水是人與自然互動的最重要因素之一。
水是生命之源。人體成分中的水占70%以上,地球表面的水也占70%以上。水的質(zhì)量與我們的健康密切相關(guān)。
世衛(wèi)組織(WTO)調(diào)查顯示,80%以上的疾病和50%以上的兒童死亡與飲用水質(zhì)差有關(guān)。
50多年來,雖然我國水污染防治工作經(jīng)歷了五個發(fā)展階段,做了很多工作,在一定程度上控制了水污染的發(fā)展趨勢,但我國面臨著非常嚴(yán)峻的水污染形勢。這種水污染在我國城市中很常見。1996年《中國環(huán)境公報》指出,在統(tǒng)計的138個城市河段中,
133人受到不同的污染。70%以上的城市河段不宜作為飲用水源,50%的城市地下水受到污染。長江、黃河、珠江、淮河、松花江、遼河、海河等七大水系水質(zhì)惡化,水污染程度加劇,范圍擴(kuò)大。
湖泊水庫一般受到氮磷和有機(jī)物的污染,個別湖泊出現(xiàn)重金屬污染。
近年來,我國沿海水體富營養(yǎng)化日益嚴(yán)重,赤潮發(fā)生頻率逐年增加,范圍逐年擴(kuò)大。根據(jù)海洋研究所的報告,從1993年到1997年,東海發(fā)生了132次,黃渤海發(fā)生了72次,南海發(fā)生了61次。1999年7月,渤海在不到10天的時間里連續(xù)發(fā)生了兩次大規(guī)模的赤潮。我國水污染如此嚴(yán)重,這是城市排水項目長期欠款過多,每年近300億立方米污水未經(jīng)處理直接排放,使水環(huán)境污染大大超過自凈能力,破壞水的良性循環(huán),導(dǎo)致水資源危機(jī)加劇,
然后影響城市的可持續(xù)發(fā)展。
水處理(水處理系統(tǒng)、水處理設(shè)備或水處理工程),簡單來說就是通過物理或化學(xué)手段去除水中一些對生產(chǎn)、生活不需要或有害物質(zhì)的過程。水是一種沉降、過濾、混凝、絮凝、緩蝕、阻垢等水質(zhì)調(diào)理過程。因為社會生產(chǎn)。生活與水密切相關(guān)。因此,水處理領(lǐng)域涉及廣泛的應(yīng)用,構(gòu)成了巨大的工業(yè)應(yīng)用。
常說的水處理包括:供水處理和排水處理兩類。供水處理一般以水處理可應(yīng)用為前提,是為工業(yè)或居民提供的水處理系統(tǒng)或水處理設(shè)備。排水處理是指工業(yè)生產(chǎn)或居民生活產(chǎn)生的污水處理系統(tǒng)或廢水處理系統(tǒng)。
水中的雜質(zhì)
H2O=H+OH--
在自然界中,單純由H2O分子組成的純水是不存在的,水中通常含有以下雜質(zhì):
1.顆粒物質(zhì):水中不溶性大于10μm的無機(jī)和有機(jī)雜質(zhì)(肉眼可見40μm以上),如自來水中常見的沉淀物、金屬氧化物或氫氧化物。
2.離子物質(zhì):指溶于水后解離為陰的物質(zhì),水中陰。陽離子的總和稱為水的鹽含量。如果水中鐵錳(Fe2+.Mn2+)含量超標(biāo)(>0.3mg/L),鐵錳離子應(yīng)通過錳砂過濾器或曝氣裝置去除,否則會對RO膜形成不可去除的沉積污漬。3.膠體:根據(jù)尺寸,膠體是離子和顆粒物之間的物質(zhì),尺寸為0.1μm~0.01μm。
4.有機(jī)物:物質(zhì)可分為有機(jī)物和無機(jī)物兩類。碳?xì)浠衔锸怯袡C(jī)物,非碳?xì)浠衔锸菬o機(jī)物。有機(jī)物通??梢匀紵?,這是構(gòu)成生命的主要物質(zhì)。天然有機(jī)物主要是水生生物產(chǎn)生的腐殖酸。近年來,工業(yè)廢液、肥料、殺蟲劑等人工合成有機(jī)物對水環(huán)境污染較大。溶解在水中的有機(jī)物主要是多功能芳香族大分子弱有機(jī)酸。
5.氣體:O2.CO2.NH3.N2等部分氣體可溶于水,在水中反應(yīng)后產(chǎn)生一些酸根離子,影響成品水質(zhì)。如果超純水暴露在空氣中,水質(zhì)會迅速下降。
6.微生物:細(xì)菌、病毒、孢子等,其尺寸為微米級。7.熱原:純水是一種營養(yǎng)環(huán)境很低的水體,但仍有少量細(xì)菌-革蘭陰性細(xì)菌可以生存,誘導(dǎo)細(xì)菌進(jìn)入人體血液,導(dǎo)致發(fā)熱、高燒甚至死亡,因此被稱為熱原(也稱為內(nèi)毒素)。注射水和生物細(xì)胞實驗水必須去除熱源。
水的分類
在不同的場合,水的種類不同,水質(zhì)也有明顯的差異。1.地下水和地表水。
地下水-有機(jī)物和微生物污染較少,鎂等離子體溶解多,硬度高,易結(jié)垢;有時鐵/錳/氟離子超標(biāo),不能滿足生產(chǎn)生活用水的需要。
地表水-比地下水有機(jī)物和微生物污染更多。如果屬于石灰?guī)r地區(qū),其地表水往往硬度較大,如四川德陽、綿陽、廣元、阿壩等。
2.硬水和軟水。
硬水-水中鈣鎂等金屬離子體的總濃度稱為硬度。硬水對鍋爐等生產(chǎn)用水影響很大,應(yīng)軟化/脫鹽。硬度大于200mg/L的通常稱為硬水。
軟水-硬度較小的水。
3.原水與凈水。
原水-通常是指水處理設(shè)備的進(jìn)水,如常用的城市自來水(國際上稱為生活飲用水)/郊區(qū)地下水/野外地表水等水質(zhì)通常通過TDS值(水中溶解性總固體含量)檢測。中國城市自來水的TDS值通常為100~400ppm。
凈水-原水經(jīng)水處理設(shè)施處理后稱為凈水。
4.純凈水和蒸餾水。
純水-原水經(jīng)反滲透殺菌裝置等成套水處理設(shè)施后,去除原水中絕大多數(shù)無機(jī)鹽離子、微生物和有機(jī)物雜質(zhì),可直接飲用純水。
蒸餾水通常不用于飲用。
5.純水和超純水。
純水-采用反滲透.蒸餾.離子交換等方法制備的去離子水,TDS值通常為5PM,電導(dǎo)率通常為10μs/cm(電阻值>0.1mω.cm)。
超純水-通過離子交換.蒸餾.電除鹽等方法進(jìn)一步凈化純水,其TS值不可測,電導(dǎo)率通常為0.1μs/cm(電阻值>10mω.cm),其離子幾乎完全去除。理論上,最純水的電阻值為18.25mω.cm。
6.純化水和注射水。
純化水-制藥行業(yè)的純化水稱為純化水,電導(dǎo)率通常為2μ/cm。注射水-純化水經(jīng)多效蒸餾/超濾再次凈化,去除熱原,配制注射劑。