一、水的基本知識 

1.水的定義：常溫下，水是無色.無味.無臭.透明的液體,純水幾乎不導電。

水是一切有機化合物和生命物質的氫的來源。

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：是雨水經過土壤及地層的滲透流動而形成的水。如泉水.井水。

3.天然水中含有哪些雜質？按顆粒大小如何分類？

水中雜質種類極多。按其性質可分為無機物.有機物和微生物。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），包括各種無機.有機的低分子物及其離子，在水中成為溶液。

2）膠態分散系。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顆粒大小如下：

1）分子離子：

無機物：H2O，O2，CO2 和K+，NA+，CA2+，Mg2+,CL

-,NO3-,OH-.

有機物：染料，谷氨酸，蔗糖，甲酸，乙酸，剛果紅，乙胺，苯酸，二苯醋酸。

2）膠態分散系：

無機物：金溶膠，硅溶膠，金屬氫氧化物，碳黑，黏土

有機物：脫氧核糖核酸DNA，酶，蛋白質，纖緯素，橡膠，絮凝劑

微生物：病毒

3） 粗分散系：

無機物：顏料，金屬粉塵，煤塵，灰塵，水泥，浮選礦粉，細泥，中砂

有機物：紅血球，紙漿纖維，石油微滴，頭發粗

微生物：細菌，硫磺菌，藻類，酵母，阿米巴，動物性浮游生物

4.什么是水中的懸浮物質？

水中的懸浮物質是顆粒直徑約在0.1微米以上的微粒，肉眼可見，這些微粒主要是由泥沙.黏土.原生動物.藻類.細菌.病毒以及高分子有機物等組成，常常懸浮在水流中，產生水的渾濁現象。重的顆粒會沉下來，主要是沙子和黏土異類的無機物質。輕的微粒會浮于水面上，主要是動植物及其殘骸的一類有機化合物。用過濾等分離方法可以除去。懸浮物是造成濁度.色度.氣味的主要來源。

5.什么是水中的膠體物質？

水中的膠體物質是指直徑在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。天然水中的無機礦物質膠體主要是鐵.鋁和硅的化合物。天然水中的有機膠體物質主要是植物和動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含量最多，因此常常使水呈黃綠色和褐色。

由于膠體物質的微粒小，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，它們在水中不能相互黏合而處于穩定狀態。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？水中溶有哪些主要離子和氣體？

水中溶解物質是直徑小于或等于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。溶解物質在水中呈真溶液狀態，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，主要是水流經巖層時所溶解的礦物質。

天然水中常見的溶解氣體有氧氣，二氧化碳，硫化氫，二氧化硫，氮氣和氨等。這些溶解于水中的氣體，大都對金屬有腐蝕作用，是引起水系統金屬腐蝕的重要因素。

7.天然水中的雜質對水質有些什么影響？

1）懸浮物質：

泥沙.黏土.：使水渾濁.產生沉積；

藻類及原生動物：使水有色度.有臭味.渾濁并產生黏泥；

細菌：致病.產生黏泥.產生腐蝕；

其他不溶物質：產生沉積；

2）膠體物質：

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

3）溶解物質：

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

鈉鹽（碳酸氫鈉：產生堿度；碳酸鹽：產生堿度；硫酸鹽：產生含鹽量；氯化物：產生鹽類.氣味；氟化物：過量會致病。）

鐵鹽及錳鹽：產生氣味.硬度和腐蝕金屬。

氣體：氧：產生腐蝕；

二氧化碳：產生腐蝕和酸度；

硫化物：產生腐蝕.酸度和臭味；

有機分解氣體：污染水體

8.水中的有機物質是指什么？有機物對水體有什么危害？

水中的有機物質主要是指生活污水.工業廢水的污染物和腐殖酸和富里酸的化合物，腐殖物質是水生生物一類的生命過程的產物。生活污水主要是人體排泄物和染料.有機酸.各種有機合成的工業制品.有機原料等。這些有機物污染著水體，并使水質惡化。

水中的有機物有個共同特點，就是要進行生物氧化分解，需要消耗水中的溶解氧，而導致水中缺氧。同時會發生腐敗發酵，使細菌滋長，惡化水質，破壞水體；工業用水的有機污染，還會降低產品的質量。有機物是引起水體污染的主要原因之一。

9.為什么水中會有臭味？

清凈的水是無臭無味，無色透明的液體。但被污染的水體，常會使人感覺有不正常的氣味。用鼻聞到的稱為臭，用口嘗到的稱為味。水的臭味主要來源于：

1）水中的水生動物.植物和微生物的繁殖和腐爛而發出的臭味；

2）水中的有機物質的腐敗分解而散發的臭味；

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）排入水體的工業廢水所含雜質如石油.酚類等的臭味；

6）消毒水過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。

溶解固體是指水經過過濾之后，那些仍然溶于水中的各種無機鹽類.有機物.微生物等懸浮物質。

總固體的測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，因為溶解固體不僅包括水中的溶解鹽類，還包括有機物質。同時，水的含鹽量與總固體的含義有所不同，因為總固體不僅包括溶解固體，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的微粒，使得原是無色透明的水產生渾濁現象，其渾濁的程度稱為渾濁度。渾濁度是表達水中不同大小.不同相對密度.不同形狀的懸浮物.膠體物質.浮游生物和微生物等對光所產生的效應。并不是直接表示雜質的含量，但與雜質存在的數量相關。

渾濁度是一種光學效應，是光線透過水層時受到阻礙的程度，表示水層對于光線散射和吸收的能力。

控制渾濁度是工業水處理的一個重要內容，也是一項重要的水質指標。根據水的不同用途，對渾濁度要求不同，生活飲用水的渾濁度不超過1NTU；循環冷卻水補給水渾濁度小于2-5NTU，反滲透除鹽進水要求小于0.5NTU

13.什么是水的色度？

水的色度是對天然水或處理后的各種水進行顏色定量測試時的指標。天然水經常顯示出淺黃.淺褐色或黃綠等不同的顏色。產生顏色的原因是由于溶于水的腐殖質.有機物或無機物質所造成。另外，當水體受到工業廢水的污染時也會呈現不同的顏色。這些顏色分為真色和表色。真色是由于水中溶解物質引起的，也就是除去水中懸浮物后的顏色。而表色是沒有除去水中懸浮物時的顏色。這些顏色的定量程度就是色度。

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

14.什么是水的硬度？

水中有些金屬陽離子，同一些陰離子結合在一起，在水被加熱的過程中，由于蒸發濃縮，容易形成水垢，附著在受熱面上而影響熱傳導，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，鋅等金屬離子也會形成硬度，但由于它們在天然水中的含量很少，可以略去不計。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，為了一個統一的比較標準，有必要換算為另一種鹽類。通常用CaO或者CaCO3的質量濃度來表示。當硬度等于0.5mmol/L時，等于28mg/L的CaO或等于50mg/L的CaCO3。

15.什么是水的電阻率？

在測定水的導電性能時，與水的電阻值大小有關，電阻值大，導電性能差，電阻值小，導電性能就良好。

水的電阻率的大小，與水中含鹽量的多少.水中離子含量.離子的電荷數以及離子的運動速度有關，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。

16.什么是水的電導率？

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

由于水溶液中溶解鹽類都以離子狀態存在，因此具有導電能力，所以電導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對數值。

18.什么是電解質？

電解質是在水溶液中能夠導電的物質，非電解質則沒有這種能力。所有酸.堿.鹽都是電解質。電解質在水中具有導電能力的原因是由于它在水中發生離解或電離，生成帶正電荷的陽離子和帶負電荷的陰離子。

19.什么是化學需氧量（COD）？

在一定的條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質多少的一個指標。水中的還原性物質主要是有機物。因此COD又往往作為衡量水中有機物含量多少的指標。COD越高，說明水體受有機物污染越嚴重。

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，水中能分解的有機物質完全氧化分解時所消耗氧的量稱為生物化學需氧量簡稱生化需氧量。BOD的多少，表明水體受有機物污染的程度，反映出水質的好壞。

21.什么叫總需氧量（TOD）？

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

22.什么叫總有機碳（TOC）？

水中的有機物質的含量，以有機物中的主要元素-碳的量來表示，稱為總有機碳。

   TOC的測定是在高溫下，使水樣中的有機物氣化燃燒，生成CO2，測定其生成的CO2的量，即可知總有機碳量。

若將水樣經過0.2um微孔膜過濾后，測得的碳量即為溶解性有機碳（DOC）。TOC，DOC是較為經常使用的水質指標。

2，應用水的分類：

1）自來水：是由水分子.微生物.礦物質及其他有機物和無機物組成的物質。

2）礦泉水：水中的礦物質超過一定標準的水。

3）純凈水：除了水分子以外，不含有任何其他物質的水。

4）高純水，超純水：根據工業用途：經過反滲透膜處理，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：自來水經過工業或者民用使用過的水。 ­

6）污水：一般指經過工業或民用使用后污染指標嚴重的水。

7）冷凝水，冷卻水，循環水，鍋爐補給水，回注水，：電廠.石油.化工。鋼廠等大型企業工業用水經過循環過程的水。

  二、水處理的基本知識

水處理的方式通常有電位差；壓力差；化學法等方式，膜過濾是利用分子透析壓差的原理進行過濾；分離；濃縮；提純。純物理方式，無相變，無二次殘留和反應物生成。常用的膜法過濾，按精度依次為：微濾；超濾；納濾；反滲透

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

石英砂：祛除大的懸浮物.泥沙.藻類

PP棉（聚丙烯）：過濾鐵銹。雜質。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。

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

超濾（UF）：祛除水中的膠體.細菌.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（陰陽離子交換）：祛除溶解性鹽類。

電滲析（陰陽膜+電離）：濃縮水，祛除陰陽離子。

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碰到，在原水處理方面還有：

絮凝（加化學藥劑）：可祛除色度，集合膠體物質，形成沉淀。

沉淀（加化學藥劑）：降解濁度，使水澄清。

爆氣：將地下水中過多的揮發性氣體釋放，防止其參與反應，影響水質。

生化法：培養細菌分解有機物。

2.水處理工藝

完整的水處理工藝包括三個部分：預處理.核心處理和后處理。

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

核心處理：祛除微生物.細菌.病毒.膠體.大分子物質等，如超濾系統（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械過濾（石英砂）吸附過濾保安過濾超濾膜一級高壓泵一級RO膜二級高壓泵二級RO膜純凈水箱成品水

礦泉水：

原水原水箱增壓泵機械過濾吸附過濾保安過濾中空纖維超濾膜礦泉水箱成品水。