水处理知识大总结（从八个方面全面解析）

名词解释篇

原水
原水，即未经任何处理的天然水或城市的自来水，也常被称作生水。

澄清水
澄清水，是指通过去除原水中的悬浮杂质而得到的水。

除盐水
除盐水，是经过蒸馏、电渗析、反渗透、离子交换等方法处理，将水中的阳、阴离子基本去除或降低到一定程度的水。

浊度
浊度，是衡量水中悬浮物含量的指标，单位为NTU。浑浊度越高，说明水中悬浮物越多，可能受到的污染也越严重。

絮凝剂
絮凝剂，是一种能引起胶粒产生凝结架桥而发生絮凝作用的药剂。在污水处理中常用于加速悬浮物的沉淀。

总碱度与酸度
总碱度，是指水中能与强酸发生中和反应的物质总量；而酸度，则是指水中能与强碱发生中和反应的物质总量。这两个指标共同反映了水的酸碱平衡状况。

硬度
硬度，是衡量水中钙、镁离子含量的指标，这些离子容易与水中的其他物质结合形成沉淀物。

电导率与电阻率
电导率，是在一定温度下，溶液的导电能力，常用于间接表示水中溶解盐的含量；而电阻率，则是反映水的导电能力的一个指标，与电导率互为倒数关系。

TDS（溶解性总固体）
TDS（溶解性总固体），是衡量水中离子含量的一个指标，单位为ppm或mg/l。它可以通过TDS仪进行测量，与电导率之间存在一定的对应关系。

PH值
PH值，是衡量水溶液酸碱度的指标，其数值范围在0-14之间。不同的PH值对水的性质和用途有着重要影响。
pH值：表示水中氢离子浓度的负对数，反映酸碱平衡状况。pH值为0时，水为中性；小于0时，水呈酸性；大于0时，水呈碱性。

碱度：指水中能够接受氢离子与强酸发生中和反应的物质含量，主要来源于碳酸盐、碳酸氢盐和氢氧化物。

SDI：用于测量反渗透系统原水中悬浮固体数量的污染指数。

臭氧：一种高活性氧化剂和消毒剂，通过自然雷电或高压电荷产生，能有效杀灭细菌和病毒。

余氯：水经过加氯消毒后，接触一定时间后所余留的有效氯，用于保证水质安全。

总大肠杆菌数：衡量水中细菌含量的指标，反映水的卫生状况。

回收率：系统产出产品水的流量与进水流量的比值，体现系统效率。

脱盐率：反映膜性能的重要参数，表示一级RO膜系统对盐分的去除率。

含盐量：水中各种盐类含量的总和，也称为矿化度，影响水的口感和用途。

沉淀：废水处理中的技术方法，通过重力或化学反应使悬浮物从水中分离出来。

中水：经过一定处理后，达到一定水质标准，可用于非饮用水用途的水资源。
“中水”一词，在污水工程领域常被称为“再生水”，而在工厂方面则被称为“回用水”。其核心定义是指，经过城市污水或生活污水处理后，达到特定水质标准的非饮用水，可在限定范围内重复使用。再生水的水质介于饮用水与生活污水之间，因而得名中水。同时，供应这种水的系统被称作中水系统。
接下来，我们探讨几种与水处理相关的专业术语。首先是“有机物污染”，它主要来源于生活污水和工业废水，包括碳水化合物、蛋白质、氨基酸以及脂肪等天然和人工合成的有机物质。

另一重要概念是“浓差极化”，这在反渗透过程中经常出现。当膜表面盐类被浓缩，与进水中的盐类形成浓度差时，若浓水流量小或流速低，高浓度的盐类水无法及时被带走，便会在膜表面形成显著的浓度差，阻碍盐分的进一步扩散。

此外，“悬浮物（SS）”也是衡量水质的重要指标之一。它指的是悬浮在水中的固体物质，如不溶于水的无机物、有机物、泥砂、粘土以及微生物等。这些物质在水中含量的多少，直接反映了水体的污染程度。

再者，“曝气”是水处理中的一项关键技术。它通过将空气中的氧气转移到混合液中，为活性污泥等微生物提供必要的溶解氧，从而保障微生物在代谢过程中的需氧量。

另外，“生化需氧量（BOD）”和“化学需氧量（COD）”也是评价水质的重要参数。前者表示在特定条件下，微生物分解、氧化水中有机物所消耗的溶解氧量；而后者则是指在一定条件下，强氧化剂氧化废水中的有机物所消耗的氧量。这两种指标常被用来评估废水的可生化降解程度和有机物含量。

最后，“水锤”虽然在此并未详细解释，但也是水处理领域中一个不可忽视的现象。它主要指的是在管道系统中，由于流体速度的突然变化而产生的压力波动。这种波动可能会对管道系统造成损害，因此在实际操作中需要特别关注和防范。
水锤，又被称为水击，是在水或其他液体输送过程中出现的一种现象。当阀门突然开启或关闭、水泵突然停止工作，或者导叶骤然启闭时，流速会突然发生变化，同时伴随着压强的显著波动。

接下来，我们将探讨一些与水处理相关的专业术语。首先是吸附，这是一种利用多孔性固体来吸附废水中特定污染物的方法，旨在回收或去除某些污染物，从而净化废水。

另外，酶作为生物细胞中自制的催化剂，其基本成分是蛋白质。酶能够加速生物化学反应的速度。

污水则是指在生活和生产活动中排放的水，这些水往往受到不同程度的污染。污水处理的目标是采用各种技术和手段，将污水中的污染物质分离、去除或转化为无害物质，使水得到净化。

另一方面，污水回用是将经过二级处理和深度处理的污水或废水回用于生产系统或生活杂用。这种处理后的水也被称为再生水。

此外，水垢是在锅炉水中由于水质不良而生成的固态附着物，而水渣则是在炉水中呈悬浮状态或沉积在汽包、下联箱等处的固体物质和沉渣。它们在性质和去除方式上有所不同。

另外，铁、锰、铝等微量元素在水中也可能引发染色、结垢和异味等问题。这些元素在特定条件下会发生变化，对水质产生影响。因此，在分析水质时，有必要对这些元素的含量进行监测和分析。

最后，纯水和超纯水也是水处理领域中的重要概念。纯水经过处理去除了大部分的强电介质和弱电解质，而超纯水则更是进一步去除了更多的杂质和离子。这两种水的含盐量和电导率都达到了非常低的水平，适用于特定的应用场景。
超纯水，也被称为高纯水，是一种经过特殊处理的水，其导电介质几乎被完全去除，同时胶体物质、气体和有机物也被去除至极低水平。其含盐量严格控制在1mg/L以下，电导率则小于1μs/cm。除了这些严格的指标，纯水和超纯水还对水中各种金属离子、有机物、微粒以及微生物的数量有着明确的要求。

蒸馏水则是通过将原水加热汽化，再将蒸汽冷凝而成。其电导率通常约为10μs/cm。经过多次蒸馏，电导率可以降至非常低的水平，如0μs/cm左右。

阻垢剂是一种能够分散水中难溶性无机盐、防止或干扰这些盐在金属表面沉淀结垢的药剂，它对于维持金属设备的良好传热效果至关重要。

离子交换树脂是一种带有官能团的高分子化合物，具有网状结构且不溶于水。它通常呈球形颗粒状，是离子交换过程中的关键物质。

离子则是原子通过得失电子达到稳定结构后形成的带电粒子。在化学反应中，金属原子会失去电子，而非金属原子则获得电子，从而形成带电的离子。这些离子通过静电作用结合成不带电的化合物，与分子和原子一同构成物质。

此外，产水量是反渗透系统的一个重要指标，表示单位时间内透过膜的水量，通常以吨/小时或加仑/天为单位进行衡量。而EDI则是另一种重要的水处理技术。
EDI（Electrodeionization），即连续电除盐技术，是在20世纪90年代逐渐崭露头角的一种创新超纯水制备工艺。这一技术巧妙地将电渗析与离子交换结合起来，利用阴阳离子交换膜对特定离子的选择透过性，以及离子交换树脂对离子的交换作用，在直流电场的作用下实现离子向浓水室的定向迁移。这一过程不仅完成了对水的深度除盐，生产出超纯水，同时，水分子在电解过程中产生的氢离子和氢氧根离子还对树脂进行了再生，从而省去了传统的酸碱化学再生步骤。
接下来，我们将深入探讨纯水制备的基础工艺。首先是粗滤，这是一种机械过滤方式，旨在去除水中的悬浮物、胶体、浊度、色度以及异味等杂质。常用的粗滤设备包括澄清池、快滤池、砂滤池等。其次，精滤则采用特殊材料制成的滤膜，以实现高精度的过滤。微滤膜和滤芯过滤是精滤的常见形式。另外，超过滤也是一种重要的膜过滤技术，它能够去除大分子、胶体以及细菌等杂质，但其主要功能并非除盐。超滤膜的孔径大约在002-1微米范围内，通过流体切向流动和压力驱动的方式，根据分子量大小来分离颗粒。最后，反渗透技术则是通过反渗透膜来实现对水的进一步纯化。
反渗透技术，简称RO，自20世纪60年代问世以来，已成为一种重要的膜分离技术。其原理在于，原水在高压环境下通过反渗透膜，使得水中的溶剂由高浓度向低浓度扩散，从而实现分离、提纯和浓缩的目的。由于这一过程与自然界的渗透方向相反，因此得名反渗透。该技术能有效去除水中的细菌、病毒、胶体、有机物以及98%以上的溶解性盐类。其运行费用低廉，操作简便，自动化程度高，且出水水质稳定，相较于传统水处理方法具有显著优势，被广泛应用于各行业的水处理领域。

反渗透技术属于物理除盐方法，具有诸多传统水处理方法所无法比拟的优点。例如，在室温条件下，它通过无相变的物理方式去除含盐给水中的杂质，超薄复合膜元件的除盐率可高达5%以上，同时去除水中的胶体、有机物、细菌和病毒等。此外，反渗透仅依靠水的压力作为驱动力，能耗低；无需大量化学药剂和酸碱再生处理，无化学废液排放，环保无污染；装置可连续运行制水，系统简单易操作，产品水水质稳定；且自动化程度高，运行维护和设备维护工作量少。此外，该技术还适应于较大范围的原水水质，既可用于苦咸水、海水甚至污水处理，也适用于低含盐量的淡水处理。

另一方面，离子交换技术也是纯水制备的重要手段。水中各种无机盐类电离生成的阳、阴离子，在经过氢型离子交换剂层时，阳离子会被氢离子取代，从而实现阳床的除盐；同理，在经过OH-型离子交换剂层时，阴离子会被OH-离子取代，实现阴床的除盐。
混床技术是一种将阳、阴离子交换树脂按一定比例混合装填在同一个交换柱内的离子交换装置。这种装置中的树脂层均匀混合，阳树脂与阴树脂紧密交错排列，类似于一组组的复床。因此，混床可以被视为无数组复床的串联运行。在混合离子交换的过程中，进入水中的氢离子与氢氧离子会立即反应生成电离度很低的水分子，从而减少了阳离子或阴离子交换时的反离子形成，使得交换反应能够更加彻底。因此，混床的出水水质要优于仅由阳、阴离子交换串联组成的复床所能达到的水质，能够制取出纯度相当高的成品水。

EDI技术则是结合了电渗析和离子交换的除盐新工艺。它利用电渗析产生的电场和离子交换的原理，同时兼具了两者各自的优点。EDI设备无需使用化学药品进行再生，而是通过电离产生的H+和OH-来达到再生树脂的目的。这种技术对进水的要求较高，通常需要是反渗透产水或相当水质的水源。EDI技术具有连续生产合格超纯水、无需化学药品再生、结构紧凑、占地面积小、制水成本低以及操作简单等优点。

在水处理领域，常用的超滤膜、反渗透膜和EDI的生产商包括美国KOCH、荷兰诺瑞特、美国海德能、美国DOW等知名品牌。而对于不同的原水类型，如地下水、自来水和地表水，也需要采用不同的水处理工艺。例如，对于原水为地下水的情况，通常需要经过砂滤器、精密过滤器、反渗透和混床或EDI等处理步骤；而对于原水为自来水的情况，则可能需要经过砂滤器、活性碳过滤器、精密过滤器、RO和混床或EDI等处理环节。对于原水为地表水的情况，则通常需要经过多介质过滤器、活性碳过滤器、精密过滤器、RO和混床或EDI等更为复杂的水处理流程。
多介质过滤器（或其他类型过滤器）+超滤+精密过滤器+RO+混床或EDI

盘式过滤器+超滤+精密过滤器+RO+混床或EDI

水处理工程中常用的管道材质

碳钢管：主要用于原水进水管路。
UPVC管：在管径小于DN150的场合表现优异，安装便捷。
不锈钢管：适用于有特殊要求的场合，如医药行业的小系统。
钢衬胶或塑管：在大工程中表现出色，使用可靠，但施工稍显复杂。

纯水的多元应用

纯水和超纯水在电厂、电子、医药和化工等多个行业发挥着关键作用。通过膜过滤和离子交换技术，这些行业能够有效地去除水中的有害离子，确保生产和生活用水安全。

针对不同水质要求的工艺选择

当产水电导率要求在1020μs/cm时，通常采用RO预处理结合一级反渗透工艺（适用于化工行业）。
若产水电导率需达到29μs/cm，则可选择RO预处理后采用二级反渗透工艺（适用于医药和化工行业），或进一步结合软化、一级反渗透和EDI技术（同样适用于医药和化工行业）。
对于产水电导率小于22μs/cm的超纯水需求，工艺流程通常更为复杂，可能涉及RO预处理、软化、一级反渗透以及EDI等多重技术环节。
产水电导率小于22μs/cm时，工艺流程通常包括RO预处理、一级反渗透和混床处理，以确保产水电阻达到513 MΩ.cm的范围。若产水电阻需进一步提升至1317 MΩ.cm，则需在原有基础上加入软化、EDI或混床等处理环节。当产水电阻高达18 MΩ.cm时，则需采用更为复杂的工艺，包括RO预处理、二级反渗透、EDI、混床、杀菌和氮封等步骤，以确保纯水的高质量产出。
此外，纯水处理过程中还面临诸多挑战，如降低酸碱耗、解析胶体稳定性、使用助凝剂以及理解混凝的基本概念和影响因素等。这些问题的有效解决，对于确保纯水处理的质量和效率至关重要。
3) 水的温度对混凝过程的影响不可忽视。在低温环境下，水的粘度增大，导致水解速度减慢，进而影响絮粒的形成和沉淀效果。
4) 水中杂质的性质和浓度对混凝效果产生直接影响。不同性质和浓度的杂质会影响混凝剂的选择和用量，从而决定混凝的效果。

接下来，我们探讨几个与纯水处理相关的具体问题：

6. 碳酸化合物在水中存在的形式与pH值密切相关。当pH值低于3时，水中主要存在的是游离的CO2；而当pH值在3至4之间时，HCO3-是主要存在形式；当pH值高于4时，水中则不存在CO2。

7. 锅炉内水处理的目的旨在防止锅炉及其附属系统在运行过程中积聚沉积物和遭受腐蚀，同时确保蒸汽质量，减少汽轮机部件的结垢和腐蚀，并优化经济效益。

8. 离心泵通过叶轮的旋转产生离心力来工作。在启动前，必须确保泵壳和吸水管充满水。启动后，叶轮带动水作高速旋转，离心力的作用使水甩向叶轮外缘，并经涡形泵壳流道压入水管。同时，叶轮中心处的真空吸引吸水池中的水进入叶轮，形成连续输水。

9. 锅炉的排污方式包括连续排污和定期排污。连续排污旨在防止炉水中的含盐量和含硅量过高，通过不断排出细小或悬浮的水渣来实现；而定期排污则主要排出水渣，一般设在循环系统的底端，并在低负荷时进行。

10. 树脂的再生是指通过酸、碱或盐的处理，使失去交换离子能力的树脂恢复其交换能力的过程。这一过程对于保证树脂的长期使用效果至关重要。

11. 影响树脂工作交换容量的主要因素包括进水中水质的质量和交换终点的控制指标。这些因素直接影响树脂的交换效率和寿命。
    (3) 树脂层的高度；
    (4) 水温及水流速度；
    (5) 交换剂再生的效果；
    (6) 树脂本身的性能。

接下来，我们继续探讨与树脂相关的几个问题：

树脂的化学性质包括哪些？

1. 离子交换反应的可逆性，例如：RH与Na+交换生成RNa和H+。
2. 酸碱性，树脂在交换过程中会表现出酸碱性质，如ROH与R+O H-的反应。
3. 选择性，树脂对不同离子的吸附能力有所差异。
4. 树脂交换能力的大小，不同种类的树脂对各种离子的交换能力不同。

混床的工作原理是什么？
混床是一种特殊的离子交换设备，它在一个交换期内同时装填了阴阳两种树脂。这种设备在一个交换器内就能完成阴阳离子的交换反应，生成的H+和OH-离子结合成水，从而消除了离子交换反应中的反离子作用，使得交换反应能够更彻底地进行，最终产出精制纯水。

混床树脂可能面临哪些污染问题？

1. 悬浮物污染，这主要影响阳树脂，因此需要加强生水的预处理。
2. 有机物污染，这主要发生在强碱阳树脂上，需要采用特定的复苏方法进行处理。
3. 重金属离子铁污染，这多发生在阴树脂中，需要加强管道和设备的防锈蚀措施，并增加除铁措施。

造成RO膜性能下降的原因有哪些？

1. 膜本身的化学变化，如水解、游离氯和活性氯的氧化干扰。
2. 膜本身的物理变化，如压密化导致透水率下降，以及结垢、微生物和固体颗粒在膜表面或膜内的污染堵塞。

启动计量泵时需要注意什么？
在启动计量泵前，需要检查计量箱的液位、泵的出口阀和加药部分入口线是否处于正常状态，并确认加药是否正常。只有在所有检查都无误后，才能启动加药泵。

保安过滤器的工艺原理是什么？
就是利用5um孔隙pp滤芯进行的机械过滤，使水中残存的微量悬浮颗粒、胶体微生物等，被截留或吸附在滤芯表面和空隙中。随着制水时间的增长，滤芯固截物使其阻力上升，当进出口压差增加到1MPa时，应更换；过滤器的滤元是可更换的卡式滤棒。

如何防止RO膜的结垢？

为防止RO膜结垢，需做好原水预处理，确保SOI＜4，并加杀菌剂以防微生物滋生。运行中应维持适宜的工作压力，避免膜压实。同时，保持浓水的絮流状态，减轻膜表面浓差极化，防止难溶盐在膜面析出。停运时，短期加药冲洗，长期则用CH2O保护液保护。若RO产水明显减小或含盐量增高，可能表面结垢或污染，需进行化学清洗。

混床反洗的定义、条件与目的？

混床树脂失效后，采用与制水方向相反的水流，由下而上大流量冲洗树脂，以松动并去除污染物，此操作称为反洗。反洗条件包括新装或补加树脂后、混床达到运行周期、周期制水率明显下降及运行阻力增加等。其目的在于为再生创造条件，清除树脂层的污染物和碎粒等杂物。

水的预处理常用方法及任务？

水的预处理主要包括混凝、澄清、过滤、吸附和杀菌等方法。其主要任务是去除水中的悬浮物、胶体物质和有机物，降低微生物含量，去除重金属离子，以及降低水中的硬度和重碳酸根。

RO装置除盐过程中加NaHCO3的作用？

在RO装置除盐过程中加入NaHCO3，其作用是消除或降低水中的余氯含量，从而确保RO元件的稳定性。我公司的余氯控制小于1mg/L。

RO膜组件前设置电动慢开自动阀的意义？
活性炭除氯的原理并非简单的物理吸附，而是通过化学反应来实现的。
游离余氯与活性炭接触时，在其表面发生催化反应。余氯迅速水解出氧原子并与炭原子发生化学反应，生成二氧化碳。同时，原水中的HCLO也高效转化为CO2气体。整个反应过程可表示为：C+2Cl2+2H2O→4Hcl+CO2↑。值得注意的是，随着原水中余氯含量的变化，活性炭会逐渐消耗，因此需要每年适量补充。

接下来，我们探讨反渗透工艺的原理。反渗透（RO）技术利用半透膜的特性，该膜允许水分子通过但阻止盐分子通过。通过在RO原水侧施加压力，原水中的纯水被压入膜内，并以与膜垂直的方向透过。在此过程中，盐类和胶体物质在膜表面浓缩。剩余的原水则沿与膜平行的方向流动，将浓缩物质带走。最终，透过水中的盐分含量极低，收集这部分水即可实现脱盐效果。