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發(fā)布時(shí)間：2024-03-05 10:20:59 人氣：0
一、水的分類
在不同的場(chǎng)合，水有不同的種類區(qū)別，其水質(zhì)亦有明顯的差別。
1、地下水與地表水·
地下水——有機(jī)物和微生物污染較少，而鈣鎂等離子則溶解較多，硬度較高易結(jié)水垢；有時(shí)鐵/錳/氟離子超標(biāo)，不能滿足生產(chǎn)生活用水需求。
地表水——較地下水有機(jī)物和微生物污染較多，如果該地屬石灰?guī)r地區(qū)，其地表水往往也有較大的硬度，如四川的德陽(yáng)、綿陽(yáng)、廣元、阿壩等地區(qū)。
2、硬水與軟水
硬水——水中鈣鎂等金屬離子的總濃度稱為硬度，硬水對(duì)鍋爐等生產(chǎn)用水影響很大，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行軟化/脫鹽處理。硬度大于200mg/L的通常就稱之為硬水。
軟水——即硬度較小的水。一般是指將水中的鈣鎂等離子的含量降低或去除到一定程度的水。
3、原水與凈水
原水——通常是指水處理設(shè)備的進(jìn)水，如常用的城市自來(lái)水(國(guó)際稱為生活飲用水)/城郊地下水/野外地表水等，常以TDS值（水中溶解性總固體含量）檢測(cè)其水質(zhì),中國(guó)城市自來(lái)水TDS值通常為100～400ppm。
凈水——原水經(jīng)過(guò)水處理設(shè)施處理后即稱之為凈水。
4、純凈水與蒸餾水
純凈水——原水經(jīng)過(guò)反滲透和殺菌裝置等成套水處理設(shè)施后，除去了原水中絕大部分無(wú)機(jī)鹽離子、微生物和有機(jī)物雜質(zhì),可以直接生飲的純水。
蒸餾水——以蒸餾方式制備的純水，通常不用于飲用。
5、純水和超純水
純 水——以反滲透、蒸餾、離子交換等方法制備的去離子水，其TDS值通常<5PPm,電導(dǎo)率通常<10μs/cm（電阻值>0.1MΩ.cm）。
超純水——以離子交換、蒸餾、電除鹽等方法將純水進(jìn)一步提純?nèi)ルx子即得，其TDS值不可測(cè)，電導(dǎo)率通常<0.1μs/cm（電阻值>10MΩ.cm），其離子幾乎完全去除。理論上最純水電阻值為18.25 MΩ.cm。
6、純化水和注射用水
純化水——醫(yī)藥行業(yè)用純水稱之為純化水，電導(dǎo)率通常要求<2μs/cm。
注射用水——純化水經(jīng)多效蒸餾/超濾法再次提純?nèi)コ裏嵩笥靡耘渲谱⑸鋭?/span>
二、水中雜質(zhì)
H2O=H++(OH)-
在自然界中，單純由H2O分子構(gòu)成的純水是不存在的，水中通常含有以下各種雜質(zhì)：
1、顆粒物質(zhì)：水中不溶性的大于10μm的無(wú)機(jī)和有機(jī)雜質(zhì)（其中大于40μm的肉眼可見(jiàn)），如自來(lái)水中常有的泥沙、金屬氧化物或氫氧化物等。
2、離子物質(zhì)：指溶于水后解離為陰、陽(yáng)離子的物質(zhì),水中陰、陽(yáng)離子的總和稱作水的含鹽量。水中鐵錳(Fe2+、Mn2+)含量超標(biāo)(＞0.3mg/L)，應(yīng)通過(guò)錳砂過(guò)濾器或曝氣裝置去除鐵錳離子，否則將會(huì)對(duì)RO膜形成不可清除的沉積污堵。
3、膠 體：按大小，膠體是介于離子和顆粒物之間的物質(zhì)，其尺寸在0.1μm～0.01μm，通常帶有負(fù)電荷，易與有機(jī)物質(zhì)結(jié)合。
4、有 機(jī) 物：物質(zhì)可分為有機(jī)物和無(wú)機(jī)物兩大類，碳?xì)漕惢衔飳儆袡C(jī)物，非碳?xì)漕惢衔餅闊o(wú)機(jī)物。有機(jī)物通常可以燃燒，為構(gòu)成生命的主要物質(zhì)。天然有機(jī)物主要為水生生物產(chǎn)生的腐殖酸。近年來(lái)，工業(yè)廢液、肥料、殺蟲(chóng)劑等人工合成有機(jī)物對(duì)水環(huán)境有很大污染。溶解于水中的有機(jī)物質(zhì)，主要是多功能團(tuán)芳香族類的大分子弱性有機(jī)酸，易吸附在RO膜濾層而導(dǎo)致RO膜性能的衰退。
5、氣 體：O2、CO2、NH3、N2等部分氣體可溶于水，在水中反應(yīng)后生成某些酸根離子，影響成品水的水質(zhì)。超純水若敞放于空氣中，水質(zhì)即迅速下降。
6、微 生 物：細(xì)菌、病毒、孢子等，其尺寸為微米級(jí)。
7、熱 原：純水屬極低營(yíng)養(yǎng)環(huán)境之水體，但仍有少量細(xì)菌——革蘭陰性類細(xì)菌——可以生存，其及誘導(dǎo)菌類進(jìn)入人體血液，會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱，高燒甚至死亡，故稱為熱原（又稱為內(nèi)毒素）。注射用水和生物細(xì)胞類實(shí)驗(yàn)用水要求必須去除熱源。
注：內(nèi)毒素(Endotoxin)，又名脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS），主要是革蘭氏陰性細(xì)菌（Gram-Negative Bacterial，GNB）合成的一種毒素，是細(xì)菌細(xì)胞壁的外部結(jié)構(gòu)由O2-特異性側(cè)鏈、核心多糖、類脂A組成。其中核心多糖分為連接O-特異鏈的外核部分和連接類脂A的內(nèi)核部分，內(nèi)核部分含有庚糖的酮基2-- 脫氧辛酸3-（KDO）兩種特殊的糖類分子，而KDO和類脂A具有毒性［1］。這些成分性質(zhì)穩(wěn)定，耐熱、毒性較外毒素弱，對(duì)組織器官無(wú)選擇性［2］。人們已逐漸認(rèn)識(shí)到感染狀態(tài)所致的全身炎性反應(yīng)綜合征（SIRS）以及進(jìn)一步惡化發(fā)展成為多器官功能障礙綜合征（MODS）使嚴(yán)重感染患者走向死亡的主要途徑，而該惡性進(jìn)展的關(guān)鍵啟動(dòng)因子即為內(nèi)毒素［4］。內(nèi)毒素可直接和一系列宿主炎性細(xì)胞如單核細(xì)胞、中性粘細(xì)胞、內(nèi)質(zhì)細(xì)胞相互作用，刺激其釋放腫瘤壞死因子（TNF）和白介素1（IL-1）等細(xì)胞因子。當(dāng)機(jī)體接受大量的內(nèi)毒素刺激時(shí)，將觸發(fā)強(qiáng)力的炎癥反應(yīng)，最終導(dǎo)致敗血性休克［3］。
8、消 毒 劑：原水經(jīng)自來(lái)水公司處理后，水中會(huì)留有次氯酸鈉等消毒劑，余氯為強(qiáng)氧化物質(zhì)對(duì)RO膜有相當(dāng)?shù)钠茐淖饔?，故要以活性炭單元濾除余氯?？梢允筊O膜產(chǎn)水量加大脫鹽率降低。
三、純水制備
1.電導(dǎo)率
電導(dǎo)率是表示水中溶解離子導(dǎo)電能力的指標(biāo)。沒(méi)有離子的理想純水，不會(huì)產(chǎn)生電流。電導(dǎo)率用電導(dǎo)率儀測(cè)量，其單位為微西門子/厘米(μs/cm)。電導(dǎo)率也是測(cè)量水中離子濃度的簡(jiǎn)便方法，但不能精確反映離子種類。離子構(gòu)成不同，電導(dǎo)值也不同；但電導(dǎo)的數(shù)值隨離子濃度增加而增加。
2.TDS（溶解固體總量）儀是利用變換因子將電導(dǎo)率值轉(zhuǎn)換為TDS值。在水質(zhì)分析中，可用不同離子對(duì)應(yīng)的不同轉(zhuǎn)換系數(shù)或溶解固體總量（TDS）對(duì)應(yīng)的單一轉(zhuǎn)換系數(shù)，估算電導(dǎo)率的數(shù)值?？捎枚趸嫉膒pm濃度的平方根乘以0.6求得其電導(dǎo)率；硅離子對(duì)電導(dǎo)率變化不產(chǎn)生影響。RO高純水最精確的電導(dǎo)率數(shù)值是在線測(cè)量的。否則，高純水暴露于空氣之中，將改變其二氧化碳含量。導(dǎo)致電導(dǎo)率降低。
3.脫鹽率和透鹽率
脫鹽率――通過(guò)反滲透膜從系統(tǒng)進(jìn)水中去除可溶性雜質(zhì)濃度的百分比。
脫鹽率＝（1－產(chǎn)水含鹽量/進(jìn)水含鹽量）×100％
透鹽率――進(jìn)水中可溶性雜質(zhì)透過(guò)膜的百分比.。
透鹽率＝100％－脫鹽率
回收率＝（產(chǎn)水量/進(jìn)水流量）×100％
4.反滲透法：
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). 當(dāng)純水和鹽水被理想半透膜隔開(kāi)，理想半透膜只允許水通過(guò)而阻止鹽通過(guò)，此時(shí)膜純水側(cè)的水會(huì)自發(fā)地通過(guò)半透膜流入鹽水一側(cè)，這種現(xiàn)象稱為滲透，若在膜的鹽水側(cè)施加壓力，那么水的自發(fā)流動(dòng)將受到抑制而減慢，當(dāng)施加的壓力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，水通過(guò)膜的凈流量等于零，這個(gè)壓力稱為滲透壓力，當(dāng)施加在膜鹽水側(cè)的壓力大于滲透壓力時(shí)，水的流向就會(huì)逆轉(zhuǎn)，此時(shí)，鹽水中的水將流入純水側(cè)，上述現(xiàn)象就是水的反滲透（RO）處理的基本原理。
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)，源于美國(guó)二十世紀(jì)六十年代宇航科技的研究，后逐漸轉(zhuǎn)化為民用，目前已廣泛運(yùn)用于科研、醫(yī)藥、食品、飲料、海水淡化等領(lǐng)域。
RO反滲透膜（材質(zhì)為芳香族聚酰胺復(fù)合材料）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，而源水中的無(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)法通過(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)。
RO膜過(guò)濾后的純水電導(dǎo)率 ≤5 μs/cm, 符合國(guó)家實(shí)驗(yàn)室三級(jí)用水標(biāo)準(zhǔn)。再經(jīng)過(guò)原子級(jí)離子交換柱循環(huán)過(guò)濾，出水電阻率可以達(dá)到18.2M .cm，超過(guò)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室一級(jí)用水標(biāo)準(zhǔn)（GB682—92）。
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