一 水的分類(lèi)
在(zài)不同的場合,水也有不同的(de)種類與區別(bié),其水(shuǐ)質也是會有明顯的(de)差別(bié)。
1、地(dì)下(xià)水與地表水
地下水——有機物(wù)和微生物汙染較少,而鈣鎂等離子則會溶解的較多,硬度較高的水容易結水(shuǐ)垢(gòu);有時鐵/錳/氟離子超標,不能滿足生產和生活用水的需求。
地表水——較地下(xià)水有機(jī)物與微生物汙染(rǎn)也(yě)較多,如果該地屬於石灰岩地區,其地表水往往也有較大的硬度(dù),如四川的德陽、綿陽、廣元、阿壩等地區。
2、硬水與軟水
硬水——水中鈣鎂等金屬離子(zǐ)的總濃度稱為硬度,硬水(shuǐ)對鍋爐等生產用水影響很大,應對其進行軟(ruǎn)化(huà)/脫鹽處(chù)理。硬度大(dà)於200mg/L的(de)通常就(jiù)稱之為硬(yìng)水。
軟水——即硬度較小的水。一般是指將水中的鈣鎂等離子的含量降低或去除(chú)到一定程度的(de)水。
3、原水與淨水(shuǐ)
原水——通常是指水處理設備的進水,如常用的城市自來水(shuǐ)(國(guó)際稱為生活飲用(yòng)水)/城郊地下水/野外地表水等,常以TDS值(水中溶解性總固(gù)體含(hán)量(liàng))檢測其(qí)水質,中國城市自來水TDS值通常為100~400ppm。
淨水——原水經過水處理設施處理後即稱之為淨水。
4、純淨水(shuǐ)與(yǔ)蒸餾水
純淨水——原水經過反滲透(tòu)和殺菌裝置等成套水處理設施後,除去了原(yuán)水中絕大部分無機鹽離子、微生物和有機(jī)物雜質,可以直(zhí)接生飲(yǐn)的純水。
蒸餾水(shuǐ)——以蒸餾(liú)方式製備的純水,通常不用於飲用。
5、純水和超純水
純(chún) 水——以反(fǎn)滲透、蒸餾、離子交換等方法製備(bèi)的去離子(zǐ)水,其TDS值(zhí)通常0.1MΩ.cm)。
超純水——以離子交(jiāo)換、蒸餾、電除鹽等方法將純水進一步提純去離子即得,其TDS值不可測,電導率通常10MΩ.cm),其離子幾乎完全去除。理論上最純水電阻值(zhí)為18.25 MΩ.cm。
6、純化水和注射用水
純化水——醫藥行業用(yòng)純水稱之為純(chún)化水,電導率通常要求
注射(shè)用水——純化水經多效蒸(zhēng)餾/超濾法(fǎ)再次提純去除熱原後用以配製注射劑。
二(èr) 水中雜質
H2O=H++OH-
在自然界中,單純由H2O分子構成(chéng)的純水(shuǐ)是不存在的,水中通常含有以下(xià)各種雜質:
1、 顆粒物質:水中不溶性的大於10μm的(de)無機和(hé)有機雜質(其中大於40μm的肉眼可(kě)見),如自來水中常有的(de)泥(ní)沙、金屬氧化(huà)物或氫氧化物等。
2、 離子物質:指溶於水後(hòu)解離為陰、陽離子的物質,水中陰、陽離子的總和稱作水的含鹽量。水中鐵錳(Fe2+、Mn2+)含量超標(>0.3mg/L),應通過(guò)錳砂過濾器或曝氣裝置去除鐵錳(měng)離子,否則將會對RO膜形成不可清除(chú)的沉積汙堵。
3、 膠 體:按大(dà)小,膠體是介於離子(zǐ)和顆粒物之(zhī)間(jiān)的物質,其尺寸在0.1μm~0.01μm,通常帶有負電荷,易與有機物質結合。
4、 有(yǒu) 機 物:物質可(kě)分為有機物和無機物兩大類,碳氫類化(huà)合物屬有機物,非碳氫類化合物為無機物。有機物通(tōng)常可以燃燒,為構(gòu)成生命的主要物質。天然有機物主(zhǔ)要為(wéi)水生生物產生的腐殖酸。近年來(lái),工業廢液、肥料、殺蟲劑等人工合成有機物對水環境有很大汙染。溶(róng)解於水中的有(yǒu)機(jī)物質,主要是多功能團芳(fāng)香族類的大分子弱性有機酸,易(yì)吸附在RO膜濾層而導致RO膜性(xìng)能的衰退。
5、 氣 體:O2、CO2、NH3、N2等部分氣體可溶於水,在(zài)水中反應(yīng)後生成某些酸根離(lí)子,影響成品水的水質。超純水若敞放於空氣中,水(shuǐ)質即迅速下(xià)降。
6、 微 生 物:細菌、病(bìng)毒、孢子等,其尺寸為微米級(jí)。
7、 熱 原(yuán):純水屬極低營養環境之水體,但仍(réng)有少量細菌——革蘭陰性類細菌——可以生存,其及(jí)誘導(dǎo)菌類進入人體(tǐ)血液,會導致發熱,高燒甚至死(sǐ)亡,故稱為熱原(又稱為內毒素)。注射用(yòng)水和(hé)生物細胞類實驗用水要求必須去除熱源。
注:內毒素(Endotoxin),又名脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS),主(zhǔ)要是(shì)革蘭氏陰性細菌(Gram-Negative Bacterial,GNB)合成的一種毒素,是細菌(jun1)細胞壁的外部結(jié)構由O-特異性側鏈、核(hé)心多糖、類脂A組成。其中核心多糖分為連接O-特異鏈的外(wài)核部分和連接類脂A的內核部分,內核(hé)部分含有庚糖的(de)2-酮基-3-脫氧辛酸(KDO)兩種特殊的糖類分子,而KDO和類脂A具有毒(dú)性[1]。這些成分性(xìng)質穩定,耐熱、毒性較外毒素弱,對組織器官無選擇性[2]。人們已逐漸認識到感染狀(zhuàng)態所致的全身炎性反應綜合征(zhēng)(SIRS)以(yǐ)及進一步惡化發展成為(wéi)多器官功能障礙綜(zōng)合征(MODS)使嚴(yán)重感染患者走向死亡的主要途徑,而該惡性進(jìn)展(zhǎn)的關鍵啟動因子即為內毒素[4]。內毒素可直接(jiē)和一(yī)係列宿(xiǔ)主炎性細胞如單核細胞、中性粘細胞、內質細胞相互作用,刺激其釋放腫瘤壞死因子(TNF)和白介素1(IL-1)等細胞(bāo)因子。當機體接(jiē)受大量的內毒素刺激時,將觸(chù)發強力(lì)的炎症反應,最終導致敗血(xuè)性休克[3]。
8、 消 毒 劑:原(yuán)水經自來水公司處理後,水中會留有次(cì)氯酸鈉等消毒(dú)劑,餘氯為強氧化
物質對RO膜有相當的破壞作用,故要以(yǐ)活性炭單元濾(lǜ)除餘(yú)氯。可以使RO膜產水量加大脫鹽率降低。
三.純水製備
膜(mó)型號解(jiě)釋(shì):
0844罐 08表示罐的(de)直(zhí)徑8英寸*2.54=20.32 厘米; 44表示罐的高度44*2.54=111.76 厘米
RO的孔徑=0.001—0.01 μm
NF的孔徑=0.01 ---0.1 μm
UF的孔(kǒng)徑=0.1 -- μm
MF的孔徑=1μm
重量體積比(溶液濃度):
1 ppm=1mg/L (百萬分之一濃度)
1 ppb=1μg/L (十億分之一濃度)
1 ppt=1 ng/L (萬億分之一濃度)
電導率
電導率是表示水中溶(róng)解離子導電能力的指標。沒(méi)有離子的理想純水,不會產生電流。電導率用電導率儀測(cè)量,其單位為微西門(mén)子/厘米(μs/cm)。電導率也是測量水(shuǐ)中離子濃度的(de)簡便方法,但不能精確反(fǎn)映離子種類。離子構成不同,電導值也不同;但電導的數(shù)值隨離子濃度(dù)增加而增加。
TDS(溶解固體總量)儀是利用變換因子將電導率(lǜ)值轉換為TDS值。在水質分析中,可用不同離子對應的不同轉換係數(shù)或溶解固體總(zǒng)量(TDS)對應的單一轉換係數,估算電導率的數值。可用二(èr)氧化碳的ppm濃(nóng)度的平方根乘以0.6求得其電導率;矽離子對電導率變化不產生影響。RO高純(chún)水最精確的電導率數值是(shì)在線測量的。否則,高純(chún)水暴露於空(kōng)氣之中,將改變(biàn)其二氧化碳含量。導致電導率降低。
1ppm=2us
脫鹽率(lǜ)和透(tòu)鹽率
脫鹽率――通過反滲透膜從係統進水中去除可溶(róng)性雜質濃度的百分比。
脫鹽(yán)率=(1-產(chǎn)水含(hán)鹽量/進水含鹽量)×100%
透鹽率――進水中可溶性雜質透過膜的百(bǎi)分比.。
透鹽率=100%-脫鹽率
回收率=(產水量/進水流(liú)量)×100%
(1) 反滲透法:
RO(Reverse Osmosis)反滲透技(jì)術是(shì)利用壓力差為動力的膜分離過(guò)濾技(jì)術. 當純水(shuǐ)和鹽水被理想半透膜隔開(kāi),理想半(bàn)透膜隻允許水通過(guò)而阻止鹽通過,此時膜純(chún)水(shuǐ)側的水會自(zì)發地通(tōng)過半透膜流(liú)入鹽水一側,這種現象稱為滲透,若在膜的鹽水側施加壓力,那麽水(shuǐ)的自(zì)發流動將受到抑製而減慢,當施加的壓力達到某一數值時,水通過膜(mó)的淨流量(liàng)等於零,這個壓(yā)力稱為滲透壓力(lì),當施加在膜鹽水側的壓力大於滲透壓力時,水的流向就(jiù)會逆轉,此時,鹽水中的水將流入純水側,上述現象就是水的反滲(shèn)透(RO)處理的基本原(yuán)理。
占(zhàn)地麵積小,脫鹽率高,原水利用率高(gāo)。
RO(Reverse Osmosis)反滲透技術(shù)是利用壓力差為動(dòng)力的膜分離過濾技術,源於美國二十世紀六十年代宇航科技的研究(jiū),後逐(zhú)漸轉化為民用,目前已廣泛運用於科研、醫藥、食(shí)品(pǐn)、飲料、海(hǎi)水淡化等領域。
RO反滲透膜(材質為芳香族聚酰胺複合材料)孔徑小至納米級(1納米=10-9米(mǐ)),在一定的(de)壓力下,H2O分子可以通過RO膜,而源水中的無機鹽(yán)、重金屬離子(zǐ)、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質無法(fǎ)通(tōng)過(guò)RO膜,從而使可以(yǐ)透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區分開來。
RO膜過濾後的純水電導(dǎo)率 ≤5 μs/cm, 符合國家實驗室三級用水(shuǐ)標準。再經過原子級離子交換柱循環過濾(lǜ),出水電阻率可以達到18.2M .cm,超過國(guó)家實驗室一級用水標準(GB682—92)。