軟飲料學(xué)軟飲料用水及水處理PPT課件

1、 水是飲料生產(chǎn)主要原料之一，占水是飲料生產(chǎn)主要原料之一，占85859595；水質(zhì)的好壞直；水質(zhì)的好壞直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。 一、水源及特點(diǎn)一、水源及特點(diǎn) 1. 1.地表水地表水: : 地表水是指地球表面所存積的水，包括河水、江水、湖水、地表水是指地球表面所存積的水，包括河水、江水、湖水、水庫水、池塘水和淺井水等。水庫水、池塘水和淺井水等。 由于地表水是在地面流動，其特點(diǎn)是水量豐富，溶解的礦物由于地表水是在地面流動，其特點(diǎn)是水量豐富，溶解的礦物質(zhì)少，硬度約為質(zhì)少，硬度約為1 1.0.08 8.0mmol/L.0mmol/L，但常有黏土、砂、水草、腐殖質(zhì)、，但常有黏土、砂、水草

2、、腐殖質(zhì)、昆蟲、鈣鎂鹽類、其它鹽類及細(xì)菌類等。昆蟲、鈣鎂鹽類、其它鹽類及細(xì)菌類等。 江河水具有水源豐富，取水方便容易等優(yōu)點(diǎn)，濁度和細(xì)菌含江河水具有水源豐富，取水方便容易等優(yōu)點(diǎn)，濁度和細(xì)菌含量高；湖水濁度低于江河水，細(xì)菌含量高于江河水；同一江河，雜雜量高；湖水濁度低于江河水，細(xì)菌含量高于江河水；同一江河，雜雜質(zhì)含量上游、下游、夏季和冬季、陰雨和晴天等均有不同。質(zhì)含量上游、下游、夏季和冬季、陰雨和晴天等均有不同。 近年來，由于工業(yè)的發(fā)展，大量含有有害成分的廢水排入江近年來，由于工業(yè)的發(fā)展，大量含有有害成分的廢水排入江河，也增加了飲用水和工業(yè)用水的困難。河，也增加了飲用水和工業(yè)用水的困難。第一節(jié)第一

3、節(jié) 水水第1頁/共36頁 2.2.地下水：地下水： 地下水是經(jīng)過地層的滲透、過濾，進(jìn)入地層并存積在地層的地下水是經(jīng)過地層的滲透、過濾，進(jìn)入地層并存積在地層的天然水，主要包括深井水、泉水和自流井水等。天然水，主要包括深井水、泉水和自流井水等。 由于它經(jīng)過地層的滲透和過濾而溶入了各種可溶性礦物質(zhì)，由于它經(jīng)過地層的滲透和過濾而溶入了各種可溶性礦物質(zhì)，其特點(diǎn)是水質(zhì)較為澄清、水溫較穩(wěn)定，但礦物質(zhì)含量較高。其含量其特點(diǎn)是水質(zhì)較為澄清、水溫較穩(wěn)定，但礦物質(zhì)含量較高。其含量取決于其流經(jīng)的地質(zhì)層中的礦物質(zhì)含量。取決于其流經(jīng)的地質(zhì)層中的礦物質(zhì)含量。 一般含鹽量為一般含鹽量為1001005000 5000 mg/L

4、mg/L。硬度約為硬度約為2 21010mmol/Lmmol/L，有的高達(dá)有的高達(dá)10102525mmol/Lmmol/L。但水質(zhì)澄清，泥沙、懸浮物質(zhì)和細(xì)菌含量。但水質(zhì)澄清，泥沙、懸浮物質(zhì)和細(xì)菌含量少。少。 3.3.城市自來水：城市自來水： 城市自來水主要是指地表水經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚砉に嚕|(zhì)達(dá)到城市自來水主要是指地表水經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚砉に?，水質(zhì)達(dá)到一定的要求并貯存在水塔中的水。一定的要求并貯存在水塔中的水。 由于飲料廠多數(shù)設(shè)立在城市，以自來水為水源，故在此也作由于飲料廠多數(shù)設(shè)立在城市，以自來水為水源，故在此也作為水源考慮。其特點(diǎn)為：水質(zhì)好且穩(wěn)定，符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)；水為水源考慮。其特點(diǎn)為：水質(zhì)好且

5、穩(wěn)定，符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)；水處理設(shè)備簡單，容易處理，一次性投資?。坏畠r較高，經(jīng)常性費(fèi)處理設(shè)備簡單，容易處理，一次性投資??；但水價較高，經(jīng)常性費(fèi)用大；使用時要注意控制用大；使用時要注意控制CLCL- -、FeFe3+3+含量及堿度、微生物量。含量及堿度、微生物量。第2頁/共36頁 二、水中的雜質(zhì)二、水中的雜質(zhì) 根據(jù)其狀態(tài)可分為：懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)、溶解根據(jù)其狀態(tài)可分為：懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)、溶解物質(zhì)。物質(zhì)。 1. 1.懸浮物質(zhì)：懸浮物質(zhì)： 天然水中凡是粒度大于天然水中凡是粒度大于0.20.2mm的雜質(zhì)統(tǒng)稱為懸浮的雜質(zhì)統(tǒng)稱為懸浮物質(zhì)。物質(zhì)。如泥沙、黏土、無機(jī)礦物質(zhì)、動植物尸體、微生物如泥沙、黏土、

6、無機(jī)礦物質(zhì)、動植物尸體、微生物（藻類、細(xì)菌）；這類物質(zhì)使液體呈渾濁狀態(tài)，在靜置時（藻類、細(xì)菌）；這類物質(zhì)使液體呈渾濁狀態(tài)，在靜置時會自行沉降，在容器的底部形成積垢或絮狀沉淀的蓬松性會自行沉降，在容器的底部形成積垢或絮狀沉淀的蓬松性微粒。微粒。 這類物質(zhì)在成品飲料中能沉淀出來，生成瓶底積這類物質(zhì)在成品飲料中能沉淀出來，生成瓶底積垢或絮狀沉淀；影響垢或絮狀沉淀；影響COCO2 2的溶解，造成裝瓶時噴液；有害的溶解，造成裝瓶時噴液；有害的微生物的存在不僅影響產(chǎn)品的風(fēng)味，而且還會導(dǎo)致產(chǎn)品的微生物的存在不僅影響產(chǎn)品的風(fēng)味，而且還會導(dǎo)致產(chǎn)品的變質(zhì)。的變質(zhì)。第3頁/共36頁 2.2.膠體物質(zhì)：膠體物質(zhì)： 膠

7、體物質(zhì)的大小為膠體物質(zhì)的大小為0.0010.0010.20.2m,m,如硅、鐵、鋁等化如硅、鐵、鋁等化合物形成的膠體，以及動植物分解而形成的有機(jī)膠體。合物形成的膠體，以及動植物分解而形成的有機(jī)膠體。 膠體物質(zhì)具有兩個重要特征：一是在光線照射下呈渾膠體物質(zhì)具有兩個重要特征：一是在光線照射下呈渾濁的濁的“丁達(dá)爾現(xiàn)象丁達(dá)爾現(xiàn)象”；二是因吸附水中大量的離子而帶有電荷，；二是因吸附水中大量的離子而帶有電荷，使顆粒之間產(chǎn)生電性斥力而不互相粘連，始終是微粒狀而不能使顆粒之間產(chǎn)生電性斥力而不互相粘連，始終是微粒狀而不能自行沉淀，即具有膠體的穩(wěn)定性。自行沉淀，即具有膠體的穩(wěn)定性。 這類物質(zhì)的存在，是造成水質(zhì)混濁

8、的主要原因；腐殖這類物質(zhì)的存在，是造成水質(zhì)混濁的主要原因；腐殖質(zhì)產(chǎn)生的有機(jī)膠體是造成水質(zhì)帶色的原因。它對成品飲料可能質(zhì)產(chǎn)生的有機(jī)膠體是造成水質(zhì)帶色的原因。它對成品飲料可能造成同樣的問題。造成同樣的問題。第4頁/共36頁 3. 3.溶解物質(zhì)：溶解物質(zhì)： 這類雜質(zhì)的粒度小于這類雜質(zhì)的粒度小于0.0010.001mm，以離子、分子等狀態(tài)形式以離子、分子等狀態(tài)形式存在與水中。主要有溶解性氣體、溶解性鹽類和其他有機(jī)物。存在與水中。主要有溶解性氣體、溶解性鹽類和其他有機(jī)物。 溶解性氣體：溶解性氣體： 天然水中的溶解性氣體主要是氧氣和二氧化碳，此外還有天然水中的溶解性氣體主要是氧氣和二氧化碳，此外還有硫化氫

9、和氯氣等。硫化氫和氯氣等。 這類氣體的存在會影響碳酸飲料中二氧化碳的溶解量，并這類氣體的存在會影響碳酸飲料中二氧化碳的溶解量，并產(chǎn)生異味，影響其他飲料的風(fēng)味和色澤。產(chǎn)生異味，影響其他飲料的風(fēng)味和色澤。 溶解性鹽類：溶解性鹽類： 天然水中常含有無機(jī)鹽離子，如氫離子、鈉離子、鉀離子、天然水中常含有無機(jī)鹽離子，如氫離子、鈉離子、鉀離子、銨離子、鈣離子、鎂離子、鐵離子、錳離子、鋁離子、氫氧根離子、銨離子、鈣離子、鎂離子、鐵離子、錳離子、鋁離子、氫氧根離子、氯離子、碳酸根離子、重碳酸根離子、硝酸根離子、亞硝酸根離子、氯離子、碳酸根離子、重碳酸根離子、硝酸根離子、亞硝酸根離子、硫酸根離子、硅酸根離子、酸式

10、磷酸根離子等。所含溶解鹽的種類硫酸根離子、硅酸根離子、酸式磷酸根離子等。所含溶解鹽的種類和數(shù)量，因地區(qū)不同差異很大。這些無機(jī)鹽構(gòu)成了水的硬度和堿度。和數(shù)量，因地區(qū)不同差異很大。這些無機(jī)鹽構(gòu)成了水的硬度和堿度。第5頁/共36頁 水的硬度：水的硬度： 水的硬度是指水中離子沉淀肥皂的能力。水的硬度是指水中離子沉淀肥皂的能力。 硬脂酸鈉鈣或鎂離子硬脂酸鈉鈣或鎂離子 硬脂酸鈣或鎂硬脂酸鈣或鎂 水中的硬度決定于鈣、鎂離子的總含量，即水的硬度大小，通常水中的硬度決定于鈣、鎂離子的總含量，即水的硬度大小，通常是指水中鈣離子和鎂離子鹽類的含量。是指水中鈣離子和鎂離子鹽類的含量。 水的硬度分為總硬度、碳酸鹽硬度和

11、非碳酸鹽硬度。水的硬度分為總硬度、碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。 碳酸鹽硬度（暫時硬度）：碳酸鹽硬度（暫時硬度）：主要是鈣、鎂的重碳酸鹽，其次是鈣、主要是鈣、鎂的重碳酸鹽，其次是鈣、鎂的碳酸鹽，加熱即可除去。鎂的碳酸鹽，加熱即可除去。 非碳酸鹽硬度（永久硬度）：非碳酸鹽硬度（永久硬度）：鈣、鎂的氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽等，鈣、鎂的氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽等，加熱不能去除。加熱不能去除。 總硬度：總硬度：碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度之和。碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度之和。 用公式表示為：總硬度用公式表示為：總硬度 CaCa+/40.08 + Mg/40.08 + Mg+/24.3 /24.3 ( mmol/L)

12、( mmol/L) 水的硬度的表示方法有多種，我國采用的表示方法與德國相同。水的硬度的表示方法有多種，我國采用的表示方法與德國相同。 德國度德國度：即即1 1L L水中含有水中含有1010mg CaOmg CaO為硬度為硬度1 1度，換算關(guān)系：度，換算關(guān)系： 1 mmol/L 1 mmol/L 2.804 2.804德國度德國度 50.045 50.045 mg/Lmg/L（以以CaCOCaCO3 3表示）表示）第6頁/共36頁 堿度：堿度： 水的堿度水的堿度是指水中能與是指水中能與H H結(jié)合的結(jié)合的OHOH、COCO3 3和和HCOHCO3 3的含的含量，以量，以mmol/Lmmol/L表示

13、。其中表示。其中OHOH的含量稱為氫氧化物堿度，的含量稱為氫氧化物堿度， COCO3 3的的含量稱碳酸鹽堿度，含量稱碳酸鹽堿度， HCOHCO3 3的含量稱為重碳酸鹽堿度，的含量稱為重碳酸鹽堿度， OHOH、COCO3 3和和HCOHCO3 3的總含量為水的總堿度。的總含量為水的總堿度。 天然水中通常不含天然水中通常不含OHOH，又由于鈣、鎂碳酸鹽的溶解度很小，又由于鈣、鎂碳酸鹽的溶解度很小，所以當(dāng)水中無鈉、鉀存在時，所以當(dāng)水中無鈉、鉀存在時，COCO3 3的含量也很小。因此天然水中的含量也很小。因此天然水中僅有僅有HCOHCO3 3存在，只有在含有存在，只有在含有NaNa2 2COCO3 3

14、或或K K2 2COCO3 3的堿性水中，才存在有的堿性水中，才存在有COCO3 3離子。離子。 水的硬度與堿度的關(guān)系：水的硬度與堿度的關(guān)系： 天然水天然水總堿度總堿度通常與該水中的通常與該水中的暫時硬度暫時硬度大小相符合。大小相符合。 總堿度大于總硬度時，總堿度大于總硬度時，說明水中存在說明水中存在OHOH、COCO3 3，屬于堿，屬于堿性水。性水。 總堿度小于總硬度時，總堿度小于總硬度時，說明水中鈣、鎂的氯化物、說明水中鈣、鎂的氯化物、OHOH、COCO3 3基本上不存在，屬于非堿性水。因鈣、鎂離子與基本上不存在，屬于非堿性水。因鈣、鎂離子與OHOH、COCO3 3同同時存在，會產(chǎn)生沉淀。

15、時存在，會產(chǎn)生沉淀。 總堿度等于總硬度時，總堿度等于總硬度時，說明水中只含有鈣、鎂離子的碳酸氫說明水中只含有鈣、鎂離子的碳酸氫鹽。鹽。第7頁/共36頁項項 目目單單 位位指指 標(biāo)標(biāo)感官性狀和感官性狀和一般化學(xué)指一般化學(xué)指標(biāo)標(biāo)色度色度渾濁度渾濁度臭和味臭和味肉眼可見物肉眼可見物pHpH總硬度（以總硬度（以CaCO3CaCO3計）計）總堿度（以總堿度（以CaCO3CaCO3計）計）溶解性總固體溶解性總固體鐵鐵(Fe(Fe計計) )錳錳( (MnMn計計) )銅銅鋅鋅揮發(fā)酚類（以苯酚計）揮發(fā)酚類（以苯酚計）陰離子合成洗滌劑陰離子合成洗滌劑硫酸鹽硫酸鹽氯化物氯化物高錳酸鉀消耗量高錳酸鉀消耗量游離余氯游

16、離余氯mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L5 5（1515）2 2（3 3）無臭，無味無臭，無味不得含有不得含有6.5-8.56.5-8.5100100（450450）5050（）500500（10001000）0.10.1（0.30.3）0.10.11.01.01.01.00.0020.0020.30.32502502502501010（）0.10.1（0.30.3）毒理學(xué)指標(biāo)毒理學(xué)指標(biāo)氟化物氟化物氰化物氰化物砷砷硒硒汞汞

17、鎘鎘鉻（六價）鉻（六價）鉛鉛銀銀硝酸鹽（以氮計）硝酸鹽（以氮計）氯仿氯仿四氯化氮四氯化氮苯并（苯并（a a）芘）芘滴滴涕滴滴涕六六六六六六mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lgg/L/Lgg/L/Lgg/L/Lgg/L/Lgg/L/L1.01.00.050.050.050.050.010.010.0010.0010.010.010.050.050.050.050.050.05202060603 30.010.011 15 5細(xì)菌學(xué)指標(biāo)細(xì)菌學(xué)指標(biāo)細(xì)菌總數(shù)細(xì)菌總數(shù)總大腸菌群總

18、大腸菌群致病菌致病菌個個/ml/ml個個/L/L1001003 3不得檢出不得檢出放射性指標(biāo)放射性指標(biāo)總總放射性放射性總總放射性放射性Bq/LBq/LBq/LBq/L0.10.11 1三、飲料用水的水質(zhì)要求 選擇飲料用水，首先基本上要求符合我國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，其次還有如下特殊要求。第8頁/共36頁項項 目目單單 位位指指 標(biāo)標(biāo)感官性狀感官性狀和和一般化學(xué)一般化學(xué)指標(biāo)指標(biāo)色度色度渾濁度渾濁度臭和味臭和味肉眼可見物肉眼可見物pHpH總硬度（以總硬度（以CaCO3CaCO3計）計）總堿度（以總堿度（以CaCO3CaCO3計）計）溶解性總固體溶解性總固體鐵鐵(Fe(Fe計計) )錳錳( (MnMn

19、計計) )銅銅鋅鋅揮發(fā)酚類（以苯酚計）揮發(fā)酚類（以苯酚計）陰離子合成洗滌劑陰離子合成洗滌劑硫酸鹽硫酸鹽氯化物氯化物高錳酸鉀消耗量高錳酸鉀消耗量游離余氯游離余氯mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L5 5（1515）2 2（3 3）無臭，無味無臭，無味不得含有不得含有6.5-8.56.5-8.5100100（450450）5050（）500500（10001000）0.10.1（0.30.3）0.10.11.01.01.01.0

20、0.0020.0020.30.32502502502501010（）0.10.1（0.30.3）第9頁/共36頁毒理毒理學(xué)指學(xué)指標(biāo)標(biāo)氟化物氟化物氰化物氰化物砷砷硒硒汞汞鎘鎘鉻（六價）鉻（六價）鉛鉛銀銀硝酸鹽（以氮計）硝酸鹽（以氮計）氯仿氯仿四氯化氮四氯化氮苯并（苯并（a a）芘）芘滴滴涕滴滴涕六六六六六六mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lgg/L/Lgg/L/Lgg/L/Lgg/L/Lgg/L/L1.01.00.050.050.050.050.010.010.0010.

21、0010.010.010.050.050.050.050.050.05202060603 30.010.011 15 5第10頁/共36頁細(xì)菌學(xué)指標(biāo)細(xì)菌學(xué)指標(biāo)細(xì)菌總數(shù)細(xì)菌總數(shù)總大腸菌群總大腸菌群致病菌致病菌個個/ml/ml個個/L/L1001003 3不得檢出不得檢出放射性指標(biāo)放射性指標(biāo)總總放射性放射性總總放射性放射性Bq/LBq/LBq/LBq/L0.10.11 1第11頁/共36頁第二節(jié)第二節(jié) 水的處理水的處理 目的：目的： 除去水中的固體物質(zhì)；降低硬度和堿度；殺滅微生除去水中的固體物質(zhì)；降低硬度和堿度；殺滅微生物；排除所含氣體。物；排除所含氣體。 由于軟飲料用水要求極為嚴(yán)格，因此必須不符

22、合軟由于軟飲料用水要求極為嚴(yán)格，因此必須不符合軟飲料用水要求的水質(zhì)進(jìn)行改良，這個過程稱為水處理。飲料用水要求的水質(zhì)進(jìn)行改良，這個過程稱為水處理。 一、水處理的工藝流程一、水處理的工藝流程 根據(jù)水源及水質(zhì)情況而定，一般有：根據(jù)水源及水質(zhì)情況而定，一般有： 若是地表水：若是地表水：地表水地表水混凝沉淀混凝沉淀 過濾過濾軟化軟化殺殺菌菌處理水處理水 若是地下水：若是地下水：地下水地下水過濾過濾軟化軟化殺菌殺菌處理水處理水 二、水的混凝沉淀二、水的混凝沉淀 混凝是對水中加入混凝劑，使水中細(xì)小懸浮物及膠混凝是對水中加入混凝劑，使水中細(xì)小懸浮物及膠體物質(zhì)相互吸附結(jié)合成較大顆粒，從水中沉淀出來的過程。體物質(zhì)

23、相互吸附結(jié)合成較大顆粒，從水中沉淀出來的過程。第12頁/共36頁 1.1.混凝的原理混凝的原理 膠體物質(zhì)在水中能保持懸浮或分散不易沉降的穩(wěn)定性，膠體物質(zhì)在水中能保持懸浮或分散不易沉降的穩(wěn)定性，其原因是同一種膠體顆粒帶有相同電性的電荷，彼此間存其原因是同一種膠體顆粒帶有相同電性的電荷，彼此間存在著電性斥力，使顆粒之間相互排斥，而不能互相接近并在著電性斥力，使顆粒之間相互排斥，而不能互相接近并結(jié)合成大的團(tuán)粒，因而也就不易沉降。當(dāng)加入混凝劑后，結(jié)合成大的團(tuán)粒，因而也就不易沉降。當(dāng)加入混凝劑后，膠體表面的電荷被中和，破壞了膠體的穩(wěn)定性，促使小顆膠體表面的電荷被中和，破壞了膠體的穩(wěn)定性，促使小顆粒變成大

24、顆粒而下沉，從而使水得到澄清。粒變成大顆粒而下沉，從而使水得到澄清。 2. 2.混凝劑混凝劑 水處理中使用的混凝劑可分為水處理中使用的混凝劑可分為鋁鹽鋁鹽和和鐵鹽鐵鹽兩類。兩類。 鋁鹽鋁鹽有明礬、硫酸鋁、堿式氯化鋁等。有明礬、硫酸鋁、堿式氯化鋁等。 鐵鹽鐵鹽有硫酸亞鐵、硫酸鐵及三氯化鐵等。有硫酸亞鐵、硫酸鐵及三氯化鐵等。 它們的作用是自身先溶解成膠體，再與水中的雜質(zhì)作它們的作用是自身先溶解成膠體，再與水中的雜質(zhì)作用，以中和或吸附的形式使雜質(zhì)凝聚成大顆粒而沉淀。用，以中和或吸附的形式使雜質(zhì)凝聚成大顆粒而沉淀。 明礬：明礬：硫酸鉀鋁硫酸鉀鋁 KAlKAl(SO(SO4 4) )2 212H12H2

25、 2OO或或 KK2 2SOSO4 4 AlAl2 2 (SO(SO4 4) )3 3 24H24H2 2OO是一種復(fù)鹽，在水是一種復(fù)鹽，在水AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 3中發(fā)生水解作中發(fā)生水解作用生成氫氧化鋁膠體。用生成氫氧化鋁膠體。第13頁/共36頁 氫氧化鋁是溶解度很小的化合物，它經(jīng)聚合，以膠體的狀態(tài)從水氫氧化鋁是溶解度很小的化合物，它經(jīng)聚合，以膠體的狀態(tài)從水中析出。在近乎中性的天然水中，氫氧化鋁膠體帶有正電荷，而天然中析出。在近乎中性的天然水中，氫氧化鋁膠體帶有正電荷，而天然水中的自然膠體雜質(zhì)大都帶有負(fù)電荷，它們間可起電性中和作用，同水中的自然膠體雜質(zhì)大都帶有負(fù)電荷，它們

26、間可起電性中和作用，同時它可吸附水中的自然膠體和懸浮物。在這種中和作用和吸附作用下，時它可吸附水中的自然膠體和懸浮物。在這種中和作用和吸附作用下，水中的膠體微粒漸漸凝聚成粗大的絮狀物而下沉，在沉降的過程中，水中的膠體微粒漸漸凝聚成粗大的絮狀物而下沉，在沉降的過程中，又將其他懸浮物裹入夾帶在其中一起下沉，使水質(zhì)澄清。又將其他懸浮物裹入夾帶在其中一起下沉，使水質(zhì)澄清。 在使用明礬時要注意以下幾點(diǎn)：在使用明礬時要注意以下幾點(diǎn)： 水的水的pHpH值一般在值一般在6.56.57.57.5（中性范圍）。（中性范圍）。 pHpH值過高或過低都會值過高或過低都會使氫氧化鋁溶解，致使水中鋁離子殘留量上升。使氫氧

27、化鋁溶解，致使水中鋁離子殘留量上升。 水溫一般要求在水溫一般要求在25253535。在一定溫度范圍內(nèi)，水溫上升，混在一定溫度范圍內(nèi)，水溫上升，混凝劑溶解速度加快，混凝作用加強(qiáng)，生成的絮凝物量增加，有利于水凝劑溶解速度加快，混凝作用加強(qiáng)，生成的絮凝物量增加，有利于水中的雜質(zhì)沉淀去除；水溫下降，則相反。但當(dāng)水溫高于中的雜質(zhì)沉淀去除；水溫下降，則相反。但當(dāng)水溫高于4040時，生成時，生成的絮凝物細(xì)小，不利于沉淀；水溫高于的絮凝物細(xì)小，不利于沉淀；水溫高于5050時，則根本失去混凝作用。時，則根本失去混凝作用。 攪拌，攪拌，剛加入混凝劑時應(yīng)快速攪拌，以利于氫氧化鋁膠體的形成，剛加入混凝劑時應(yīng)快速攪拌，

28、以利于氫氧化鋁膠體的形成，并擴(kuò)散到水中各部位及時同水中的雜質(zhì)作用。當(dāng)絮凝物開始形成后，并擴(kuò)散到水中各部位及時同水中的雜質(zhì)作用。當(dāng)絮凝物開始形成后，不宜快速攪拌，否則絮凝物被攪散，不利于沉淀。不宜快速攪拌，否則絮凝物被攪散，不利于沉淀。 使用明礬的用量為使用明礬的用量為0.0010.0010.020.02。第14頁/共36頁 硫酸鋁：硫酸鋁：硫酸鋁硫酸鋁AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 3 水溶液的水溶液的pHpH值為值為4.04.05.05.0，加，加入水中的反應(yīng)原理與明礬相同。因為硫酸鋁時強(qiáng)酸弱堿鹽，它水解時入水中的反應(yīng)原理與明礬相同。因為硫酸鋁時強(qiáng)酸弱堿鹽，它水解時會使水的酸度增加

29、。而水解產(chǎn)物氫氧化鋁是兩性化合物，水中的會使水的酸度增加。而水解產(chǎn)物氫氧化鋁是兩性化合物，水中的pHpH值值過高或過低都會使氫氧化鋁溶解，致使水中鋁離子殘留量增加。過高或過低都會使氫氧化鋁溶解，致使水中鋁離子殘留量增加。 當(dāng)水的當(dāng)水的pHpH值為值為5.55.57.57.5時生成的氫氧化鋁量最多，所以在使用時生成的氫氧化鋁量最多，所以在使用AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 3作為混凝劑時，往往要用石灰、氫氧化鈉或酸調(diào)節(jié)原水的作為混凝劑時，往往要用石灰、氫氧化鈉或酸調(diào)節(jié)原水的pHpH值近中性，一般取值近中性，一般取pHpH值值6.56.57.57.5。 一般采用一般采用AlAl2 2(S

30、O(SO4 4) )3 318H18H2 2O O時的有效劑量為時的有效劑量為2020100mg/L100mg/L。每。每投投1mg/L1mg/L的的AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 3中需加中需加0.5mg/L0.5mg/L的石灰（的石灰（CaOCaO）。）。 堿式氯化鋁：堿式氯化鋁：堿式氯化鋁（堿式氯化鋁（PACPAC）又稱羥基氯化鋁或聚合氯）又稱羥基氯化鋁或聚合氯化鋁，其分子式為：化鋁，其分子式為： AlAl2 2(HO)(HO)N NClCl6-n6-n m m，其中，其中n=1-5n=1-5，m10m10。 堿式氯化鋁在水中由于羥基的架橋作用而和鋁離子生成多核絡(luò)合堿式氯化鋁在

31、水中由于羥基的架橋作用而和鋁離子生成多核絡(luò)合物，并帶有大量的正電荷，能有效地吸附帶有負(fù)電荷的膠粒，電荷彼物，并帶有大量的正電荷，能有效地吸附帶有負(fù)電荷的膠粒，電荷彼此被中和，因而與吸附的污物一起形成大的凝聚體而沉淀去除。另外此被中和，因而與吸附的污物一起形成大的凝聚體而沉淀去除。另外它還有較強(qiáng)的架橋吸附性能，不僅能除去水中的懸浮物，還能使微生它還有較強(qiáng)的架橋吸附性能，不僅能除去水中的懸浮物，還能使微生物吸附沉淀。物吸附沉淀。 堿式氯化鋁的一般用量為堿式氯化鋁的一般用量為0.0050.0050.010.01， pHpH值值6 68 8，溫度，溫度適應(yīng)范圍為適應(yīng)范圍為20203030。堿式氯化鋁是

32、一種新型混凝劑，反應(yīng)快，混。堿式氯化鋁是一種新型混凝劑，反應(yīng)快，混凝沉淀快，用量少。凝沉淀快，用量少。第15頁/共36頁 鐵鹽鐵鹽: :常用的是硫酸亞鐵，俗稱綠礬常用的是硫酸亞鐵，俗稱綠礬FeSOFeSO4 47H7H2 2OO，也有用三氯化鐵，也有用三氯化鐵FeClFeCl3 36H6H2 2OO和硫酸鐵和硫酸鐵FeFe2 2（SOSO4 4) )3 3 。國內(nèi)常用的是前兩種。國內(nèi)常用的是前兩種。 鐵鹽在水中發(fā)生水解產(chǎn)生了氫氧化鐵膠體，氫氧化鐵鹽在水中發(fā)生水解產(chǎn)生了氫氧化鐵膠體，氫氧化鐵的混凝作用及過程與鋁鹽相似。鐵的混凝作用及過程與鋁鹽相似。 綠礬作為混凝劑主要有以下特點(diǎn)：由綠礬生成的氫綠

33、礬作為混凝劑主要有以下特點(diǎn)：由綠礬生成的氫氧化鐵膠體在堿性水中較穩(wěn)定，故待處理水的氧化鐵膠體在堿性水中較穩(wěn)定，故待處理水的pHpH值偏高時，值偏高時，對綠礬的混凝作用影響不大；氫氧化鐵比同體積的氫氧化對綠礬的混凝作用影響不大；氫氧化鐵比同體積的氫氧化鋁膠體（絮凝物）重鋁膠體（絮凝物）重1.51.5倍，因此比氫氧化鋁絮凝物的沉倍，因此比氫氧化鋁絮凝物的沉降速度快；水溫對氫氧化鐵影響不大。降速度快；水溫對氫氧化鐵影響不大。 由于氫氧化亞鐵氧化產(chǎn)生氫氧化鐵的反應(yīng)應(yīng)在由于氫氧化亞鐵氧化產(chǎn)生氫氧化鐵的反應(yīng)應(yīng)在pHpH值值8 8時才能完成，故此在用綠礬處理水時，需要用石灰調(diào)時才能完成，故此在用綠礬處理水時

34、，需要用石灰調(diào)節(jié)節(jié)pHpH值并除去水中的值并除去水中的COCO2 2。每投。每投1mg/L1mg/L的的FeSOFeSO4 4，需加，需加0.37mg/L0.37mg/L的石灰（的石灰（CaOCaO）。用）。用FeSOFeSO4 47H7H2 2O O時的有效劑量為時的有效劑量為141470mg/L70mg/L。第16頁/共36頁 3. 3.助濾劑助濾劑 為了提高混凝效果，加速沉淀，有時需加入一些輔助物質(zhì)，稱為了提高混凝效果，加速沉淀，有時需加入一些輔助物質(zhì)，稱為助濾劑。助濾劑本身不起凝聚作用，僅僅幫助絮凝的形成。常用為助濾劑。助濾劑本身不起凝聚作用，僅僅幫助絮凝的形成。常用的助濾劑有：活性硅

35、酸、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉（的助濾劑有：活性硅酸、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉（CMCCMC）、及化）、及化學(xué)合成的高分子助濾劑，包括聚丙烯胺、聚丙烯酰胺（學(xué)合成的高分子助濾劑，包括聚丙烯胺、聚丙烯酰胺（PMAPMA）、聚丙）、聚丙烯等。有時水中混濁程度不足，為了加速完成混凝過程，還可以投烯等。有時水中混濁程度不足，為了加速完成混凝過程，還可以投入黏土。入黏土。 其中聚丙烯酰胺（其中聚丙烯酰胺（PMAPMA）是一種較新型的助濾劑，它是線型的）是一種較新型的助濾劑，它是線型的高分子聚合物，具有吸附架橋及電荷中和作用，主要靠氫鍵來吸附高分子聚合物，具有吸附架橋及電荷中和作用，主要靠氫鍵來吸附水中的混

36、凝劑與雜質(zhì)微粒所形成的絮凝團(tuán)以及單獨(dú)存在的雜質(zhì)顆粒，水中的混凝劑與雜質(zhì)微粒所形成的絮凝團(tuán)以及單獨(dú)存在的雜質(zhì)顆粒，相互纏繞交聯(lián)，形成復(fù)雜的聚合體并沉淀下來。相互纏繞交聯(lián)，形成復(fù)雜的聚合體并沉淀下來。 4. 4.混凝條件的確定混凝條件的確定 在確定混凝條件時，需考慮以下因素：即原水的狀況，包括水在確定混凝條件時，需考慮以下因素：即原水的狀況，包括水溫、溫、pHpH及其他物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)；混凝劑的性狀及添加量；助濾及其他物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)；混凝劑的性狀及添加量；助濾劑的性狀及添加量；混凝沉淀的裝置；混凝沉淀的工藝（包括混凝劑的性狀及添加量；混凝沉淀的裝置；混凝沉淀的工藝（包括混凝劑、助濾劑等的添加

37、順序、攪拌強(qiáng)度及時間）?？傊?，水處理時，劑、助濾劑等的添加順序、攪拌強(qiáng)度及時間）?？傊?，水處理時，應(yīng)先小試，以確定最佳的混凝沉淀條件。應(yīng)先小試，以確定最佳的混凝沉淀條件。第17頁/共36頁 三、水的過濾三、水的過濾 1. 1.水過濾的原理水過濾的原理 原水通過粒狀濾料層時，其中的一些懸浮物和膠體物質(zhì)被截留在原水通過粒狀濾料層時，其中的一些懸浮物和膠體物質(zhì)被截留在空隙中或介質(zhì)表面上，這種通過粒狀介質(zhì)分離不溶性雜質(zhì)的方法稱為空隙中或介質(zhì)表面上，這種通過粒狀介質(zhì)分離不溶性雜質(zhì)的方法稱為過濾。過濾過程是一系列不同過程的綜合，包括阻力截留（篩濾）、過濾。過濾過程是一系列不同過程的綜合，包括阻力截留（篩濾

38、）、重力沉降和接觸凝聚。重力沉降和接觸凝聚。 阻力截留：阻力截留：水通過粒狀介質(zhì)或多孔性介質(zhì)時，當(dāng)雜質(zhì)的顆粒直水通過粒狀介質(zhì)或多孔性介質(zhì)時，當(dāng)雜質(zhì)的顆粒直徑大于間隙或孔隙直徑，雜質(zhì)就被截留而分離。在這一過程中，直徑徑大于間隙或孔隙直徑，雜質(zhì)就被截留而分離。在這一過程中，直徑較大的懸浮雜質(zhì)首先被截留在濾料層的間隙或孔隙間，從而使得表面較大的懸浮雜質(zhì)首先被截留在濾料層的間隙或孔隙間，從而使得表面濾料的孔隙或間隙越來越小，攔截更多的雜質(zhì)，在濾層的表面逐漸形濾料的孔隙或間隙越來越小，攔截更多的雜質(zhì)，在濾層的表面逐漸形成一層主要由截留的顆粒組成的膜狀濾層（濾餅），這層濾層同樣也成一層主要由截留的顆粒組成

39、的膜狀濾層（濾餅），這層濾層同樣也起到過濾作用，在過濾中，由截留的顆粒組成的膜狀濾層起真正的過起到過濾作用，在過濾中，由截留的顆粒組成的膜狀濾層起真正的過濾作用。濾作用。 重力沉降：重力沉降：由于雜質(zhì)與水的密度不同，利用兩相密度差，而使由于雜質(zhì)與水的密度不同，利用兩相密度差，而使雜質(zhì)去除。當(dāng)原水通過濾層時，眾多的濾料顆粒提供了很大的沉降面雜質(zhì)去除。當(dāng)原水通過濾層時，眾多的濾料顆粒提供了很大的沉降面積（如積（如1m1m3 3粒徑為粒徑為0.05cm0.05cm的球狀砂粒，可提供懸浮物沉淀的有效面積約的球狀砂粒，可提供懸浮物沉淀的有效面積約為為400m400m2 2），只要水流速度適宜，水中的懸浮

40、物顆粒就會因重力而沉降），只要水流速度適宜，水中的懸浮物顆粒就會因重力而沉降在濾料顆粒的表面上。在濾料顆粒的表面上。第18頁/共36頁 接觸凝聚：接觸凝聚：構(gòu)成濾料的砂粒等物質(zhì)，具有巨大的表構(gòu)成濾料的砂粒等物質(zhì)，具有巨大的表面積，它和懸浮物的微小顆粒之間有著吸附作用。據(jù)報道，面積，它和懸浮物的微小顆粒之間有著吸附作用。據(jù)報道，砂粒在水中帶負(fù)電荷，能吸附水中帶正電荷的微粒（鐵、砂粒在水中帶負(fù)電荷，能吸附水中帶正電荷的微粒（鐵、鋁的膠體及硅酸），形成帶正電荷的薄膜，因而能使帶負(fù)鋁的膠體及硅酸），形成帶正電荷的薄膜，因而能使帶負(fù)電荷的膠體（黏土及其他有機(jī)物）凝聚在砂粒上。當(dāng)原水電荷的膠體（黏土及其他

41、有機(jī)物）凝聚在砂粒上。當(dāng)原水通過濾層時，水中帶有電荷的微粒就被濾料顆粒吸附而達(dá)通過濾層時，水中帶有電荷的微粒就被濾料顆粒吸附而達(dá)到除去水中雜質(zhì)的目的。到除去水中雜質(zhì)的目的。 以上以上3 3種過濾作用在同一過濾系統(tǒng)中是同時發(fā)生的。種過濾作用在同一過濾系統(tǒng)中是同時發(fā)生的。一般阻力截留主要發(fā)生在濾料的表面，重力沉降和接觸凝一般阻力截留主要發(fā)生在濾料的表面，重力沉降和接觸凝聚發(fā)生在濾料的深層。聚發(fā)生在濾料的深層。 2. 2.水過濾的方法水過濾的方法 水過濾的方法較多，目前每種方法都采用設(shè)備來完成水過濾的方法較多，目前每種方法都采用設(shè)備來完成過濾。過濾。 砂過濾：砂過濾：是將砂粒填裝在圓筒或池內(nèi)形成濾層

42、，原是將砂粒填裝在圓筒或池內(nèi)形成濾層，原水通過砂濾層即可將水中的懸浮物和膠體過濾除去。砂作水通過砂濾層即可將水中的懸浮物和膠體過濾除去。砂作為過濾介質(zhì)，常用的有石英砂、無煙煤砂粒、砂石粒、磁為過濾介質(zhì)，常用的有石英砂、無煙煤砂粒、砂石粒、磁鐵礦砂粒等。石英砂粒徑鐵礦砂粒等。石英砂粒徑0.50.51.2mm1.2mm，無煙煤砂粒，無煙煤砂粒0.80.81.8mm1.8mm。通常是將粒徑。通常是將粒徑2 232mm32mm的天然卵石或碎石作為墊層的天然卵石或碎石作為墊層放在篩濾板上，然后填裝上砂粒過濾介質(zhì)進(jìn)行過濾。如圖放在篩濾板上，然后填裝上砂粒過濾介質(zhì)進(jìn)行過濾。如圖示：示：第19頁/共36頁 若

43、填裝為石英砂，則上粗下細(xì)，總厚度約若填裝為石英砂，則上粗下細(xì)，總厚度約700mm700mm；若混料填；若混料填裝，則上為無煙煤層，厚約裝，則上為無煙煤層，厚約400400500mm500mm，下層為細(xì)石英砂，厚約，下層為細(xì)石英砂，厚約400400500mm500mm。 墊層有墊層有4 4層組成，自上而下，第層組成，自上而下，第1 1層碎石粒徑層碎石粒徑2 24mm4mm，厚，厚100mm100mm；第；第2 2層碎石粒徑層碎石粒徑4 48mm8mm，厚，厚100mm100mm；第；第3 3層碎石粒徑層碎石粒徑8 816mm16mm，厚厚100mm100mm；第；第4 4層碎石粒徑層碎石粒徑16

44、1632mm32mm，厚，厚150mm150mm。第20頁/共36頁 砂濾棒過濾：砂濾棒過濾：當(dāng)原水中含有少量的有機(jī)物、細(xì)當(dāng)原水中含有少量的有機(jī)物、細(xì)菌和雜質(zhì)時，可采用砂濾棒過濾。砂濾棒有棒狀和板狀形菌和雜質(zhì)時，可采用砂濾棒過濾。砂濾棒有棒狀和板狀形式，我國多采用棒狀的形式，日本和其他一些國家多采用式，我國多采用棒狀的形式，日本和其他一些國家多采用板狀。板狀。 砂濾棒又成砂芯，砂濾棒又成砂芯，是采用細(xì)微顆粒的硅藻土和骨是采用細(xì)微顆粒的硅藻土和骨灰等可燃物質(zhì)，壓制成型后在高溫下燃燒，使其熔化，其灰等可燃物質(zhì)，壓制成型后在高溫下燃燒，使其熔化，其中的氣體逸出，形成直徑為中的氣體逸出，形成直徑為0.

45、0020.0020.004mm0.004mm的小孔。水的小孔。水處理時，待處理的水在外壓的作用下，通過砂濾棒的微細(xì)處理時，待處理的水在外壓的作用下，通過砂濾棒的微細(xì)小孔，水中的有機(jī)物和、細(xì)菌和雜質(zhì)被微孔吸附截留在砂小孔，水中的有機(jī)物和、細(xì)菌和雜質(zhì)被微孔吸附截留在砂濾棒的表面，從而達(dá)到水過濾的目的。過濾出的水，可達(dá)濾棒的表面，從而達(dá)到水過濾的目的。過濾出的水，可達(dá)到基本無菌，符合國家飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。到基本無菌，符合國家飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。 砂濾棒過濾器外殼是用鋁合金鑄成的鍋形密封容砂濾棒過濾器外殼是用鋁合金鑄成的鍋形密封容器，分上下兩層，中間已隔板隔開，板上為待濾水，板下器，分上下兩層，中間已隔板隔開，

46、板上為待濾水，板下為砂濾水。容器內(nèi)安裝有一根至數(shù)十根砂濾棒。如圖示：為砂濾水。容器內(nèi)安裝有一根至數(shù)十根砂濾棒。如圖示：第21頁/共36頁第22頁/共36頁 活性炭過濾：活性炭過濾：活性炭是木炭、木屑、果殼、焦活性炭是木炭、木屑、果殼、焦炭、煤等燃燒而成具有多孔性的物質(zhì)。其過濾原理主要吸炭、煤等燃燒而成具有多孔性的物質(zhì)。其過濾原理主要吸附除作用去水中的雜質(zhì)和異味。特別是在用氯破壞水中的附除作用去水中的雜質(zhì)和異味。特別是在用氯破壞水中的有機(jī)物、殺滅微生物時，以活性炭作為余氯的吸附劑是最有機(jī)物、殺滅微生物時，以活性炭作為余氯的吸附劑是最適宜的。適宜的。 活性炭過濾器的結(jié)構(gòu)與基本砂過濾器結(jié)構(gòu)相似?；钚?/p>

47、炭過濾器的結(jié)構(gòu)與基本砂過濾器結(jié)構(gòu)相似。 其他過濾：鈦棒過濾，其他過濾：鈦棒過濾，基本與砂棒相似，不同基本與砂棒相似，不同的是材料不同。的是材料不同?；瘜W(xué)纖維蜂房式過濾，化學(xué)纖維蜂房式過濾，過濾層是用各種化過濾層是用各種化學(xué)纖維纏繞成中空管狀進(jìn)行過濾，去除膠體及鐵效果很好。學(xué)纖維纏繞成中空管狀進(jìn)行過濾，去除膠體及鐵效果很好。大孔離子吸附樹脂過濾，大孔離子吸附樹脂過濾，大孔離子吸附樹脂是近幾年才發(fā)大孔離子吸附樹脂是近幾年才發(fā)展起來的，它是一種不溶水的球狀大孔聚合物，能利用吸展起來的，它是一種不溶水的球狀大孔聚合物，能利用吸附解析作用達(dá)到物理分離凈化的目的。其外觀為小于附解析作用達(dá)到物理分離凈化的目

48、的。其外觀為小于1mm1mm的白色球狀顆粒，孔隙大于的白色球狀顆粒，孔隙大于5um5um，比表面積大于，比表面積大于5m5m2 2/g/g，不僅可以吸附有機(jī)大分子，而且具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和化不僅可以吸附有機(jī)大分子，而且具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性，易于再生，可反復(fù)使用。學(xué)穩(wěn)定性，易于再生，可反復(fù)使用。第23頁/共36頁 四、水的軟化 水軟化的目的是降低水中溶解性雜質(zhì)。常用化學(xué)或物理的方法來處理，主要是降低水的硬度和堿度。 1.石灰軟化法 在水中加入石灰，在不加熱的情況下除去水中的鈣離子、鎂離子，降低水的硬度，達(dá)到水質(zhì)軟化的目的，稱為石灰軟化法。石灰軟化法是一種既簡單又經(jīng)濟(jì)的水軟化方法，此法不

49、僅可以去除水中的二氧化碳和大部分的碳酸鹽硬度，而且可以降低水的堿度和含鹽量，同時還能去除水中鐵和硅的化合物。但此法不能去除水中的非碳酸鹽硬度，在水處理反應(yīng)中，過量的石灰能與鎂永硬作用生成溶于水的氯化鈣、硫酸鈣（鈣永硬），使永久硬度不變。因此，只適合含碳酸鹽硬度較高、非碳酸鹽硬度較低、對水軟化要求不高的水處理中。 此法包括石灰軟化法、石灰純堿軟化法和石灰純堿磷酸三鈉軟化法。第24頁/共36頁 投入石灰量時要準(zhǔn)確，少了不能達(dá)到軟化的目的，多投入石灰量時要準(zhǔn)確，少了不能達(dá)到軟化的目的，多了會增加鈣永硬。其投入量可按下式計算：了會增加鈣永硬。其投入量可按下式計算： G G5656D D（H HCaCa

50、+H+HMgMg+CO+CO2 2+0.175+0.175）/K/K10103 3 (Kg/h)(Kg/h) G G為石灰投入量為石灰投入量(Kg/h)(Kg/h) ；D D為處理水量為處理水量(t/h)(t/h)；H HCaCa為為原水的鈣硬度（原水的鈣硬度（mol/Lmol/L）；）；H HMgMg為原水的鎂硬度（為原水的鎂硬度（mol/Lmol/L）；）；COCO2 2為原水中游離為原水中游離COCO2 2的量（的量（mol/Lmol/L）；）；0.1750.175為石灰的過剩為石灰的過剩量；量；K K為工業(yè)石灰的純度（為工業(yè)石灰的純度（60608585）；）；5656為石灰的摩為石灰的

51、摩爾質(zhì)量。爾質(zhì)量。 根據(jù)經(jīng)驗，每降低根據(jù)經(jīng)驗，每降低1M1M3 3水中的暫時硬度水中的暫時硬度1 1度，需度，需要添加純石灰要添加純石灰10g10g；每降低；每降低1M1M3 3水中的水中的COCO2 2的濃度的濃度1mg/L1mg/L，需，需要添加純石灰要添加純石灰1.27g1.27g； 水軟化的目的是降低水中溶解性雜質(zhì)。常用化學(xué)或物水軟化的目的是降低水中溶解性雜質(zhì)。常用化學(xué)或物理的方法來處理，主要是降低水的硬度和堿度。理的方法來處理，主要是降低水的硬度和堿度。 2. 2.電滲析法（電滲析法（Electro DialysisElectro Dialysis ） 電滲析法是處理水在直流電場的作

52、用下，利用只能通電滲析法是處理水在直流電場的作用下，利用只能通過陽離子的陽離子交換膜和另一種只能通過陰離子則陰離過陽離子的陽離子交換膜和另一種只能通過陰離子則陰離子交換膜，分別有選擇性的除去水中陽離子和陰離子，從子交換膜，分別有選擇性的除去水中陽離子和陰離子，從而達(dá)到降低水的硬度和軟化水的目的。而達(dá)到降低水的硬度和軟化水的目的。第25頁/共36頁第26頁/共36頁 陽離子交換膜屬于聚苯乙烯磺酸型（RS03-）,帶負(fù)電荷，吸正阻負(fù)；陰離子交換膜屬于聚苯乙烯季胺型（RCH2(CH3)N+）,帶正電荷，吸負(fù)阻正。因此在1、3、5、7室水中的離子，在直流電場的作用下要作定向移動。陽離子要向陰極移動，透

53、過陽離子交換膜進(jìn)入極水室和2、4、6、8室，同樣陰離子要向陽極移動，透過陰離子交換膜進(jìn)入2、4、6、8室。而2、4、6、8室水中的陰陽離子要受到飲用離子交換膜的阻攔而留在該室。因此在1、3、5、7室水中的離子減少，成為淡水流出，而2、4、6、8室水中的離子增多，成為濃水流出。 靠近陽極的極室為陽極室，由于陽離子減少，該室中的水呈現(xiàn)酸性，成為酸水；靠近陰極的極室為陰極室，由于陽離子增加，該室的水呈現(xiàn)堿性，成為堿水。第27頁/共36頁 3.3.反滲透法（反滲透法（Reverse OsmosisReverse Osmosis ） 半透膜是一種只能讓溶液中的溶劑單獨(dú)通過而不讓溶質(zhì)通過的選半透膜是一種只

54、能讓溶液中的溶劑單獨(dú)通過而不讓溶質(zhì)通過的選擇透性膜。當(dāng)用半透膜隔開兩種不同濃度的溶液時，稀溶液中的溶劑擇透性膜。當(dāng)用半透膜隔開兩種不同濃度的溶液時，稀溶液中的溶劑就會透過半透膜進(jìn)入濃溶液一側(cè)，這種現(xiàn)象叫滲透。由于滲透作用，就會透過半透膜進(jìn)入濃溶液一側(cè)，這種現(xiàn)象叫滲透。由于滲透作用，溶液的兩側(cè)在平衡后會形成液面的高度差，由這種高度差所產(chǎn)生的壓溶液的兩側(cè)在平衡后會形成液面的高度差，由這種高度差所產(chǎn)生的壓力成為滲透壓。如果在濃溶液一側(cè)施加一個大于滲透壓的壓力，溶劑力成為滲透壓。如果在濃溶液一側(cè)施加一個大于滲透壓的壓力，溶劑就會從濃溶液的一側(cè)通過半透膜進(jìn)入稀溶液中，這種現(xiàn)象稱為反滲透。就會從濃溶液的一

55、側(cè)通過半透膜進(jìn)入稀溶液中，這種現(xiàn)象稱為反滲透。如圖示。如圖示。第28頁/共36頁 反滲透作用的結(jié)果是濃溶液變得更濃，稀溶液變得更稀最終反滲透作用的結(jié)果是濃溶液變得更濃，稀溶液變得更稀最終達(dá)到脫鹽的目的。反滲透不是簡單的膜過濾，其機(jī)理尚未完全搞清達(dá)到脫鹽的目的。反滲透不是簡單的膜過濾，其機(jī)理尚未完全搞清楚。但有兩種較為認(rèn)同的機(jī)理解釋。楚。但有兩種較為認(rèn)同的機(jī)理解釋。 氫鍵理論：氫鍵理論：氫鍵理論最早是由雷德（氫鍵理論最早是由雷德（ReidReid）等提出的，也）等提出的，也叫孔穴式與有序式擴(kuò)散（叫孔穴式與有序式擴(kuò)散（hole type-alignment type diffusionhole t

56、ype-alignment type diffusion）理論，是針對乙酸纖維膜提出的模型。認(rèn)為當(dāng)水進(jìn)入乙酸纖維膜的理論，是針對乙酸纖維膜提出的模型。認(rèn)為當(dāng)水進(jìn)入乙酸纖維膜的非結(jié)晶部分后，和羧基的氧原子發(fā)生氫鍵作用而構(gòu)成結(jié)合水。這種非結(jié)晶部分后，和羧基的氧原子發(fā)生氫鍵作用而構(gòu)成結(jié)合水。這種結(jié)合水的強(qiáng)度取決于膜內(nèi)的孔徑，孔徑越小結(jié)合越牢固。由于牢固結(jié)合水的強(qiáng)度取決于膜內(nèi)的孔徑，孔徑越小結(jié)合越牢固。由于牢固的結(jié)合水把膜孔占滿，故不能與乙酸纖維膜以氫鍵結(jié)合的溶質(zhì)就不的結(jié)合水把膜孔占滿，故不能與乙酸纖維膜以氫鍵結(jié)合的溶質(zhì)就不能擴(kuò)散透過，但與膜能進(jìn)行氫鍵的離子和分子卻能穿過結(jié)合水層而能擴(kuò)散透過，但與膜能

57、進(jìn)行氫鍵的離子和分子卻能穿過結(jié)合水層而有序擴(kuò)散通過。有序擴(kuò)散通過。 優(yōu)先吸附毛細(xì)孔流理論：優(yōu)先吸附毛細(xì)孔流理論：該理論是索里拉金該理論是索里拉金（SourirajianSourirajian）在）在GibbsGibbs吸附方程的基礎(chǔ)上提出的，認(rèn)為在鹽水溶吸附方程的基礎(chǔ)上提出的，認(rèn)為在鹽水溶液和聚合物多孔膜接觸的情況下，膜界面上有優(yōu)先吸附水而排斥鹽液和聚合物多孔膜接觸的情況下，膜界面上有優(yōu)先吸附水而排斥鹽的性質(zhì)，因而形成已被脫鹽的純水層，在反滲透的壓力推動下，此的性質(zhì)，因而形成已被脫鹽的純水層，在反滲透的壓力推動下，此水層的純水通過膜的毛細(xì)孔流作用而連續(xù)不斷的流出，達(dá)到除鹽的水層的純水通過膜的毛

58、細(xì)孔流作用而連續(xù)不斷的流出，達(dá)到除鹽的目的。目的。第29頁/共36頁 4. 4.離子交換法離子交換法 離子交換法（離子交換法（Ion ExchangeIon Exchange）是利用離子交換樹脂交換離子的）是利用離子交換樹脂交換離子的能力，按水處理的要求將原水中所不需要的離子通過交換而暫時占有，能力，按水處理的要求將原水中所不需要的離子通過交換而暫時占有，然后再將它們釋放到再生液中，使水得到軟化的水處理方法。然后再將它們釋放到再生液中，使水得到軟化的水處理方法。 離子交換樹脂：離子交換樹脂：有能與水中陽離子交換的陽離子交換樹脂和有能與水中陽離子交換的陽離子交換樹脂和能與水中陰離子交換的陽離子交

59、換樹脂。陽離子交換樹脂又有能與水中陰離子交換的陽離子交換樹脂。陽離子交換樹脂又有強(qiáng)酸型強(qiáng)酸型（R RSOSO3 3- -H H+ +）和）和弱酸型弱酸型（R RCOOCOO- -H H+ +）樹脂；陰離子交換樹脂也有）樹脂；陰離子交換樹脂也有強(qiáng)堿強(qiáng)堿型型（含三甲胺基的強(qiáng)堿（含三甲胺基的強(qiáng)堿號號R RN N+ +(OH(OH- -)(CH)(CH3 3) )3 3， 含二甲基含二甲基羥基羥基乙基胺基團(tuán)的強(qiáng)堿乙基胺基團(tuán)的強(qiáng)堿 號號R RN N+ +C(CHC(CH3 3) )2 2（CHCH2 2CHCH3 3) )2 2 OH OH - - ）和）和弱堿弱堿型型（伯胺基（伯胺基R RNHNH2

60、2、仲胺基、仲胺基R RNH(CHNH(CH3 3) )、叔胺基、叔胺基R RN(CHN(CH3 3) )3 3 ）。）。 強(qiáng)酸型強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂一般以磺酸基（陽離子交換樹脂一般以磺酸基（SOSO3 3- -H H+ +）作為活性基團(tuán)，）作為活性基團(tuán)，由于是酸性基團(tuán)，其電離程度不隨由于是酸性基團(tuán)，其電離程度不隨pHpH的變化而變化，使用時沒有的變化而變化，使用時沒有pHpH的的限制。限制。弱酸型功能基團(tuán)為羧基弱酸型功能基團(tuán)為羧基（COOCOO- -H H+ +）和磷酸基（）和磷酸基（POPO3 3- -H H2 2+ +）等，）等，這類樹脂的電離程度小，與這類樹脂的電離程度小，與pHpH有