③活性炭過濾

活性炭是一種多孔性物質，具有很強的吸附性，能吸附水中的氣體、臭味、氯離子、有機物、細菌及鐵、錳等雜質，一般可將水中的有機物除去90%以上。Www.Pinwenba.Com 吧

活性炭是一種以木炭、木屑、果核殼、焦炭等為原料制成的高純度高吸附能力的炭。它為黑色固體，無臭、無味，具有多孔結構，表面積十分龐大，對氣體、蒸汽或膠狀固體有強大的吸附能力，1g粉狀活性炭的總表面積可達1000m2。

活性炭在水溶液中能吸附溶質分子，是由于溶質分子的疏水性和對溶質分子的吸引力所致?；钚蕴颗c溶質分子間的吸引力是由于靜電吸附、物理吸附和化學吸附三種力聯合作用的結果。同時，還兼有機械過濾的作用。

水處理過程中所用的活性炭通常為顆粒狀。

④超濾膜過濾

超濾是一種能將溶液進行凈化和分離的膜分離技術。超濾膜系統是以超濾膜絲為過濾介質，膜兩側的壓力差為驅動力的溶液分離裝置。超濾膜只允許溶液中的溶劑、無機鹽及小分子有機物透過，而將溶液中的懸浮物、膠體、蛋白質和微生物等大分子物質截留，從而達到凈化和分離的目的，其切割分子質量1~500ku，孔徑＜100nm。

目前超濾膜被大量用于水處理工程。超濾技術在反滲透預處理、飲用水處理、中水回用等領域發揮著越來越重要的作用。超濾技術在酒類和飲料的除菌與除濁，以及食品及制藥物濃縮過程中均起到關鍵作用。

超濾過濾孔徑和截留分子量的范圍一直以來定義較為模糊，一般認為超濾膜的過濾孔徑為0.001～0.1μm，截留分子量為1000～1000000Dalton。嚴格意義上來說超濾膜的過濾孔徑為0.001～0.01μm，截留分子量為1000～300000Dalton。若過濾孔徑大于0.01μm，或截留分子量大于300000Dalton的微孔膜就應該定義為微濾膜或精濾膜。

一般用于水處理的超濾膜標稱截留分子量為30000～300000Dalton，而截留分子量為6000～30000Dalton的超濾膜大多用于物料的分離、濃縮、除菌和除熱源等領域。

⑤微濾膜過濾

微濾又稱微孔過濾，它屬于精密過濾，微濾可以有效地去除小顆粒有機物和懸浮固體，但天然和人工合成的有機物僅用微濾的方法是不能去除的，需要與其他方法相結合，微濾結合混凝、吸附預處理處理飲用水越來越引起人們的關注，最普遍的方法是投加金屬鹽混凝劑和粉末活性炭，混凝和吸附作為微濾的預處理不僅可以提高膜通量，降低天然有機物以獲得高質量的出水，還可以減緩膜污染，延長清洗周期。混凝預處理所需反應時間很短，投加混凝劑后，絮體尺寸很快大于膜孔徑，不需要長時間混凝，經混凝處理后的水即可進入膜分離單元。

微濾膜過濾的基本原理是篩分過程，操作壓力一般在0.7～7kPa，原料液在靜壓差作用下，透過一種過濾材料。過濾材料可以分為多種，比如折疊濾芯、熔噴濾芯、布袋式除塵器、微濾膜等。透過纖維素或高分子材料制成的微孔濾膜，利用其均一孔徑，來截留水中的微粒、細菌等，使其不能通過濾膜而被去除。

決定膜的分離效果的是膜的物理結構，孔的形狀和大小。

微孔膜的規格目前有10多種，孔徑范圍為0.1～75μm，膜厚120～150μm。膜的種類有：混合纖維酯微孔濾膜；硝酸纖維素濾膜；聚偏氟乙烯濾膜；醋酸纖維素濾膜；再生纖維素濾膜；聚酰胺濾膜；聚四氟乙烯濾膜以及聚氯乙烯濾膜等。

水的軟化

含有Ca2+、Mg2+的水叫做具有硬度的水，當Ca2+、Mg2+的含量較高時，就叫做硬水。把Ca2+、Mg2+的含量降低或去除叫做軟化。飲料用水對水的要求很高。特別是配制飲料用水、鍋爐用水和洗瓶用水，都要求用軟水。因為過硬的水配制飲料時會影響成品飲料的外觀質量。洗瓶用水硬度過高會與洗瓶所用的苛性堿溶液起反應，導致洗瓶機內沖洗噴嘴形成水垢發生堵塞而影響洗瓶效率，使瓶子得不到有效的洗滌和沖洗，甚至還會使瓶子蒙上一層水垢而使玻璃瓶發暗，影響洗瓶效果和瓶子外觀。鍋爐用水對水的硬度要求更高。在鍋爐中如果水的硬度過高而產生的水垢會形成隔熱體，阻止熱量的傳遞，甚至引起鍋爐爆炸。因此，為滿足生產飲料用水要求，不僅要除去水中的懸浮雜質，還要采取物理或化學手段改善水質，降低水中的溶解性雜質。即硬水的軟化處理，一是降低水中的Ca2+和Mg2+的含量，二是降低全部陽離子和全部陰離子的含量。硬水軟化的方法主要有石灰軟化法、離子交換法、電滲析法、反滲透法和電法去離子法。

1.石灰軟化法

原理：在原水總硬度中碳酸鹽硬度較高的情況下，在水中加入生石灰CaO，可降低碳酸鹽硬度和堿度，相關反應為：

將生石灰CaO配制成石灰乳：CaO+H2OCa2

用石灰乳除去水中重碳酸鈣Ca2、重碳酸鎂Mg2和CO2：

CO2+Ca2CaCO3↓+H2O

Ca2+Ca22CaCO3↓+2H2O

Mg2+Ca2Mg2↓+CaCO3↓

MgCO3+Ca2Mg2↓+CaCO3↓

2NaHCO3+Ca2CaCO3↓+Na2CO3+2H2O

反應先去除水中的CO2，CO2去除后才完成→軟化反應，否則水中CO2會和CaCO3、Mg2這些沉淀物重新化合，會再產生碳酸鹽硬度，反應如下：

Ca2+H2O+CO2Ca2

Mg2+CO2MgCO3+H2O

Mg2+H2O+CO2Mg2

反應式是當水中的堿度大于硬度時才出現的。如果化合物NaHCO3中的HCO-3沒有被除去，這部分HCO-3仍然會和Ca2+和Mg2+生成碳酸鹽硬度，反應~仍然不能完成。

與以上反應同時還產生下述反應：

4Fe2+8Ca2+O24Fe3↓+8CaCO3+6H2O

Fe23+3Ca22Fe3↓+3CaSO4

H2SiO3+Ca2CaSiO3+2H2O

mH2SiO3+nMg2nMg2·mH2SiO3↓

因此，通過石灰處理可以除去水中部分鐵和硅的化合物。

石灰乳軟化法處理水時投加石灰量要準確，少了達不到軟化的效果，多了會增加永久性鈣的硬度。

石灰添加量可按下式計算：

G=56D×K×103

式中G為投入的石灰量；D為處理水量；HCa為原水鈣的硬度，HMg為原水鎂的硬度；CO2為原水中游離的CO2量；0.175為石灰的過剩量；K為石灰純度；56為CaO的摩爾質量。

根據經驗，每降低1m3水中暫時硬度1度，需添加純的氧化鈣10g，每降低1m3水中二氧化碳的濃度1mg/L，需添加純的氧化鈣1.27g。

軟化處理設備

石灰軟化法處理水常結合混凝、消毒過程同時進行，其運行過程原理。石灰軟化設備分為三層，原水從上部進入，中間的攪拌器具有槳葉的作用，可以使內層的水由下向上移動。石灰水從側面進入內層后，在水流的帶動下，一邊發生軟化反應，一邊向上移動與新注入的原水匯合，使原水軟化。在上部進水的同時還有混凝劑、消毒劑進入。在設備的中層，水由上向下流動，混凝反應、軟化反應以及消毒作用充分進行。當水到達底部時，在外層的水流折返向上，由于外層的直徑遠大于中層，水流上升的速度大大減緩，當水流上升的速度小于凝聚顆粒的重力所引起的下沉速度時，顆粒就沉降聚集于設備的底部，聚集的凝聚物形成了一層疏松的過濾層，中層的水通過過濾層進入外層，外層的水升至頂部，從同一出口流出，基本完成水的軟化、混凝、消毒和澄清。

2.離子交換軟化法

離子交換法是利用離子交換劑，把原水中所不需要的離子暫時占有，然后再將其釋放到再生液中，使水得到軟化的方法。

按離子交換劑來源的不同，可將其分為：礦物質離子交換劑，碳質離子交換劑，有機合成離子交換樹脂等三大類。

前兩類一般用于水質軟化處理，如鍋爐用水、冷卻水及洗瓶水的水質軟化。飲料生產用水的水處理則采用有機合成離子交換樹脂。

離子交換樹脂的分類

離子交換樹脂分子含有極性基團和非極性基團兩部分，不溶于酸、堿和水，但吸水膨脹。樹脂膨脹后，極性基團上可擴散的離子與溶液的離子發生交換作用，而非極性基團則為離子交換樹脂的骨架。

一般常用的離子交換樹脂，按其所帶功能基團的性質，通常分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類。

樹脂本體中帶有酸**換基團的稱陽離子交換樹脂。即在交換過程中，能與陽離子進行交換者。按其交換基團酸性的強弱，又可以分為強酸性、中酸性和弱酸性三類。

而本體中帶有堿**換基團的稱陰離子交換樹脂。同樣可按其交換基團堿性的強弱，分為強堿性和弱堿性兩類。另外還有螯合、兩性、氧化、還原樹脂等。

離子交換樹脂軟化水的原理

離子交換樹脂在水中是解離的，如陽樹脂：RSO3HRSO-3＋H＋

陰樹脂：R4NOHR4N++OH-

若原水中含有K+、Na+、Ca2+、Mg2+等陽離子時，當原水通過陽樹脂層時，水中陽離子被吸附，樹脂上的陽離子H+被置換到水中：

RSO-3H++Na+RSO3Na+H+

若原水中含有SO-4、Cl－、HCO-3、HＳiO-3等陰離子時，水中陰離子被吸附，樹脂上的陰離子OH－置換到水中：

R≡N+OH－+Cl－R≡NCl+OH－

從上述反應中看出，水中溶解的陰陽離子被樹脂吸附，離子交換樹脂中的H+和OH－進入水中，從而達到水質軟化的目的。

離子交換樹脂的性能

離子交換樹脂的主要性能有密度、含水率、溶脹性、機械強度、耐熱性、酸性、堿性、選擇性和交換容量等。

溶脹性：干樹脂浸入水中體積變大的現象，它與樹脂的交聯度、交換基團性能、周圍溶液電解質濃度等有關，如交聯度愈小，交換基團越易離解，溶脹率愈大。周圍電解質濃度愈高，由于滲透壓增大，雙電層被壓縮，溶脹率就愈小。

根據可交換離子水合半徑的大小，強酸性陽樹脂和強堿性陰樹脂，其溶脹率的大小順序為：H+>Na+>NH+4>K+>Ag+

OH－>HCO-3>CO-3->SO-4->Cl－

一般強酸性陰樹脂從Na+型變成NH+4型、強堿性陰樹脂從Cl-變成OH-型，其體積均會增加5%。由于樹脂具有溶脹性，因而在交換和再生過程中會發生漲縮現象，多次漲縮會使樹脂顆粒破裂，因此應盡可能加長樹脂工作時間，或減少再生次數，以延長其使用壽命。

離子交換樹脂的選擇性：對某種離子能優先交換的性能稱為離子交換選擇性。

水中離子所帶電荷越多，越易被離子交換樹脂所交換。

當離子所帶電荷相同時，原子序數越大，即離子水合半徑越大，則越易被離子交換樹脂所交換。

在弱酸陽樹脂或弱堿陰樹脂中，則上述順序正好相反。

交換容量：樹脂交換容量可分為總交換容量和工作交換容量。

總交換容量：單位質量或單位體積樹脂的交換總容量。

工作交換容量：樹脂在動態工作狀態下的交換容量，一般只有總容量的60%~70%。

離子交換樹脂的選擇原則

如何根據水中的溶解物質和處理后水質的要求，正確選擇離子交換樹脂，使樹脂在生產中發揮最大的效能，這是離子交換水處理工作的關鍵。一般可以按照以下幾方面進行選擇：

①選擇大容量，高強度樹脂

交換容量是離子交換樹脂的一項極為重要的指標。交換容量越大，同體積的樹脂所能交換吸附的離子就越多，處理的水量也越大。一般同類型樹脂中，弱型比強型交換容量大，可是機械強度一般較差。

另外，同類型的樹脂，由于樹脂的交聯度不同，交換容量也不相同。交聯度小的樹脂，交換容量大，交聯度大的樹脂，交換容量小。

②根據原水中需要除去的離子種類選擇

如果只需除去水中吸附性較強的離子，可選用弱酸性或弱堿性樹脂。例如對原水進行軟化時，如果其中的碳酸鹽硬度大，即可選擇弱酸性樹脂進行軟化。

但是，當必須除去原水中吸附性能比較弱的陽離子或陰離子時，用弱酸或弱堿樹脂就較困難，甚至不能進行交換反應。此時必須選用強酸性或強堿性樹脂。

所以在處理高硬度或高鹽分的水質時，先進行弱酸性樹脂處理，再用強酸性樹脂進行處理，更為經濟合理。

離子交換水處理裝置

離子交換器的結構：一般的離子交換器具有鍋形底及圓筒形的頂，其筒體的長度與直徑之比值為2~3，筒體用不銹鋼板卷焊而成，上、下部都設有人孔。筒體中部開有視鏡孔，以觀察反洗強度、樹脂層表面污染情況和耗損，筒體底部開有樹脂裝卸孔。進水管安在筒體頂部。為使原水分布均勻，在出口處一般安有擋板分配裝置。樹脂層高度占筒體高度的50％~70％，不能裝滿，以備反洗時樹脂層膨脹。在樹脂層上面是再生液分配器，它與樹脂層接近，以便在再生時保持再生液濃度，有利于提高再生效率。排水管安在筒體底部，通過多孔板集水后排出。

固定床離子交換器

單床是固定床中最簡單的一種方式。

多床是同一種離子交換劑，兩個單床串聯的方式。當單床處理水質達不到要求時可采用多床。

復床是兩種不同的離子交換劑的交換器的串聯方式。

混合床是將陰陽離子交換樹脂置于同一柱內，相當于很多級陰陽離子柱串聯起來。處理水質量較高。

多層床是在一個交換柱中裝有兩種樹脂，上下分層不混合。

連續式離子交換，可分移動床式和流動床式。

移動床：交換劑裝于交換塔中。原水從下部流入，軟水從塔上部流出。這樣自下而上的流動，交換一定時間后停止交換，將交換塔中一定容量的失效交換劑送至現再生塔中還原。同時從清洗塔向交換塔上部補充相同容積的已還原清洗的交換劑，因交換塔上面始終有剛加入的新交換層，故出水水質穩定。

流動床：流動床是完全連續工作的，它在進行交換的同時不斷從交換塔內向外輸送需更換的離子交換劑，并且不斷向交換塔內輸送再生后的交換劑。

單元裝置的工作特性

Ⅰ.陽離子交換柱

因為陽離子交換樹脂的交換能力大于陰離子交換樹脂，故一般作為第一級交換處理。對水中陽離子交換能力的順序為：Fe3+>Al3+>Mg2+>K+>Na+>Li+。陽柱出水pH值一般在2.4~4.5。

Ⅱ.陰離子交換柱

水中陰離子交換順序

對弱堿型陰樹脂：OH－>SO2－4>NO－3>PO－4>Cl－>HCO-3

對于強堿型陰樹脂：SO2－4>NO－3>OH－>HCO－3>HSiO－3

原水經陰離子交換柱，出水pH值為8~9.5。

Ⅲ.混合離子交換柱

將陽、陰樹脂按一定比例混合，放在同一交換柱內為混合柱。它具有水質高，出水速度快等優點。缺點是交換容量低，再生復雜，混合床出水pH值為7.0±0.2。

Ⅳ.脫碳器

為了減少陰離子交換柱負擔，經陽離子柱處理的酸性水，一般采用一個脫碳器并配合機械鼓風，使游離CO2逸出，從而減少水中碳酸鹽負離子含量，減輕陰離子樹脂柱的負擔。其反應式為：

HCO-3+H+H2CO3H2O+CO2↑

飲料用水離子交換處理方式

根據飲料用水除鹽要求，一般可采用復床或聯合床系統。在各種組合方式中，陽樹脂床需排在首位，不可顛倒。原因是由于水中的Ca2+、Mg2+如不經陽樹脂柱而進陰樹脂柱進行交換，交換下來的OH－和Ca2+、Mg2+生成沉淀包在陰樹脂的外面，影響其交換能力。

各種組合中，陽、陰樹脂的用量比例，可按下式計算

Ｗ陽／Ｗ陰＝Ｖ陰／Ｖ陽

式中Ｖ陽―陽樹脂交換容量

Ｖ陰―陰樹脂交換容量

Ｗ陽―陽樹脂用量

Ｗ陰―陰樹脂用量

離子交換樹脂的處理、轉型及再生

新樹脂往往混有可溶性的低聚物及夾雜在樹脂中間的懸浮物質，影響樹脂的交換反應。因此，使用前必須進行預處理。另外市售的陽樹脂多為Na型，陰樹脂多為Cl型，需分別用酸堿處理，將陽樹脂轉為H型，陰樹脂轉為OH型。

新的陽樹脂的處理和轉型：

水浸泡、沖洗→加等量7%HCl溶液浸泡→加等量8%NaOH溶液浸泡→加3~5倍7%HCl溶液浸泡，使陽離子轉為H型，去酸液，用去離子水洗至pH值3~4即可應用。

新的陰樹脂處理和轉型：

水浸泡、洗滌→加等量8%NaOH溶液浸泡→加等量7%HCl溶液浸泡→最后加入3~5倍8%NaOH溶液浸泡→用去離子水洗至pH值為8~9即可。

離子交換樹脂的再生

離子交換樹脂處理一定水量后，交換能力下降，通稱為樹脂“失效”或“老化”，須進行再生。其機理是水處理的逆反應。

用樹脂重量2~3倍的5%~7%HCl處理陽樹脂，用2~3倍的5%~8%NaOH溶液處理陰樹脂。然后用去離子水分別洗至pH值為3.0~4.0和8.0~9.0，使樹脂重新轉變為H型和OH型。

樹脂再生前應先進行反洗，沖洗至松動無結塊為止。其目的是除去停留在樹脂上的雜質，并排除樹脂中的氣泡，以利再生。

再生方法有順流再生和逆流再生，離子交換法處理的原水含鹽量過高時，須常再生，費物、費力、水質不穩。這時應在離子交換處理前作相應預處理，如凝聚、過濾、吸附或電滲析等。

3.電滲析

電滲析和反滲透是兩種常用于水處理的膜分離技術，前者在電場作用下，使水中的離子分別通過陰離子和陽離子交換膜，達到降低水中溶解的固形物的目的，后者利用施加一個大于原水滲透壓的壓力，使原水中的純水透過反滲透膜而將水中的溶解物質阻留，以達到純化水的目的。在使用這兩種方法時，原水須先經混凝、過濾等預處理，而反滲透法通常還需經過離子樹脂交換法除去部分離子，才能保證設備正常運行。

電滲析工作原理

電滲析水處理設備是利用離子交換膜和直流電場，根據異性相吸、同性相斥的原理，使原水中的電解質離子產生選擇性的遷移，從而達到凈化的目的。工作時，陽離子交換膜只允許陽離子通過，陰離子交換膜只允許陰離子通過。

進入淡室的水中離子，在直流電場作用下要作定向移動。陽離子要向陰極移動，透過陽離子交換膜進入濃室；陰離子要向陽極移動，透過陰離子交換膜進入濃室。因此，從淡室流出來的水中，陰、陽離子數都會減少，成為含鹽量降低的淡水。

進入濃室的水中離子，在直流電場作用下也要做定向移動。陽離子要移向陰極，但受陰離子交換膜的阻擋而留在室內；陰離子向陽極移動，受陽離子交換膜阻擋也留在室內。因此濃室中的陰、陽離子無法移除，同時淡室中的離子進入其中，離子數都比原水中的多，成為濃水。

電滲析器中的膜以陰離子膜、陽離子膜交替排列，因此形成眾多的淡水室和濃水室，將淡水室連接起來，工作時流出淡水；將濃水室連接起來，工作時流出濃水，實現水的軟化。

電滲析器工作一定時間后，調換正負極，離子的遷移方向發生改變。淡室變換為濃室，濃室變換為淡室。這樣可保持膜的透過性質，延長使用壽命。

電滲析器通電以后，兩端的電極表面上還有電化學反應發生。以含NaCl水溶液為例。反應如下：

在陽極：H2O??H++OH－

2OH--2e→［O］+H2OCl--e→［Cl］

↓↓

1/2O2↑1/2Cl2↑

在陰極：H++Cl-??HClH2O??H++OH－

2H++2e→H2↑Na++OH－??NaOH

在陽極室，由于OH－減少，極水呈酸性，并產生性質非常活潑的初生態氧和氯，這些都會對電極造成強烈的腐蝕。所以一定要考慮電極材料的耐腐蝕性。

在陰極室，由于H+減少，極水呈堿性，當極水中有Ca2+、Mg2+和HCO-3等離子時，則與OH－生成CaCO3和Mg2等水垢，結集在陰極上，同時陰極室還有氫氣排出。

靠近電極的極室需要通入極水，以便不斷排除電解過程的反應產物，保證電滲析器的正常安全運行。陰極室和陽極室的流出液中，分別含有堿或酸和氣體，因為濃度很低，一般廢棄不用。

考慮到陰離子交換膜容易損壞并防止Cl－離子透過進入陽極室，所以在陽極附近一般不用陰離子交換膜，而應用一張陽離子交換膜或一張抗氧化膜。

電滲析器的結構

電滲析器有立式和臥式兩種形式。電滲析的基本部件包括：濃淡水室的隔板、離子交換膜、電極、水隔板、壓緊裝置等。

隔板：隔板放在陰陽離子交換膜之間，作為水流通道，隔開兩膜。

離子交換膜：它是一種由具有離子交換性能的高分子材料的薄膜。按其透過性能分為陽離子交換膜和陰離子交換膜。能透過陽離子的稱陽離子交換膜；能透過陰離子的稱陰離子交換膜。

目前常用的陽離子交換膜為磺酸基型，結構式為R-SO-3-H+，在水中離解成R－SO-3，帶負電荷，吸收水中的正離子，并讓其通過該膜，而阻止負離子通過。陰離子為季胺基型，即R－N+3－OH－，在水中離解成R－N+3，帶正電荷，吸收水中的負離子并讓其通過，而阻止正離子通過該膜。實際上，膜只有處于電場中，游離的小基團解離，膜上才會形成大量帶電基團，陽膜K為正電場，陰膜A為負電場，依據靜電效應原理選擇性吸附離子；膜內彎曲的孔隙作為水合離子遷移的通道，亦即膜對溶解離子具有傳遞遷移能力，實現水的純化。帶電粒子的遷移依賴于基團電荷、孔隙和外加電場。

必須注意：離子交換膜的作用并不是起離子交換的作用，而是起離子選擇性透過作用。

電極：電極通電后形成外電場，使水層中的離子定向遷移。電極的質量直接影響電滲析效果。常用的陽極必須采用耐腐蝕材料，如石墨、鉛、二氧化鉛等；陰極多用不銹鋼。

極框：極框用來保持電極與離子交換膜間的距離，分別位于陰、陽極的內側，從而構成陰極室和陽極室，是極水的通道。

壓緊裝置：把交替排列的膜堆和極區壓緊，使組裝后不漏水，一般使用不銹鋼板。

水垢的形成和去垢方法

電滲析器運行中，濃水室一側的陰離子交換膜和陽離子交換膜面上會出現結垢現象，它們的存在將減少離子交換膜的有效使用面積，增加膜的電阻，加大電能消耗及降低膜的使用壽命。除垢方法：

倒換電極：由于電場方向改變，水合粒子通過膜的方向發生改變，可使已生成的沉積物消除。倒換時間一般為3~8h，即每運行3～8h后，調換正負極。

定期酸洗：采用濃度不超過3%的鹽酸定期酸洗，周期視結垢情況而定。酸洗操作時間為2~3小時，使pH值達3~4。

堿洗：當水中離子交換含有機雜質或油污時，在陰離子交換膜的淡水室一側析出沉淀物，造成陰膜污染，可用0.1molNaOH溶液清洗。

電滲析器對原水水質的要求

如果原水中懸浮物較多，會造成隔板中沉淀結垢，增加阻力，降低流量，所以原水水質應控制符合下列要求：

渾濁度宜小于2mg/L，以避免影響膜的壽命；化學耗氧量不得超過3mg/L，以避免水中有機物對膜的污染；游離性余氯不得大于0.3mg/L，以避免余氯對膜的氧化作用；鐵含量不得大于0.3mg/L，錳含量不得大于0.1mg/L；色度<20度；含有機物耗氧量：2~3mg/L。非電解雜質少；水溫應亦4~40℃范圍內。

如果水質污染較嚴重，不符合上述條件，就不能直接用電滲析法處理，應配合適當預處理，如混凝、過濾、殺菌等，除去雜質，再用電滲析，才能收到良好效果。

4.反滲透

反滲透原理

通常把只透過溶劑而不透過溶質的膜稱為半透膜。

在一個容器中用一層半透膜把容器隔成兩部分，一邊注入淡水，另一邊注入鹽水，并使兩邊液位相等，這時淡水會自然地透過半透膜至鹽水一側，這種現象稱為滲透。鹽水的液面達到某一高度后，產生一定壓力，抑制了淡水進一步向鹽水一側滲透。達到平衡時的壓力，即為該溶液的滲透壓。

如果在鹽水一側加上一個大于滲透壓的壓力，鹽水中的水分就會從鹽水一側透過半透膜至淡水一側，這一現象就稱為反滲透。

反滲透膜

膜的種類反滲透能否得到實際應用，關鍵是半透膜。目前常用的反滲透膜有：

①醋酸纖維素膜：CA膜是以高氯酸鎂Mg2和水為溶脹劑，加到以丙酮為溶劑的醋酸纖維素溶液中，將制得的鑄膜液在玻璃上刮成膜。

②芳香聚酰胺纖維膜：主要原料為芳香聚酰胺，芳香聚酰胺－酰肼以及其他一些含氮芳香聚合物。它具有良好的透水性能，較高的脫鹽率，優越的機械強度和化學穩定性，耐壓實，能在pH值8~10范圍內使用。

反滲透器按其膜的形態分為平板式、管式和螺旋卷式、中空纖維式等。

透水率：單位時間內通過單位膜面積的水的體積流量。對于特定的膜而言，水量大小取決于膜的物理特性和系統特性。

脫鹽率：表示溶質的截留百分率，與此對應的是“透鹽率”，即鹽通過膜的速率。

抗壓實性：由于操作壓力和溫度等原因而引起膜的壓實作用，從而導致透水率不斷下降。因此要求膜壓實系數小，抗壓實性強。

反滲透膜的脫鹽機理

科學研究上，對反滲透膜的脫鹽機理研究很多，產生了多種理論。2種較為公認的機理介紹如下。

①氫鍵理論：醋酸纖維素是一種具有高度矩陣結構的聚合物，鹽水中的水分子能與纖維膜上的極性基團形成氫鍵。在反滲透壓力作用下，以氫鍵結合進入膜內的水分子由第一個氫鍵位置斷裂而轉移到另一個位置形成另一個氫鍵，這些水分子通過一連串的氫鍵形成—斷開過程，依次從一個極性基團移到下一個極性基團，直至離開表面層，進入膜的多孔層。此即為脫鹽淡水的形成過程。

②選擇吸附—毛細管流理論：該理論把反滲透膜看作一種微細多孔結構物質，它有選擇性吸附水分子而排斥溶質分子的化學特性；當水溶液同膜接觸時，膜表面優先吸附水分子，在界面上形成一層不含溶質的純水分子層，其厚度視界面性質而異，或為單分子層或為多分子層；在外壓作用下，界面水層在膜孔內產生毛細管流連續地透過膜。

反滲透裝置及其流程

反滲透器的構造型式主要有板框式、管式、螺旋卷式和中空纖維式等4種。

反滲透器的工藝流程通常采用一級、一級多段、二級、多級等反滲透。

水的消毒

消毒是指殺滅水里面的致病菌，防止因水中的致病菌導致消費者產生疾病。消毒并非將所有微生物全部殺滅。

水的消毒方法很多，而目前國內外常用的是：氯消毒、臭氧消毒、紫外線消毒等。