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技術專題
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什么是反滲透技術RO反滲透技術是美國政府和美國太空總署，為解決宇宙飛 船中宇航員的飲用水和載水問題，花巨資歷經多年研發的一項高科技產品，現已廣泛用于軍事、醫療、 工業、民用等各個領域。被譽為本世紀六大高科技之一。這種膜分離技術是依靠反滲透膜的壓力下，使 溶液中的溶劑與溶質進行分離的過程，RO反滲透制取純凈水，直接對接自來水，可有效去除水中的細微 雜質、有機物、重金屬離子、病毒、細菌等有害物質，不僅保留了水分子和溶解氧，還有人體所需的微 量元素，其所制造的純凈水甘甜可口，可直接飲用或大量使用煲湯做飯，徹底解決了水質二次污染，是 目前人們飲用潔凈之水的更安全、更經濟、更方便的飲水方式。 逆滲透技術（簡稱RO）是當今**、節能、效率較高的分離技術。其原理是在高于溶液滲透壓的壓力下，借助于只允許水分子 透過的逆滲透膜的選擇截留作用，將溶液中的溶質與溶劑分離，從而達到純凈水的目的。逆滲透膜是由 具有高度有序矩陣結構的聚合纖維素組成的。它的孔徑為0.1納米，1納米，即一百億分之一米（相當于 大腸桿菌大小的千分之一，病毒的百分之一）。美英等發達國家70%的家庭均使用具有RＯ逆滲透技術的 純水機。美國、加拿大等外國 軍隊均配備RＯ逆滲透純水機，所制的水甘醇甜美，在目前來水**是安 全、高科技的水處理方式。該原理在不改變水的性狀與氧溶量的前提下，達到了水的凈化，被專家們 譽為水處理技術中的“勞斯萊斯”，使用逆滲透原理制成的直飲水（純水）機，可完全去除 水中之致癌物質（三鹵甲烷、THMS等）、有害雜質、毒素、農藥、清潔劑、重金屬、濾過性病毒、細菌 、熱原（PYROGEN）、放射線微粒子、以及一切異色、異味、異臭等危害人體物質，對總體有機污染物的 去除率高達90％以上，1992年中直機關在中南海建立了較早的逆滲透直飲水廠，專為外賓和國家 **供應飲用水。
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軟水器的調節和使用1、 軟水器使用前的檢查，檢查水電鹽：① 水：出水看有沒有 閥門和取樣口進水看有沒有過濾器、閥門和壓力表。② 電：是不是AC220V，50~60Hz。③ 鹽：鹽應放入鹽罐，鹽量有鹽罐高度的2分之1。2、軟水器的 調節：① 調時 間、接上電源后顯示屏顯示時間和周期制水量時間和周期制水量互顯，顯示時間時按上、下鍵調整時間 。② 調時 間后按程序鍵，顯示屏顯示3位數字，數字的多少就是周期制水量的多少，按上、下鍵調整周期制水量， 出水多少定。③ 在按 程序鍵，顯示屏顯示前1（反洗）后3位數字，后3位數字表示反洗時間的多少，按上、下鍵調整時間的多 少，一般8~14分。④ 在按程序鍵顯示屏顯示前2（吸鹽慢洗）后3位 數字，調整同上60-90分。⑤ 按程 序鍵會陸續快洗和注水（快洗時間從快洗開始直到排污管出合格水的時間，注水時間水到鹽罐較高點下 200mm為佳）。3、軟 水器的使用：① 保持 有鹽、有水（0.2-0.6Mpa）有電。② 化驗 水合格不合格，如不合格按軟水器的手動再生，按過后軟水器會自動走完再生程序（再生程序：1、反洗 。2、吸鹽慢洗。3、快洗。4、注水。） 軟水設備故障排除 問題原因解決辦法1、軟化水裝置 不能再生A電源系統出現故障B定時器有毛病C電源中斷A保證電路 完好，檢查保險絲、插頭及開關B重調定時器C重調當天的時間2、出現硬水A旁通閥開啟B鹽罐缺鹽C 射流器或濾網堵塞D鹽罐中水量不足E補水器管子連接外泄漏F內部閥門漏水A關閉旁通 閥B向鹽罐中加鹽 并保持鹽面高于水面C清洗射流器或濾網D檢查鹽罐注水時間，若流量控制閥堵塞則清洗E確信補水器管子沒有破裂，檢查O形圈和管子接頭F重換密封圈、隔柵和活塞3、系統用 鹽過多A裝鹽不正確B鹽罐中水量過多A檢查鹽用量及裝置B看問題74、水壓降低A進出水管路、控制閥通道有異物A清洗各環節部分5、排水管流出樹脂A系統中有空氣B溢流罐控制閥安裝不正確A系統應該 有空氣排出裝置B 檢查并調整出正確溢流速度6A鹽罐中水過量A排水流量控制板堵塞B進水系統堵塞C定時器不循環D鹽液閥中有異物E在鹽液流量控制閥中有異物A清洗B清洗 進水系統及管路C 空調定時器D清洗 此閥E清除異物6B出水出現鹽水A射流器系 統B吸鹽閥中有異 物C定時器不工作D吸鹽流量控制有 異物A清洗或替換B清洗或更換吸鹽閥C更換定時器D清洗或更換7、不能吸鹽A排水流量控制板堵塞B射流器堵塞C射流器網堵塞D管道壓力太低E控制器內部泄漏A清洗排水流量控制板B清洗或更換C清洗或更換D增加壓力E 重換密封圈、隔柵和活塞8、控制器循環不止A定時器故障A更換定時 器9、排水不止A閥中有異 物B控制器內部泄 漏C控制器吸鹽或 反洗時卡住D定時 馬達停轉或卡住A取出活塞 組檢查消除異物，檢查不同再生階段的控制器B更換密封或活塞C更換密封、隔柵、活塞D更換定時器 控制器**編程及相關代號的意義列表 序號程序設定項目代號意義 顯示單位制 式代號（U-）（U-1）表示US Format制式 ，容量單位為gallons，時間為12小時（U-2）表示MetricFormat制式，容量單位為liters,時間為24小時制（U-3）表示CubicMeterFormat制式，容量為m3,時間為24小時制2再生類型代號（7-）（7-1）表示控制器為時間延時再生型（7-2）表示控制器為流量即時再生型，出水量達到軟水處理量設定值后，即開始再生（7-3）表 示控制器為流量延時再生型，出水量達到軟水處理量設定值，并且時間到達所設定的再生時間時開始再 生3軟水處理量代號無用于設定控制器進行再生前的軟水處理量，定時型控制器不顯示 該項目4再生時間代號無用于設定控制器再生時間，對于流量即時再生型控制器，不顯示該 項目5再生日期代號（A-）（A--）用 于設定控制器再生間隔天數，僅對定時型控制器起作用（A OFF）當控制器類型為流量即時或流量延時再 生型時顯示此值6再生程序步驟代號（1--）（2--）（3--）（---）（1—8）用于設定再生時反沖洗（step1-Backwash）所需時間（2-58）用于設定再生時反沖洗 （step2-Brine/Rinse）所需時間（3—8）用于設定再生時快洗（step3-RspidRinse）所需時間（4-11）用于設定再生時鹽箱注水（step2-Brine/Refill）7流量計規格代號（F-）（F133）設定3/4渦輪流量計為US Format制式（F35.1）設定3/4渦輪流量計為 MetricFormat制式8閥體類型代號（0--）（0--1）用于確定閥體類型為5600SE（0--2）該項沒有定義9電源頻率代號（LF）（LF50）設定控制器電源頻率為50Hz（LF60）設定控制器電源頻率為60Hz10設定程序缺省值按住Up或Down鍵25秒鐘，直到時間顯示為12：00PM，則所有的先項恢復為控制器出 廠設定值注：列表內容的設定需要由廠方技術人員 或有經驗的操作人員根據控制器的具體型號進行編程。
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新型自潔式飲水凈化器的研制目前公知的飲水凈化裝置 很多,其中不乏效果良好者,但這些凈化裝置存在兩個共同的缺點：一是內芯不能自潔；二是內芯材料成 本高。由于存在上述缺點，即使凈化效果很好的凈化器也只能保證初始效果，隨著使用時間的增長，內 芯截流而積聚的污染物也愈來愈多，很快就達到“收支平衡”，從而失去凈化效果。而消費 者卻誤把出水當作凈化水飲用，以致損壞健康。盡管多數產品在說明書中都告戒消費者要定期更換濾芯 ，但很多用戶無法檢測水的質量，同時也難以記住上一次更換濾芯的時間，加之濾芯更換既麻煩成本又 高，頻繁更換濾芯一般的消費者也無法接受。正是這些問題的存在，使凈水器的推廣、普及受限。1、 設計思想及相關技術方案自潔式飲水凈化裝置的內芯采 用AXLX專用濾料，其粒度為40~100目，濾料的裝入量為濾殼容積的三分之二。當原水自殼體下端的入口 而進入，穿過濾料腔自殼體上端出口而出時,原水中的細菌等雜質即被攔截在濾料層。當凈化器處于工作 狀態時，濾料腔中的濾料借助水壓，全部上升，形成致密的濾層，停止進水后，由于濾料的比重大于水 ，加之濾料處于懸空狀態，因而自下而上、一層一層地、松散地下落，在濾料下落的過程中，濾層截流 的污物即被釋放于水中，并懸浮于濾料腔上部的余水中，當再次打開進水后，濾料再次上升，將含有污 物的余水擠出濾料腔排除。因此，用戶能在開機后的起初幾秒內明顯地看到一股混水，只要每次將這股 混水棄之不用，就能確保凈化水的質量。2、 效果由于上述方案 的采用，使該凈化器中的濾料就像人的肺一樣，處于一種規律性的“呼吸”狀態，從而達到 自潔的效果。自潔式凈化器的性能測試結果如表1、表2所示：表1 自潔式飲水凈化器凈化能力測試結果 細菌總數/（個.mL-1）大 腸菌群/（個.L-1）細菌總數/（個.mL-1）大腸菌群/（個.L-1）細菌總 數/（個.mL-1）大腸菌群/（個.L-1）凈化前16213862512800510凈化后002071注：表中除第 一組數據的原水采用自來水外，余下的均人為向水中滴加 了花肥水。 初始效果7天后1月后半年后一年后二年后凈化后細菌總數/（個.mL-1）000013３、討論 ａ、從表2的數據看出，一年后和二年后的出水中仍含有少量的細菌，雖然 遠低于國標的100個以下，但仍需找出原因。經打開凈化器觀察發現濾料厚度分別減少了10%和20%。說明 濾料有輕微的磨耗，這表明凈化器每用一年，需向水中補充相當于總量10%的濾料。b、由于本方案 選擇了合適的濾料密度、粒度和濾層厚度，因此當水壓偏低時，濾料雖然整體上浮但壓的并不緊，水流 能順利通過濾層；當水壓偏高時濾料不僅上浮而且壓的很緊，其阻力增加，對水流的速度起到限 制作用，這種濾料緊密度的自動調節功能即使濾料的翻騰狀態難以形成，又使凈化器的出水速度趨于一致。
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活性炭水處理的主要影響因素由于活性炭水處理涉及的吸附過程和作用原理 較為復雜,因此影響因素也很多，主要與活性炭的性質、水中污染物的性質、活性炭處理的過程原理以及 選擇的運轉參數與操作條件有關。一、 活性炭的性質由于吸附現象發生在吸附劑 表面上，所以吸附的比表面積是影響吸附的重要因素之一，比表面積越大，吸附性能越好。因為吸附過程可以看作三個階段，內擴散對吸附速度影響較大，所以活性炭的微孔分布是影響吸附的另 一重要因素。此外活性炭的表面化學性質、極性及所帶電荷，也影響吸附的效果。用于水處理的活性炭應有三項要求：吸附容量大、吸附速度快、機械強度好。活性炭的吸附容量除其 他外界條件外，主要與活性炭比表面積有關，比表面積大，微孔數量多，可吸附在細孔壁上的吸附質就 多。吸附速度主要與粒度及細孔分布有關，水處理用的活性炭，要求過度孔（半徑20~100A）較為發達， 有利于吸附質向細孔中擴散。活性炭的粒度越小吸附速度越快，但水頭損失要大，一般8~30目范圍較為 合適，活性炭的機械耐磨強度直接影響活性炭的壽命。二、 吸附質（溶質或污染物）的性質同一種活性炭對于不同污染物的吸附能力有很大差別。1、 溶解度對 同一族物質的溶解度隨鏈的加長而降低，而吸附容量隨同系物的系列上升或分子量的增大而增加。溶解 度越小越容易吸附。如活性炭從水中吸附有機酸的是按甲酸-乙酸-丙酸-丁酸而增加。2、 分子構造吸附質分子的大小和化學結構對吸附也有較大的影響。因為吸附速度受 內擴散速度的影響，吸附質分子的大小與活性炭孔徑大小成一定比例，有利于吸附。不飽和鍵的有機物 較飽和鍵的有機物易于吸附。芳香族的有機物較脂肪族的有機物易于吸附。3、 極性活性炭基本上可以看成是一種非極性的吸附劑，對水中非極性物質的吸附能力大于極性物質。4、 吸附質（溶質）吸附質的濃度在一定范圍時，隨著濃度的增高，吸附容量增大。 因此吸附質的濃度變化活性炭對這種吸附質的吸附容量也變化。三、 溶液PH的影響溶液PH值對吸附的影響要與活性炭和吸附質的影響綜合考慮。溶液PH值控制了酸性或堿性化合物的 溶解度，當PH值達到某個范圍時，這個化合物就要離解，影響對這些化合物的吸附，溶液的PH值還會影 響吸附質的帶電情況。由于活性炭能吸附水中氫、氧離子，因此影響對其他離子的吸附。活 性炭從水中吸附有機物的效果，一般隨溶液的PH值的增加而降低，PH值高于9.0時不易吸附，PH值越低時 效果越好。在實際應用中通過實驗確定更佳PH值范圍。四、 溶液溫度的影響因為液相吸附時吸附熱較小，所以溫度的影響較小。吸附是放熱反應，吸附熱即活性炭吸附單位重量的吸附 質放出的總熱量。吸附熱越大，溫度對吸附的影響越大。另一方面，溫度對吸附質的溶解度有影響，因 此對吸附也有影響。用活性炭處理水時，溫度對吸附影響不顯著。五、多組分吸附質共存的 影響應用吸附法處理水時，通常水中不是單一的污染物質，而是多組分污染物的混合物。在 吸附時，他們之間可以共吸附，互相促進或干擾。一般情況下，多組分吸附時分別的吸附容量比單組分 吸附時低。六、 吸附操作條件因為活性炭液相吸附時，外擴散（液膜擴散）速度 對吸附有影響，所以吸附裝置的型式、接觸時間（通水速度）等對吸附效果都有影響。綜上所述，影響吸附的因素很多，應綜合分析，根據具體情況，選擇更佳吸附條件，達到更好的吸附效果。
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飲用水深度處理技術研究進展目前我過飲用水處理工藝多為混凝、沉淀、過 濾、消毒,這種常規處理工藝能有效去除水源水中的色度、懸浮物、膠體物質、細菌,但對有機物,尤其是 溶解性有機物的去除效率低下（20%~30%)。而為解決地表水源中存在的氨氮濃度普遍較高及出水中細菌 指標問題,一般采用加氯工藝,氯易與水中的腐殖物等有機物反應生成大量的有機鹵化物已被證明是 “三致”物質,對人體有很大危害.同時氯對水中的賈第蟲和隱孢子蟲殺滅效果不佳。研究發 現,飲用水中的溶解性有機物的含量與細菌總數有著直接的聯系。水中的溶解性有機物量高,會引起細菌 在配水管網中的重新繁殖,一般認為,為保證用水的生物穩定性,氯化出水的可同化有機碳(AOC)必須控制 在50~100ug/L以下,目前我國大部分水廠出水還沒有達到該項標準.隨著人民生活水平的提高, 人們對飲用水水質有更高的要求,并提出直飲水的要求,分質供水已成為必然趁勢.由于短時期內要改變水 源水污染現狀顯得不大可能，有效的途徑是對飲用水進行深度精華,目前已研究開發出多種深度凈化技術, 有的已投入實際運用。1、 化學氧化臭氧是飲用水深度處理技術中運用較為廣泛的化學氧化劑，不僅用于除色、味、溶解性的錳、鐵、酚等，而且可以破壞某些有機微污染物的分子結 構，將大分子難降解有機物轉變為小分子易降解物質，大劑量臭氧的加入可使水中的有機物無機化，但 同時會增加臭氧副產物的生成量，經濟上也不可行。臭氧對三氯甲烷、鹵乙酸前質表現出較好的去除效 果，但對已形成的消毒副產物去除效果較差，在溴化物存在的情況下，優先與其生成致癌性很高的溴酸 鹽。臭氧氧化還將導致AOC升高，飲用水的生物穩定性下降，引起管網中細菌增殖，所以很少將臭氧單獨 用于實際運用中，一般與活性炭聯用。2、 光化學氧化技術光化學氧化技術是通 過化學氧化和光輻射的共同作用，使水中產生許多活性極高的烴基自由基，這些自由基易破解水中難降 解有機物的結構，其氧化效果與速率比單獨使用化學氧化或光輻射效果要好得多。目前研究較多的是光 催化氧化和光激發氧化。2.1光催化氧化是以n型半導體為敏化劑的一種光敏化反 應，通過在水中加入一定數量的半導體催化劑，在UV輻射下發生價帶電子激發遷移，產生具有極強氧化 性的價帶空穴，空穴具有很強的獲得電子的能力，能將半導體顆粒表面的OH-和H2O分子轉化為氧化能力 和反應性很強的烴基自由基，氧化水中的有機物。光催化氧化在實際運用中還存在一些問題 ，催化劑長期使用后的中毒、再生回收以及對飲用水的安全問題還待進一步的研究。2.2光激 發氧化是以O3、H2O2等作為氧化劑，常用的工藝有UV+O3、UV+H2O2。對水源中兩種典型消 毒副產物生成勢的研究發現，采用UV+O3工藝。1小時后TOC去除了50%，三氯甲烷生成勢、鹵乙酸生成勢 分別下降了80%和70%，比單獨使用UV或O3效果好得多。UV+H2O2工藝與20世紀80年代開始用于 飲用水處理，但在實際運用中存在HRT時間長、H2O2投量大及余量處理等問題。3.吸附技術以活性炭為代表的多孔性介質，具有發達的空隙結構和巨大的比表面積，能去除水中的臭、 味、天然與人工合成有機物、重金屬等，是目前較為成熟的凈化工藝。但因其自身吸附特性和吸附容量的限 制，不能保證對所有的有機物有穩定的和長期的去除效果，同時對低分子極性強和大分子有機物不 能有效吸附，其吸附更佳分子量范圍500~3000Dalotn。4.膜技術膜分離被認為是具有發展潛力的飲用水深度處理技術，運行穩定，無二次污染，具有其它技術無法比擬的優點。根據 膜孔徑的不同分為：微濾、超濾、納濾和反滲透。這些膜對細菌都有很好的截流作用，是去除賈第蟲和 隱孢子蟲的有效方法。微濾和超濾主要去除原水中的懸浮顆粒、膠體物質，對溶解性有機物的去除率不 高；納濾能有效去除水中溶解性有機物、THMFP、色度及多價離子，但單價離子的截留效果較差；反滲透 幾乎能截留水中的所有物質、離子。5.礦化技術健康的水應是去除了有機污染物 、三致物質、病原菌、病毒和病原原生物的，并且含有適量微量元素和礦物質的有益于健康的水，我們 在對水進行深度處理的同時，也去除了部分對人體有益的微量元素，所以有必要對深度處理出水進行礦 化處理。目前運用較多的是將深度處理出水流經木魚石，它會溶出Ca2+、Mg2+等常量元素和Sr、Se等微 量元素。6.結語任何一種深度凈化工藝都有其更佳的適用范圍，在實際應用中， 應根據原水水質及應用需求合理選擇工藝。面對目前短期內不可扭轉的水源污染現狀，如何有效利用現 有技術，進一步開發經濟、安全、實用性強的深度凈化新工藝顯得尤為重要。
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水在改變遠古時期，我們的祖先飲用的水都是直接取自河流、山泉，那時的 水是純凈的、天然的。如今，河流、山泉依舊在，水卻早已不同。特別是在近兩百多年來，工業革 命帶來的科技成果不僅改變著人們的生活條件，而且也造成了無處不在的化學技術、工業污染越發嚴重地 破壞著地球環境的固有平衡，尤其是與我們生活息息相關的水資源，正在遭受著嚴重的污染。在如今的 河水、井水（地下水）、泉水等天然水中，包含著無數的懸浮物、膠體、鈣、鎂等有害重金屬離子以及 成千上萬的微生物病菌。在我們周圍，由于不衛生的飲用水造成的中毒、傳染病等事故屢見 不鮮。根據 “ 世界衛生組織 ” 和 “ 全國飲用水源調查 ” 結果顯示，全世 界每年因飲用不潔凈的水而死亡的人數多達 2500 萬。我國目前 24% 的人口飲用水質不良的水。其實，并不是我們比祖先更脆弱了，而是如今的天然水已經成為對人體有害的 “ 毒水 ” 。自來水 “ 安全 ” 不 “ 健康 ”既然 “ 自然水 ” 已經無法直接飲用，我們就需要通過特殊的設備來改變水的性質。在城市里， 我們平時接觸的自來水，就是經過了過濾、沉淀、漂白等程序，基本上符合人體飲用標準的 “ 衛 生水 ” 。只是由于近些年來，由于管道老化等原因造成的自來水的二次污染，及其中消毒劑副產 物、有機物、環境激素等不安全物質的存在，如今的自來水只能保證飲用不會立即得病，長期直接飲用 對健康的影響就不得而知了。一句話：自來水是 “ 安全 ” 的，但離 “ 健康 ” 卻還很遙遠。軟水、硬水與純凈水我們生活中的水可以分為硬水、軟 水和純凈水。硬水是指包含大量鈣、鎂等礦物質離子的水。這種水的洗凈力較低，不容易去 污，主要是因為硬水中的鈣鹽、鎂鹽與香皂相互作用，會形成不溶于水的膠質物。這種具有黏附性的物 質不僅會導致皮膚過早老化，造成衣物纖維僵硬，還會形成水垢，堵塞管道。硬水給人們的生產、生活 帶來極大的不便。在杯子、水壺中見到的水垢、水堿就是硬水的證明。北方地區的天然水、自來水大都 屬于硬水。軟水，就是凡不含或含有少量鈣、鎂離子的水。由于置換了大部分水中的礦物質 離子，軟水能夠避免沐浴器具、管道結垢堵塞，對人們的皮膚和頭發也有好處，使用軟水洗臉有助于肌 膚的清潔，使肌膚更加舒服，減少粗糙感；使頭發不再枯黃，變得更健康。由于軟水置換鈣鎂時用的是 鈉，所以水中的鈉離子含量較高，作為飲用水對心臟功能有影響。純凈水，也叫純水，這種 水中不含有任何雜質。除了水分子以外，微生物、懸浮物等全都被除去了，礦物質元素也被大部分去除 ，但不完全，這種水完全符合飲用衛生標準。
