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1、直饮水处理工艺比较一.法国CARTIS水处理技术1Cartis 水处理技术的净化原理 主要是将活性炭的吸附能力与银的抗菌性进行最佳的结合。（1）活性炭是一种良好的吸附剂，它具有物理吸附和化学吸附的双重特性，可以有选择的 吸附气相、液相中的各种物质，以达到脱色精制、消毒除臭和去污提纯等目的。（2）银是一种能够杀死 500 多种细菌的金属，美国圣路易大学的 Harry.Margrat 博士曾说 过：银是目前全世界最好的病菌对抗者。它的杀菌原理是：1. 接触反应：银离子穿透细胞壁进入细胞内，并与巯基-SH）反应，使蛋白质凝固，破坏 细胞合成酶的活性，细胞丧失分裂增殖能力而死亡。银离子还能破坏微生物电
2、子传输系统、 呼吸系统和物质传输系统。当菌体失去活性后，银离子又会从菌体中游离出来，重复进行杀 菌活动，因此 其抗菌效果持久。其机理如下：SH酶 + 2Ag+SHSAg酶+ 2H+SAg2. 是催化反应：银离子能起到一定的催化作用，激活和空气中的氧，产生活性氧离子，活 性氧离子具有很强的氧化能力，能在短时间内破坏细菌的增殖能力而使细胞死亡，从而达到 抗菌的目的。总结：通过等离子体技术将银共价健的原子形式牢固地结合在活性碳表面上：a优化了活性 碳的吸附能力，使活性碳的吸附能力大大增强，能够吸附水中的多种有害物质，如余氯、有 机物等，同时大部分有益矿物质得以保留；b改变了原有的化学浸润法镀银，使银
3、更紧密、 更均匀的和活性炭结合起来。增强了其杀菌能力和安全性；c电磁场作用和银的催化作用， 能够形成“活性离子氧”和“氢氧自由基”，使处理后的水带有弱碱性同时含有大量的溶解 氧，而且能够切断大分子团的水，形成新的小分子团活性水，由于微磁场和溶解氧的存在， 就能起到阻垢和持续抑菌的作用。2. CARTIS（卡提斯）核心技术的主要功效袴誌矿砾如图所示每克CARTIS（卡提斯）粉末过滤介质的表面积相当于1500-2000 的足球场， 如同超级海绵，不但能有效吸附水中溶解化合物（余氯）、重金属、细菌残体；而且自身具 有抗细菌污染能力，长期使用也不会有细菌滋生问题。保证使用的安全。CARTIS（卡提斯）
4、 过滤介质能在最大限度的保留水中对人体有益的矿物质，如钙、镁离子的条件下，有效改变 水垢形态，使之易于清除；减少结硬垢现象，保证用水设备的使用功效和安全，延长使用寿 命。CARTIS（卡提斯）过滤介质处理过的水：具有一种高能量的微电磁场驻留在水中，能长期 持续灭菌，并能有效抑制藻类菌生长，使饮用水保鲜贮存。并且水中溶解氧增加20%30%, 有益于人体健康。而这些功效地获得，都得益于全新CARTIS（卡提斯）技术的物理作用，使 饮用水天然活性，符合国际上优质健康饮用水的最新理念。优点：1。杀菌除藻和去除有害物质如余氯、有机物、重金属等。2.保留矿物质。3增加溶解氧20-30%。4.产生驻留磁场和
5、溶解氧持续抑菌。5水质呈小分子团、弱碱性。6.减少钙镁离子的结合，有效改变水垢形态，减少结垢。二.膜处理法1. 膜处理技术的分类及特点 膜法分离技术一般可以分为四类：微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）和反渗透（R0）, 它们的过滤精度按照以上顺序越来越高。（1）微滤能截留0.1T微米之间的颗粒，微滤膜允许大分子有机物和溶解性固体（无机盐）等通过，但能阻挡住悬浮物、细菌、部分病毒及大尺寸的胶体透过，微滤膜两侧的运行压差（有效推动力）一般为0.7bar。（2）超滤能截留0.002-0.1微米之间的颗粒和杂质，超滤膜允许小分子物质和溶解性固 体（无机盐）等通过，但将有效阻挡住胶体、蛋白质、微生
6、物和大分子有机物，用 于表征超滤膜的切割分子量一般介于1, 000-100, 000之间，超滤膜两侧的运行压 差一般为17bar。（3）纳滤，它因能截留物质的大小约为1纳米（0.001微米）而得名，纳滤的操作区间 介于超滤和反渗透之间，它截留有机物的分子量大约为200-400左右，截留溶解性 盐的能力为20-98%之间，对单价阴离子盐溶液的脱除率低于高价阴离子盐溶液，如 氯化钠及氯化钙的脱除率为20-80%，而硫酸镁及硫酸钠的脱除率为90-98%。纳滤膜 一般用于去除地表水的有机物和色度，脱除井水的硬度及放射性镭，部分去除溶解 性盐，浓缩食品以及分离药品中的有用物质等，纳滤膜两侧运行压差一般为
7、 3.5T6bar。（4）反渗透是最精密的膜法液体分离技术，它能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的 有机物，但允许水分子透过，醋酸纤维素反渗透膜脱盐率一般可大于95%，反渗透 复合膜脱盐率一般大于98%。它们广泛用于海水及苦咸水淡化,、锅炉给水、工业纯 水以及电子级超纯水制备，饮用纯净水生产，废水处理及特种分离等过程，在离子 交换前使用反渗透可大幅度降低操作费用和废水排放量。反渗透膜两侧的运行压差 当进水为苦咸水时一般大于5bar，当进水为海水时，一般低于84bar。2. 反渗透和纳滤原理。反潯透法禅遇反衢3（1）渗透是指溶液中的溶剂（水分子）自发地透过半透膜（反渗透或纳滤膜）进入浓溶液（浓
8、 水）侧的溶剂（水分子）流动现象。（2）渗透压定义为某溶液在自然渗透的过程中，浓溶液侧液面不断升高，稀溶液侧液面不断降低， 直到两侧形成的水柱压力抵消了溶剂分子的迁移，溶液两侧的液面不再变化，渗透过 程达到平衡点，此时的液柱高差称为该浓溶液的渗透压。（3）反渗透原理即在进水（浓溶液）侧施加操作压力以克服自然渗透压，当高于自然渗透压的操作压 力施加于浓溶液侧时，水分子自然渗透的流动方向就会逆转，进水（浓溶液）中的水 分子部分通过膜成为稀溶液侧的净化产水。（4）纳滤原理纳滤与反渗透没有明显的界限。纳滤膜对溶解性盐或溶质不是完美的阻挡层，这些溶 质透过纳滤膜的高低取决于盐份或溶质及纳滤膜的种类，透过
9、率越低，纳滤膜两侧的 渗透压越高，也就越接近反渗透过程。处理工艺过程如下图所示结论：膜处理法是目前比较常见的水处理工艺，可以根据对水纯度的实际要求来选用适当的 膜，而反渗透膜是目前脱盐和制纯水最好的方法之一。但膜处理法会产生大量的浓水，只能 做中水或者再处理。而且，虽然反渗透膜的脱盐率很高，但是有些离子会对膜造成伤害，使 其寿命和效率降低，所以通常会在反渗透处理前加一些其他的预处理方法，如活性碳等。三离子交换处理法离子交换作为软化、除盐技术，广泛应用于：食品、饮料、酿酒、医药、电子、化工 等行业用软化水、纯水、超纯水的制备、在工业用水中的重金属离子的回收处理及应用以及 海水、苦碱水的淡化利用。
10、离子交换法是以圆球形树脂（离子交换树脂）过滤原水，水中的离子会与固定在树脂上 的离子交换。常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。硬水软化主要是用在反 渗透（RO）处理之前，先将水质硬度降低的一种前处理程序。软化机里面的球状树脂，以两 个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。离子交换树脂利用氢离子交换阳离子，而以氢氧根离子交换阴离子；以包含磺酸根的 苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂会以氢离子交换碰到的各种阳离子（例如Na+、 Ca2+、A13+）。同样的，以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换 碰到的各种阴离子（如Cl-）。从阳离子交换树脂释出的氢离子与
11、从阴离子交换树脂释出的氢 氧根离子相结合后生成纯水。阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中，分成所谓的阴离子交换床和 阳离子交换床。也可以将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂混在一起，置于同一个离子交换 床中。不论是那一种形式，当树脂与水中带电荷的杂质交换完树脂上的氢离子及或）氢氧根 离子，就必须进行“再生”再生的程序恰与纯化的程序相反，利用氢离子及氢氧根离子进 行再生，交换附着在离子交换树脂上的杂质。若将离子交换法与其他纯化水质方法（例如反渗透法、过滤法和活性碳吸附法）组合应 用时，则离子交换法在整个纯化系统中，将扮演非常重要的一个部分。离子交换法能有效的 去除离子，却无法有效的去除大
12、部分的有机物或微生物。而微生物可附着在树脂上，并以树 脂作为培养基，使得微生物可快速生长并产生热源。因此，需配合其他的纯化方法设计使用。1离子交换原理离子交换是指在固体颗粒和液体之间的界面上发生的离子交换过程一般指水溶液 通过树脂时所发生的固一液间离子相互交换的过程。在水处理中最常见的离子交换反应是水 的软化、除盐及去除或回收废水中重金属离子等。混床示意:(1) 软化：组成水质硬度成分的Ca2+、Mg2+等离子，与交换剂上的Na+离子进行交换，水中 钙、镁离子被钠离子所取代,从而获得水质软化。2RNa+Ca2+(Mg2+) RCa(Mg)+2Na+式中：R代表离子交换的母体(骨架)(2) 除盐
13、:水中各种无机盐类电离生成的阳、阴离子，经过氢型离子交换剂时，水中的阳离 子被氢离子所取代，经过氢氧型离子交换剂时，水中阴离子被氢氧根离子所取代，进入水中的 氢根与氢氧根离子组成水分(H2O)，或者在经过混合离子交换剂时，阳、阴离子交换几乎同时 被氢离子和氢氧离子所取代生成水分子，从而去除水中无机盐类。2RH+Na+RNa+H+2R0H+C1-RCl+OH- H+OH-H2O2.结论：离子交换法是一种化学处理方法，普通的离子交换只是是降低水的硬度，而H+或 0H-型离子交换树脂虽然除去了水中的盐，但是却对水的ph值有很大的影响，因此，大多用 于工业生产而不适于饮用。四活性碳处理法活性炭是一种非
14、常优良的吸附剂，它是利用木炭、各种果壳和优质煤等作为原料，通过 物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。它具有物理吸附和化学吸附的双重特性，可以有选择的吸附气相、液相中的各种 物质，以达到脱色精制、消毒除臭和去污提纯等目的。活性碳的应用非常广，空气净化、脱 臭脱色、水质净化等，但活性碳的吸附能力是有限的，所以通常只是用其做预处理。ifl水就閒片问診龄的无规悴牌龄的打揖悼活性碳吸附活性炭的吸附原理是：在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度，再把有机物质杂质吸附到活 性炭颗粒内，使用初期的吸附效果很高。吸附是由于吸附剂和吸附质分子间的作用力引起的， 这
15、些作用力分为两大类-物理作用力和化学作用力，它们分别引起物理吸附和化学吸附。 物理吸附是可逆过程，只能暂时阻挡污染而不能消除污染。而化学吸附是不可逆的过程，是 挥发性物质的分子与吸附剂起化学反应而生成非挥发性的物质，这种机理可使得低沸点的物 质如甲醛被吸附掉。活性碳是最常用的吸附剂，它对许多VOCs都是很有效的，化学吸附去 除氯，有机吸附除去可溶性有机物。因为反渗透膜对氯和可溶性有机物比较敏感，所以碳柱 常放在RO膜前去除这些物质。但时间一长，活性炭的吸附能力会不同程度地减弱，吸附效 果也随之下降。如果水箱中水质混浊，水中有机物含量高，活性炭很快就会丧失过滤功能。 所以，活性炭应定期清洗或更换。五.KDF滤料法一、凯得菲KDF的作用及作用机理：凯得菲KDF是高纯度的铜，锌颗粒，通过电化学氧化一还原（电子转移）进行水处理 工作，它可以清除水中高达9 9%的氯和水溶铅、汞、镍、铬与其它可溶解金属。对控制细 菌，真菌，污垢，水藻的滋生也有一定效果。被用于预处理，主处理与废水处理设备。大辐 度延长了系统寿命，减少了重金属，微生物，污垢，降低了总费用，减少了维护。（1）去除氧化剂（余氯）KDF有良好的还原性，能去除水中的氧化剂，例如余氯。Zn+HOCl+H2O+2e-Zn2 + +C1 H 2OH 水中其他的氧化剂，如臭氧、溴、碘等与凯得菲 KDF 接触后也能进行氧化还原反应。(2)
