1、沉淀物過(guò)濾法  

  沉淀物過(guò)濾法的目的是將水源內(nèi)之懸浮顆粒物質(zhì)或膠體物質(zhì)清處理干凈。這些顆粒物質(zhì)如果沒(méi)有處理，會(huì)對(duì)透析用水其它精密的過(guò)濾膜造成破壞或水路的阻塞。這是古老且簡(jiǎn)單的凈水法，所以這個(gè)步驟常用在水純化的初步處理，或有必要時(shí)，在管路中也會(huì)多加入幾個(gè)濾器（filter）以處理體積較大的雜質(zhì)。濾過(guò)懸浮的顆粒物質(zhì)所使用的濾器種類很多，例如網(wǎng)狀濾器，沙狀濾器（如石英沙等）或膜狀濾器等。只要顆粒大小大于這些孔洞之大小，就會(huì)被阻擋下來(lái)。對(duì)于溶解于水中的離子，就無(wú)法阻攔下來(lái)。如果濾器太久沒(méi)有更換或清洗，堆積在濾器上的顆粒物質(zhì)會(huì)愈來(lái)愈多，則水流量及水壓會(huì)逐漸減少。人們就是利用入水壓與出水壓差來(lái)判斷濾器被阻塞的程度。因此濾器要定時(shí)逆沖以排除堆積其上的雜質(zhì)，同時(shí)也要在固定時(shí)間內(nèi)更換濾器。

    沉淀物過(guò)濾法還有一個(gè)問(wèn)題值得注意，因?yàn)轭w粒物質(zhì)不斷被阻攔而堆積下來(lái)，這些物質(zhì) 面或許有細(xì)箘在此繁殖，并釋放毒性物質(zhì)通過(guò)濾器，造成熱原反應(yīng)，所以要經(jīng)常更換濾器，原則上進(jìn)水與出水的壓力落差升高達(dá)到原先的五倍時(shí)，就需要換掉濾器。

 2、硬水軟化法 

    硬水的軟化需使用離子交換法，它的目的是利用陽(yáng)離子交換樹脂以鈉離子來(lái)交換硬水中的鈣與鎂離子，以此來(lái)降低水源內(nèi)之鈣鎂離子的濃度。其軟化的反應(yīng)式如下：

 Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1

 Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1 

式中的EX表示離子交換樹脂，這些離子交換樹脂結(jié)合了Ca2+及Mg2+之後，將原本含在其內(nèi)的Na+離子釋放出來(lái)。 

    樹脂基質(zhì)（resin matrix）內(nèi)藏氯化鈉，在硬水軟化的過(guò)程中，鈉離子會(huì)逐漸被使用耗盡，則交換樹脂的軟化效果也會(huì)逐漸降低，這時(shí)需要作還原（regeneration）的工作，也就是每隔固定時(shí)間加入特定濃度的鹽水，一般是10%，其反應(yīng)方式如下：

 Ca-EX2+2Na+?。恹}水）→　2Na-EX+Ca2+

 Mg-EX2+2Na+?。恹}水）→　2Na-EX+Mg2+

    如果水處理的過(guò)程中沒(méi)有陽(yáng)離子的軟化，不只是逆滲透膜上會(huì)有鈣鎂體的沉積以致降低功效破壞逆滲透膜，長(zhǎng)期飲用也容易得到硬水癥候群。硬水軟化器也會(huì)引起細(xì)箘繁殖的問(wèn)題，所以設(shè)備上需要有逆沖的功能，一段時(shí)間後就要逆沖一次以防止太多雜質(zhì)吸附其上。全自動(dòng)鈉離子交換器采用離子交換原理，去除水中的鈣、鎂等結(jié)垢離子。當(dāng)含有硬度離子的原水通過(guò)交換器內(nèi)樹脂層時(shí)，水中的鈣、鎂離子便與樹脂吸附的 鈉離子發(fā)生置換，樹脂吸附了鈣、鎂離子而鈉離子進(jìn)入水中，這樣從交換器內(nèi)流出的水就是去掉了硬度的軟化水。

 3、去離子法 

   去離子法的目的是將溶解于水中的無(wú)機(jī)離子排除，與硬水軟化器一樣，也是利用離子交換樹脂的原理。在這 使用兩種樹脂-陽(yáng)離子交換樹脂與陰離子交換樹脂。陽(yáng)離子交換樹脂利用氫離子（H+）來(lái)交換陽(yáng)離子；而陰離子交換樹脂則利用氫氧根離子（OH-）來(lái)交換陰離子，氫離子與氫氧根離子互相結(jié)合成中性水，其反應(yīng)方程式如下：

 M+x+xH-Re→M-M-Rex+xH+1

 A-z+zOH-Re→A-Rez+zOH-1

 上式中的的M+x表陽(yáng)離子，x表電價(jià)數(shù)，M+x陽(yáng)離子與陽(yáng)離子樹脂上H-Re的氫離子交換，A-z則表陰離子，z表電價(jià)數(shù)，A-z與陰離子交換樹脂結(jié)合後，釋放出OH-離子。H+離子與OH-離子結(jié)合後即成中性的水。

 這些樹脂之吸附能力耗盡之後也需要再還原，陽(yáng)離子交換樹脂需要強(qiáng)酸來(lái)還原；相反的，陰離子則需要強(qiáng)堿來(lái)還原。陽(yáng)離子交換樹脂對(duì)各種陽(yáng)離子的吸附力有所差異，它們的強(qiáng)弱程度及相對(duì)關(guān)系如下：

 Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Ni2+>Cd2+>CU2+>Co2+>Zn2+>Mg2+>Ag1+>Cs1+>K1+>NH41+>Na1+>H1+

 陰離子交換樹脂與各陰離子的親合力強(qiáng)度如下：

 S02-4+>I->NO3->N4、

反滲透法  

O2->Cl->HCO3->OH->F- 

   反滲透法可以有效的處理溶解于水中的無(wú)機(jī)物，有機(jī)物，細(xì)箘，熱原及其它顆粒等。要了解"反滲透"原理之前，要先解釋"滲透（osmosis）的觀念。所謂滲透是指以半透膜隔開兩種不同濃度的溶液，其中溶質(zhì)不能透過(guò)半透膜，則濃度較低的一方水分子會(huì)通過(guò)半透膜到達(dá)濃度較高的另一方，直到兩側(cè)的濃度相等為止。在還沒(méi)達(dá)到平衡之前，可以在濃度較高的一方逐漸施加壓力，則前述之水分子移動(dòng)狀態(tài)會(huì)暫時(shí)停止，此時(shí)所需的壓力叫作 "滲透壓 (osmotic pressure)"，如果施加的力量大于滲透壓時(shí)，則水份的移動(dòng)會(huì)反方向而行，也就是從高濃度的一側(cè)流向低濃度的一側(cè)，這種現(xiàn)象就叫作"反滲透"。反滲透的純化效果可以達(dá)到離子的層面，對(duì)于單價(jià)離子（monovalent　ions）的排除率（rejection　rate）可達(dá)90%-98%，而雙價(jià)離子（divalent ions）可達(dá)95%-99%左右（可以防止分子量大于200道爾敦的物質(zhì)通過(guò)）。    反滲透水處理常用的半透膜材質(zhì)有纖維質(zhì)膜（cellulosic），芳香族聚醞胺類（aromatic polyamides），polyimide或polyfuranes等，它的結(jié)構(gòu)形狀有螺旋型（spiral wound），空心纖維型（hollow fiber）及管狀型（tubular）等。這些材質(zhì)中纖維素膜的優(yōu)點(diǎn)是耐氯性高，但在堿性的條件下（pH ≥8.0）或細(xì)箘存在的狀況下，使用壽命會(huì)縮短。polyamide的缺點(diǎn)是對(duì)氯及氯氨之耐受性差。 

   如果反滲透前沒(méi)有作好前置處理則滲透膜上容易有污物堆積，例如鈣，鎂，鐵等離子，造成反滲透功能的下降；有些膜（如polyamide）容易被氯與氯氨所破壞，因此在反滲透膜之前要有活性碳及軟化器等前置處理。   

  反滲透系統(tǒng)的調(diào)試工作顯得尤為重要。我們可以從以下幾個(gè)方面來(lái)掌握：

 運(yùn)行條件

 運(yùn)行前準(zhǔn)備

 試車運(yùn)行

 分離流程   

 反滲透膜分離工藝設(shè)計(jì)中常見的流程有如下幾種：   

  ①一級(jí)一段法這種方式是料液進(jìn)入膜組件后，濃縮液和產(chǎn)水被連續(xù)引出，這種方式水的回收率不高，工業(yè)應(yīng)用較少。另一種形式是一級(jí)一段循環(huán)式工藝，它是將濃水一部分返回料液槽，這樣濃溶液的濃度不斷提高，因此產(chǎn)水量大，但產(chǎn)水水質(zhì)下降。 

    ②一級(jí)多段法當(dāng)用反滲透作為濃縮過(guò)程時(shí)，一次濃縮達(dá)不到要求時(shí)，可以采用這種多步式方式，這種方式濃縮液體體積可減少而濃度提高，產(chǎn)水量相應(yīng)加大。 

    ③兩級(jí)一段法當(dāng)海水除鹽率要求把NaCl從35000 mg/L降到500mg/L時(shí)，則要求除鹽率高達(dá)98.6%如一級(jí)達(dá)不到時(shí)，可分為兩步進(jìn)行。即一步先除去NaCl 90%，而二步再?gòu)囊徊匠鏊腥コ齆aCl 89%，即可達(dá)到要求。如果膜的除鹽率低，而水的滲透性又高時(shí)，采用兩步法比較經(jīng)濟(jì)，同時(shí)在低壓低濃度下運(yùn)行時(shí)，可提高膜的使用壽命。    

 ④多級(jí)反滲透流程在此流程中，將一級(jí)濃縮液作為二級(jí)的供料液，而二級(jí)濃縮液再作為下一級(jí)的供料液，此時(shí)由于各級(jí)透過(guò)水都向體外直接排出，所以隨著級(jí)數(shù)增加水的回收率上升，濃縮液體體積減少濃度上升。為了保證液體的一定流速，同時(shí)控制濃差極化，膜組件數(shù)目應(yīng)逐漸減少。

 5、超濾法 

    超濾法與逆滲透法類似，也是使用半透膜，但它無(wú)法控制離子的處理，因?yàn)槟ぶ讖捷^大，約10-200A之間。只能排除細(xì)箘，病毒，熱原及顆粒狀物等，對(duì)水溶性離子則無(wú)法濾過(guò)。超過(guò)濾法主要的作用是充當(dāng)逆滲透法的前置處理以防止逆滲透膜被細(xì)箘污染。它也可用在水處理的步驟以防止上游的水在管路中被細(xì)箘污染。一般是利用進(jìn)水壓與出水壓差來(lái)判斷超過(guò)濾膜是否有效，與活性碳類似，平時(shí)是以逆沖法來(lái)處理附著其上的雜質(zhì)。

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