種陽離子(例如Na+宜咒、Ca2+、Al3+)把鉴。同樣的故黑,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)合后生成純水庭砍。
陰陽離子交換樹脂可被分別包裝在不同的離子交換床中场晶,分成所謂的陰離子交換床和陽離子交換床。也可以將陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂混在一起怠缸,置于同一個(gè)離子交換床中诗轻。不論是那一種形式,當(dāng)樹脂與水中帶電荷的雜質(zhì)交換完樹脂上的氫離子及(或)氫氧根離子揭北,就必須進(jìn)行"再生"扳炬。再生的程序恰與純化的程序相反,利用氫離子及氫氧根離子進(jìn)行再生搔体,交換附著在離子交換樹脂上的雜質(zhì)恨樟。
若將離子交換法與其他純化水質(zhì)方法(例如反滲透法、過濾法和活性碳吸附法)組合應(yīng)用時(shí)竿赂,則離子交換法在整個(gè)純化系統(tǒng)中仲寇,將扮演非常重要的一個(gè)部分。離子交換法能有效的去除離子宅谁,卻無法有效的去除大部分的有機(jī)物或微生物购具。而微生物可附著在樹脂上,并以樹脂作為培養(yǎng)基记浸,使得微生物可快速生長并產(chǎn)生熱源惯醇。因此,需配合其他的純化方法設(shè)計(jì)使用罚迹。
活性碳吸附法
有機(jī)物可能是陽離子牧僻、陰離子或非離子性的物質(zhì),離子交換樹脂可去除原水中一些可溶性的有機(jī)酸和有機(jī)堿(陰離子和陽離子)异这,但有些非離子性的有機(jī)物卻會(huì)被樹脂包覆臊整,這過程稱為樹脂的"污染阻塞"現(xiàn)象障漓,不但會(huì)減少樹脂的壽命,而且降低其交換能力蛔琅。為保護(hù)離子交換樹脂胎许,可將活性碳
過濾器安裝在離子交換樹脂之前,以去除非離子性的有機(jī)物罗售。
活性碳的吸附過程是利用活性碳過濾器的孔隙大小及有機(jī)物通過孔隙時(shí)的滲透率來達(dá)到的辜窑。吸附率和有機(jī)物的分子量及其分子大小有關(guān),某些顆粒狀的活性碳較能有效的去除氯胺寨躁∧滤椋活性碳也能去除水中的自由氯,以保護(hù)純水系統(tǒng)內(nèi)其他對氧化劑敏感的純化單元职恳。
活性碳通常與其他的處理方法組合應(yīng)用所禀。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)配置放钦,是一項(xiàng)極為重要的項(xiàng)目色徘。
微孔過濾法
微孔過濾法包括三種類型:深層過濾(depth)、篩網(wǎng)過濾(screen)及表面過濾(surface)操禀。深層濾膜是以編織纖維或壓縮材料制成的基質(zhì)褂策,利用隨機(jī)性吸附或是捕捉方式來滯留顆粒。篩網(wǎng)濾膜基本上是具有一致性的結(jié)構(gòu)颓屑,就像篩子一般般六,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)玛呐,而表面過濾則是多層結(jié)構(gòu)朗猖,當(dāng)溶液通過濾膜時(shí),較濾膜內(nèi)部孔隙大的顆粒將被滯留下來冻咆,并主要堆積在濾膜表面上。
由于上述三種濾膜的功能不同策哈,因此對濾膜之間的分辨非常重要炮家。由于深層過濾是一種較為經(jīng)濟(jì)的方式,可去除98%以上的懸浮固體泪缨,同時(shí)保護(hù)下游的純化單元不會(huì)敗壞或堵塞媚瘫,因此通常被作為預(yù)過濾處理。表面過濾可去除99.99%以上的懸浮固體虱忙,所以也可作為預(yù)過濾處理或澄清用逢痕。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狼楔、碳屑钳枕、膠質(zhì)顆粒和微生物。例如:0.22μm微孔濾膜,其可濾過所有的細(xì)菌鱼炒,通常用于將靜脈注射用的液體衔沼、血清及抗生素進(jìn)行除菌用。
超濾法
微孔薄膜是依其孔徑大小來去除顆粒昔瞧,而超濾(UF)薄膜則是一個(gè)分子篩指蚁,它以尺寸為基準(zhǔn),讓溶液通過極細(xì)微的濾膜自晰,以達(dá)到分離溶液中不同大小分子的目的凝化。
超濾膜是一種強(qiáng)韌、薄酬荞、具有選擇性的通透膜搓劫,可截留大部分某種特定大小以上的分子,包括:膠質(zhì)袜蚕、微生物和熱源糟把。較小的分子,例如:水和離子消弧,都可通過濾膜堡雁。所以,超濾法可將截留液中的大分子加以濃縮室域,但是淹疙,仍有些大分子會(huì)滲漏至濾過液中。
超濾膜有數(shù)種不同的范圍杜域,在所有的實(shí)例中柴哈,超濾膜會(huì)留在大部分大于其分子篩所定義分子量的分子。
反滲透法
反滲透(RO)法是可達(dá)到90%~99%雜質(zhì)去除率中的方法唁谣。RO膜的濾孔結(jié)構(gòu)較UF膜還要致密冶巴,RO膜可去除所有的顆粒、細(xì)菌以及分子量大于300的有機(jī)物(包括熱源)溪惶。
當(dāng)?shù)诙N不同濃度的溶液顺鸯,由一個(gè)半透膜隔開時(shí),滲透現(xiàn)象會(huì)自然發(fā)生终距。滲透壓將水壓過半透膜尊捞,水將濃度較高的溶液稀釋,zui后造成濃度平衡宏怔。在水純化系統(tǒng)中奏路,施加壓力于高濃度的溶液中,以抗衡滲透壓臊诊。如此迫使得純水由高濃度的液體通過RO膜鸽粉,并可加以收集斜脂。由于RO膜致密度*,因此潜叛,產(chǎn)出的水流很慢秽褒,需要經(jīng)過相當(dāng)?shù)臅r(shí)間,貯水箱內(nèi)才會(huì)有足夠的水量威兜。
RO膜可執(zhí)行離子排除销斟,使得只有水可通過RO膜,其余所有的離子及溶解的分子都被截留椒舵,并加以排除(包括鹽類和糖)蚂踊。RO膜以電荷反應(yīng)將離子排除,帶電荷愈大笔宿,排除性愈高犁钟,所以RO膜幾乎可排除所有的(>99%)強(qiáng)離子性的高價(jià)離子,但是徙掠,對于弱離子性的單價(jià)離子(如鈉離子)的效果只有95%恃葫。不同的進(jìn)水需要不同種類的RO膜,RO膜包括由乙酸纖維酯制成乌窿,或是以聚硫胺與聚砜基質(zhì)的混合薄層聚合物悉镜。
如果以原水水質(zhì)及產(chǎn)水水質(zhì)為基準(zhǔn),經(jīng)過適當(dāng)設(shè)計(jì)后庙炮,RO是將自來水純化的有效方法后谱。RO同時(shí)也是試劑級純水系統(tǒng)的前處理方法。