一、水的基本知識(shí) 

1.水的定義：常溫下，水是無(wú)色.無(wú)味.無(wú)臭.透明的液體,純水幾乎不導(dǎo)電。

水是一切有機(jī)化合物和生命物質(zhì)的氫的來(lái)源。

2.水源的分類:

1）地表水：指雨雪.江河.湖泊以及海洋的水。

2）地下水：是雨水經(jīng)過(guò)土壤及地層的滲透流動(dòng)而形成的水。如泉水.井水。

3.天然水中含有哪些雜質(zhì)？按顆粒大小如何分類？

水中雜質(zhì)種類極多。按其性質(zhì)可分為無(wú)機(jī)物.有機(jī)物和微生物。按分散體系分類，可分為以下三類：

1）分子-離子分散系。小于1nm（0.001um），包括各種無(wú)機(jī).有機(jī)的低分子物及其離子，在水中成為溶液。

2）膠態(tài)分散系。通俗的叫做膠體，大小由1-200nm(0.001-0.2um)，其中有的高分子物以溶液存在，溶膠微粒以溶膠存在。

3） 粗分散系。大于0.2um,其中有懸濁液和乳濁液。

水中的各種分散系中雜質(zhì)顆粒大小如下：

1）分子離子：

無(wú)機(jī)物：H2O，O2，CO2 和K+，NA+，CA2+，Mg2+,CL

-,NO3-,OH-.

有機(jī)物：染料，谷氨酸，蔗糖，甲酸，乙酸，剛果紅，乙胺，苯酸，二苯醋酸。

2）膠態(tài)分散系：

無(wú)機(jī)物：金溶膠，硅溶膠，金屬氫氧化物，碳黑，黏土

有機(jī)物：脫氧核糖核酸DNA，酶，蛋白質(zhì)，纖緯素，橡膠，絮凝劑

微生物：病毒

3） 粗分散系：

無(wú)機(jī)物：顏料，金屬粉塵，煤塵，灰塵，水泥，浮選礦粉，細(xì)泥，中砂

有機(jī)物：紅血球，紙漿纖維，石油微滴，頭發(fā)粗

微生物：細(xì)菌，硫磺菌，藻類，酵母，阿米巴，動(dòng)物性浮游生物

4.什么是水中的懸浮物質(zhì)？

水中的懸浮物質(zhì)是顆粒直徑約在0.1微米以上的微粒，肉眼可見(jiàn)，這些微粒主要是由泥沙.黏土.原生動(dòng)物.藻類.細(xì)菌.病毒以及高分子有機(jī)物等組成，常常懸浮在水流中，產(chǎn)生水的渾濁現(xiàn)象。重的顆粒會(huì)沉下來(lái)，主要是沙子和黏土異類的無(wú)機(jī)物質(zhì)。輕的微粒會(huì)浮于水面上，主要是動(dòng)植物及其殘骸的一類有機(jī)化合物。用過(guò)濾等分離方法可以除去。懸浮物是造成濁度.色度.氣味的主要來(lái)源。

5.什么是水中的膠體物質(zhì)？

水中的膠體物質(zhì)是指直徑在0.1-0.001微米之間的微粒。膠體是許多分子和離子的集合物。天然水中的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)膠體主要是鐵.鋁和硅的化合物。天然水中的有機(jī)膠體物質(zhì)主要是植物和動(dòng)物的肢體腐爛和分解而生成的腐殖物。其中以湖泊水中的腐殖質(zhì)含量最多，因此常常使水呈黃綠色和褐色。

由于膠體物質(zhì)的微粒小，重量輕，單位體積所具有的表面積很大，故其表面具有較大的吸附能力，常常吸附著多量的離子而電。同類膠體因帶有同性的電荷而相互排斥，它們?cè)谒胁荒芟嗷ヰず隙幱诜€(wěn)定狀態(tài)。所以，膠體顆粒不能籍重力自行沉降而去除，一般是在水中加入藥劑破壞其穩(wěn)定，使膠體顆粒增大而沉降予以去除。

6.什么是水中的溶解物質(zhì)？水中溶有哪些主要離子和氣體？

水中溶解物質(zhì)是直徑小于或等于0.001um的微小顆粒。主要是溶于水中的以低分子存在的溶解鹽類的各種離子和氣體。溶解物質(zhì)在水中呈真溶液狀態(tài)，可以用離子交換和除鹽等方法予以去除。

天然水中溶解的離子，主要是水流經(jīng)巖層時(shí)所溶解的礦物質(zhì)。

天然水中常見(jiàn)的溶解氣體有氧氣，二氧化碳，硫化氫，二氧化硫，氮?dú)夂桶钡?。這些溶解于水中的氣體，大都對(duì)金屬有腐蝕作用，是引起水系統(tǒng)金屬腐蝕的重要因素。

7.天然水中的雜質(zhì)對(duì)水質(zhì)有些什么影響？

1）懸浮物質(zhì)：

泥沙.黏土.：使水渾濁.產(chǎn)生沉積；

藻類及原生動(dòng)物：使水有色度.有臭味.渾濁并產(chǎn)生黏泥；

細(xì)菌：致病.產(chǎn)生黏泥.產(chǎn)生腐蝕；

其他不溶物質(zhì)：產(chǎn)生沉積；

2）膠體物質(zhì)：

溶膠（如硅膠）：致使結(jié)垢；高分子化合物（如腐殖酸膠體）：使水渾濁.產(chǎn)生吸附和沉積；

3）溶解物質(zhì)：

鹽類：鈣鎂鹽（碳酸氫鹽：產(chǎn)生堿度.硬度；碳酸鹽：產(chǎn)生堿度.硬度；硫酸鹽：產(chǎn)生硬度；氯化物：產(chǎn)生硬度.腐蝕.氣味）

鈉鹽（碳酸氫鈉：產(chǎn)生堿度；碳酸鹽：產(chǎn)生堿度；硫酸鹽：產(chǎn)生含鹽量；氯化物：產(chǎn)生鹽類.氣味；氟化物：過(guò)量會(huì)致病。）

鐵鹽及錳鹽：產(chǎn)生氣味.硬度和腐蝕金屬。

氣體：氧：產(chǎn)生腐蝕；

二氧化碳：產(chǎn)生腐蝕和酸度；

硫化物：產(chǎn)生腐蝕.酸度和臭味；

有機(jī)分解氣體：污染水體

8.水中的有機(jī)物質(zhì)是指什么？有機(jī)物對(duì)水體有什么危害？

水中的有機(jī)物質(zhì)主要是指生活污水.工業(yè)廢水的污染物和腐殖酸和富里酸的化合物，腐殖物質(zhì)是水生生物一類的生命過(guò)程的產(chǎn)物。生活污水主要是人體排泄物和染料.有機(jī)酸.各種有機(jī)合成的工業(yè)制品.有機(jī)原料等。這些有機(jī)物污染著水體，并使水質(zhì)惡化。

水中的有機(jī)物有個(gè)共同特點(diǎn)，就是要進(jìn)行生物氧化分解，需要消耗水中的溶解氧，而導(dǎo)致水中缺氧。同時(shí)會(huì)發(fā)生腐敗發(fā)酵，使細(xì)菌滋長(zhǎng)，惡化水質(zhì)，破壞水體；工業(yè)用水的有機(jī)污染，還會(huì)降低產(chǎn)品的質(zhì)量。有機(jī)物是引起水體污染的主要原因之一。

9.為什么水中會(huì)有臭味？

清凈的水是無(wú)臭無(wú)味，無(wú)色透明的液體。但被污染的水體，常會(huì)使人感覺(jué)有不正常的氣味。用鼻聞到的稱為臭，用口嘗到的稱為味。水的臭味主要來(lái)源于：

1）水中的水生動(dòng)物.植物和微生物的繁殖和腐爛而發(fā)出的臭味；

2）水中的有機(jī)物質(zhì)的腐敗分解而散發(fā)的臭味；

3）水中溶解氣體如SO2，H2S及NH3的臭味；

4）溶解鹽類和泥土的氣味；

5）排入水體的工業(yè)廢水所含雜質(zhì)如石油.酚類等的臭味；

6）消毒水過(guò)程中加入氯氣等的氣味。

由于上述的各種原因，所以有的水會(huì)有臭味。

10.什么是水的總固體.溶解固體和懸浮固體？

水中除了溶解氣體之外的一切雜質(zhì)稱為固體，而水中的固體又氛圍溶解固體和懸浮固體。這兩者的總和即稱為水的總固體。

溶解固體是指水經(jīng)過(guò)過(guò)濾之后，那些仍然溶于水中的各種無(wú)機(jī)鹽類.有機(jī)物.微生物等懸浮物質(zhì)。

總固體的測(cè)定是蒸干水分再稱重得到的，一般蒸干溫度控制在105-110度。

11.什么是水的含鹽量？

水的含鹽量（也稱礦化度）是表示水中所含鹽類的數(shù)量。由于水中各種鹽類一般均以離子的形式存在，所以含鹽量也可以表示為水中各種陽(yáng)離子和陰離子的量的和。

水的含鹽量與溶解固體的含義有所不同，因?yàn)槿芙夤腆w不僅包括水中的溶解鹽類，還包括有機(jī)物質(zhì)。同時(shí)，水的含鹽量與總固體的含義有所不同，因?yàn)榭偣腆w不僅包括溶解固體，還包括不溶解水的懸浮固體，所以溶解固體和總固體在數(shù)量上要比含鹽量高。

12.什么是水的渾濁度？

由于水中含有懸浮及膠體狀態(tài)的微粒，使得原是無(wú)色透明的水產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象，其渾濁的程度稱為渾濁度。渾濁度是表達(dá)水中不同大小.不同相對(duì)密度.不同形狀的懸浮物.膠體物質(zhì).浮游生物和微生物等對(duì)光所產(chǎn)生的效應(yīng)。并不是直接表示雜質(zhì)的含量，但與雜質(zhì)存在的數(shù)量相關(guān)。

渾濁度是一種光學(xué)效應(yīng)，是光線透過(guò)水層時(shí)受到阻礙的程度，表示水層對(duì)于光線散射和吸收的能力。

控制渾濁度是工業(yè)水處理的一個(gè)重要內(nèi)容，也是一項(xiàng)重要的水質(zhì)指標(biāo)。根據(jù)水的不同用途，對(duì)渾濁度要求不同，生活飲用水的渾濁度不超過(guò)1NTU；循環(huán)冷卻水補(bǔ)給水渾濁度小于2-5NTU，反滲透除鹽進(jìn)水要求小于0.5NTU

13.什么是水的色度？

水的色度是對(duì)天然水或處理后的各種水進(jìn)行顏色定量測(cè)試時(shí)的指標(biāo)。天然水經(jīng)常顯示出淺黃.淺褐色或黃綠等不同的顏色。產(chǎn)生顏色的原因是由于溶于水的腐殖質(zhì).有機(jī)物或無(wú)機(jī)物質(zhì)所造成。另外，當(dāng)水體受到工業(yè)廢水的污染時(shí)也會(huì)呈現(xiàn)不同的顏色。這些顏色分為真色和表色。真色是由于水中溶解物質(zhì)引起的，也就是除去水中懸浮物后的顏色。而表色是沒(méi)有除去水中懸浮物時(shí)的顏色。這些顏色的定量程度就是色度。

工業(yè)廢水可能使水體產(chǎn)生各種各樣的顏色，但水中腐殖質(zhì).懸浮泥沙和不溶解礦物質(zhì)的存在，也會(huì)使水帶有顏色。如黏土能使水帶黃色，鐵的氧化物會(huì)使水變褐色，硫化物能使水帶黃色，藻類使水邊綠色，腐敗的有機(jī)物會(huì)使水變成黑褐色等等。

14.什么是水的硬度？

水中有些金屬陽(yáng)離子，同一些陰離子結(jié)合在一起，在水被加熱的過(guò)程中，由于蒸發(fā)濃縮，容易形成水垢，附著在受熱面上而影響熱傳導(dǎo)，我們把水中這些金屬離子的總濃度稱為水的硬度。

如在天然水中最常見(jiàn)的金屬離子是鈣離子和鎂離子，它與水中的陰離子如碳酸根離子，碳酸氫根離子，硫酸根離子，氯離子以及硝酸根離子等結(jié)合在一起，形成鈣鎂的碳酸鹽，碳酸氫鹽，硫酸鹽，氯化物以及硝酸鹽等硬度。水中的鐵，錳，鋅等金屬離子也會(huì)形成硬度，但由于它們?cè)谔烊凰械暮亢苌?，可以略去不?jì)。因此通常把鈣鎂離子的總濃度看做水的硬度。

硬度的單位是mmol/L或mg/L。

由于硬度并非是由單一的金屬離子或鹽類形成，因此，為了一個(gè)統(tǒng)一的比較標(biāo)準(zhǔn)，有必要換算為另一種鹽類。通常用CaO或者CaCO3的質(zhì)量濃度來(lái)表示。當(dāng)硬度等于0.5mmol/L時(shí)，等于28mg/L的CaO或等于50mg/L的CaCO3。

15.什么是水的電阻率？

在測(cè)定水的導(dǎo)電性能時(shí)，與水的電阻值大小有關(guān)，電阻值大，導(dǎo)電性能差，電阻值小，導(dǎo)電性能就良好。

水的電阻率的大小，與水中含鹽量的多少.水中離子含量.離子的電荷數(shù)以及離子的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，因此，純凈的水電阻率很大，超純水電阻率就更大。水越純，電阻率越大。

16.什么是水的電導(dǎo)率？

水的導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱通俗稱為電導(dǎo)率；電導(dǎo)率反映了水中含鹽量的多少，是水的純凈程度的一個(gè)重要指標(biāo)。水越純凈，含鹽量越少，電阻越大，電導(dǎo)率越小。超純水幾乎不能導(dǎo)電。電導(dǎo)的大小等于電阻值的倒數(shù)。

由于水溶液中溶解鹽類都以離子狀態(tài)存在，因此具有導(dǎo)電能力，所以電導(dǎo)率也可以間接表示出溶解鹽類的含量（含鹽量）

17.什么是水的PH值？

水中氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)值。

18.什么是電解質(zhì)？

電解質(zhì)是在水溶液中能夠?qū)щ姷奈镔|(zhì)，非電解質(zhì)則沒(méi)有這種能力。所有酸.堿.鹽都是電解質(zhì)。電解質(zhì)在水中具有導(dǎo)電能力的原因是由于它在水中發(fā)生離解或電離，生成帶正電荷的陽(yáng)離子和帶負(fù)電荷的陰離子。

19.什么是化學(xué)需氧量（COD）？

在一定的條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質(zhì)多少的一個(gè)指標(biāo)。水中的還原性物質(zhì)主要是有機(jī)物。因此COD又往往作為衡量水中有機(jī)物含量多少的指標(biāo)。COD越高，說(shuō)明水體受有機(jī)物污染越嚴(yán)重。

20.什么叫生化需氧量（BOD）？

在有氧的條件下，由于微生物的作用，水中能分解的有機(jī)物質(zhì)完全氧化分解時(shí)所消耗氧的量稱為生物化學(xué)需氧量簡(jiǎn)稱生化需氧量。BOD的多少，表明水體受有機(jī)物污染的程度，反映出水質(zhì)的好壞。

21.什么叫總需氧量（TOD）？

總需氧量的測(cè)定，是在特殊的燃燒器中，以鉑為催化劑，于900度下將有機(jī)物燃燒氧化所消耗氧的量，該測(cè)定結(jié)果比COD更接近理論需氧量。

22.什么叫總有機(jī)碳（TOC）？

水中的有機(jī)物質(zhì)的含量，以有機(jī)物中的主要元素-碳的量來(lái)表示，稱為總有機(jī)碳。

   TOC的測(cè)定是在高溫下，使水樣中的有機(jī)物氣化燃燒，生成CO2，測(cè)定其生成的CO2的量，即可知總有機(jī)碳量。

若將水樣經(jīng)過(guò)0.2um微孔膜過(guò)濾后，測(cè)得的碳量即為溶解性有機(jī)碳（DOC）。TOC，DOC是較為經(jīng)常使用的水質(zhì)指標(biāo)。

2，應(yīng)用水的分類：

1）自來(lái)水：是由水分子.微生物.礦物質(zhì)及其他有機(jī)物和無(wú)機(jī)物組成的物質(zhì)。

2）礦泉水：水中的礦物質(zhì)超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)的水。

3）純凈水：除了水分子以外，不含有任何其他物質(zhì)的水。

4）高純水，超純水：根據(jù)工業(yè)用途：經(jīng)過(guò)反滲透膜處理，配合離子交換，混床，電滲析,EDI等處理方法，得到一定電阻率的水（如18兆歐）。

5）中水：自來(lái)水經(jīng)過(guò)工業(yè)或者民用使用過(guò)的水。 ­

6）污水：一般指經(jīng)過(guò)工業(yè)或民用使用后污染指標(biāo)嚴(yán)重的水。

7）冷凝水，冷卻水，循環(huán)水，鍋爐補(bǔ)給水，回注水，：電廠.石油.化工。鋼廠等大型企業(yè)工業(yè)用水經(jīng)過(guò)循環(huán)過(guò)程的水。

  二、水處理的基本知識(shí)

水處理的方式通常有電位差；壓力差；化學(xué)法等方式，膜過(guò)濾是利用分子透析壓差的原理進(jìn)行過(guò)濾；分離；濃縮；提純。純物理方式，無(wú)相變，無(wú)二次殘留和反應(yīng)物生成。常用的膜法過(guò)濾，按精度依次為：微濾；超濾；納濾；反滲透

1．凈水處理介質(zhì)與方式大致有如下幾種：（精度由低到高，高精度可過(guò)濾低精度的物質(zhì)）

石英砂：祛除大的懸浮物.泥沙.藻類

PP棉（聚丙烯）：過(guò)濾鐵銹。雜質(zhì)。小的懸浮物。

活性炭（煤殼.椰殼）：吸附水中的異色異味，如氯及其生成物。

軟化樹(shù)脂（鈉離子）：與鈣鎂等硬度離子發(fā)生離子交換作用，將較硬的水質(zhì)中的硬度離子交換出來(lái)，起到軟化水的作用。

超濾（UF）：祛除水中的膠體.細(xì)菌.微生物，降解水的濁度和除菌。

納濾（NF）：祛除鈣鎂離子，降解水的硬度。

反滲透（RO）：降解水中的鹽類。

混床（陰陽(yáng)離子交換）：祛除溶解性鹽類。

電滲析（陰陽(yáng)膜+電離）：濃縮水，祛除陰陽(yáng)離子。

EDI（電滲析+離子交換）：祛除鹽類，得到高精度的純水。

以上列舉的在日后的工作中都會(huì)碰到，在原水處理方面還有：

絮凝（加化學(xué)藥劑）：可祛除色度，集合膠體物質(zhì)，形成沉淀。

沉淀（加化學(xué)藥劑）：降解濁度，使水澄清。

爆氣：將地下水中過(guò)多的揮發(fā)性氣體釋放，防止其參與反應(yīng)，影響水質(zhì)。

生化法：培養(yǎng)細(xì)菌分解有機(jī)物。

2.水處理工藝

完整的水處理工藝包括三個(gè)部分：預(yù)處理.核心處理和后處理。

預(yù)處理：祛除懸浮物和大的顆粒物質(zhì)，降低原水的濁度和色味。如機(jī)械過(guò)濾器（石英沙），吸附過(guò)濾器（活性炭）和保安過(guò)濾器（PP棉）。

核心處理：祛除微生物.細(xì)菌.病毒.膠體.大分子物質(zhì)等，如超濾系統(tǒng)（UF）

后處理：除鹽類和小分子，得到更高純度的水分子，如反滲透（RO），離子交換.EDI等。

3.舉例說(shuō)明：

純凈水和礦泉水的基本工藝流程：

純凈水：

原水原水箱增壓泵機(jī)械過(guò)濾（石英砂）吸附過(guò)濾保安過(guò)濾超濾膜一級(jí)高壓泵一級(jí)RO膜二級(jí)高壓泵二級(jí)RO膜純凈水箱成品水

礦泉水：

原水原水箱增壓泵機(jī)械過(guò)濾吸附過(guò)濾保安過(guò)濾中空纖維超濾膜礦泉水箱成品水。