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            飲水健康
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            • 水質基礎知識
            • 發布日期:2014-12-31 10:12:24  點閱次數:次  來源:雅美娜電器集團
            • “人類既是他的環境的創造物,又是他的環境的創造者!痹谌祟惻c自然的互動關系上,水是其中最重要的因素。水是生命之源,人類身體的組成物中水占70%以上,地球表面中水面亦占70%以上,水的質量好壞與我們身體健康密切相關。世界衛生組織(WTO)調查表明:80%以上的疾病和50%以上的兒童死亡都和飲用水質不良有關。

              今天在座諸位能夠在此接受水處理相關知識的培訓,不僅是今后您們工作之必需,也同樣對您們自身健康非常有益!

              (一) 常用計量單位

              1、長度單位:

              千米(Km)=103米

                              米(m)=103毫米

                              毫米(mm)=103微米

                              微米(μm)=103納米

                              納米(nm)=10-9米

              納米技術是今天高科技領域的一個熱門話題,科學家們研究發現,在納米級的微細狀態下,物質的構成和性能較通常狀態有奇異的變化,導致了很多新材料新工藝的誕生。

              2、重量單位:

              噸(T)=103千克

              千克(Kg)=103克

              克(g)=103毫克

              毫克(mg)=10-3微克

              微克(μg)=10-6克

              納克(ng)=10-9克

              3、體積單位:

              方(m3)=103升

              升(L)=103毫升

              美制加侖(G)=3.78升

              4、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)

              5、壓力單位:

              千克力/平方厘米(kg/cm2)=0.1兆帕斯卡(Mpa)

              6、電導率(μs/cm)& 電阻值 (MΩ.cm)

              其數值互為倒數,為水的純度的測定方法單位之一。水中含有陰陽離子,離子為導電介質,通過測量水的電導率(電阻值)可以表明水中的所含離子的多少,由此間接反映了水的純度的高低。通常,我們習慣用電導率反映純水的純度,用電阻率反映超純水的純度。

              電導國際單位為西門子(Siemens),代號為S,純水的電導值很低,常用μS表示。

              電阻國際單位為歐姆,代號為Ω,超純水的電阻值很大,常用MΩ表示。

              5μs/cm=0.2MΩ.cm

              1μs/cm=1MΩ.cm

              0.5μs/cm=2MΩ.cm

              0.2μs/cm=5MΩ.cm

              0.1μs/cm=10MΩ.cm

              18.25MΩ.cm=0.055μs/cm

              7、TDS值

                  指水中溶解性固形物總含量(Total Dissolved Solids縮寫),通常用以測量源水的水質,測量工具即是TDS筆,測量原理實際上是通過測量水的電導率從而間接反映出TDS值。水中溶解的可溶性固形物越多,它的TDS值越大,水的電導率也越大,通常TDS值約為電導率測試值的1/2,中國長江流域城市自來水TDS值通常為100~200ppm,黃河流域自來水TDS值通常為300~600ppm。

                  備注:TDS值與水的含鹽量(也稱礦化度)是不同的兩種概念,TDS值通常大于水的含鹽量,因為TDS不僅包括水的溶解鹽量,還包括了溶解的有機物質。只有在水很干凈有機物含量很低的前提下,才可用TDS值近似表示水的含鹽量(或礦化度),總的來說,TDS值、礦化度、鹽度三者在水中含量呈正比關系。

              8、濁度

                  由于水中含有懸浮及膠體狀態的微粒而發生渾濁現象,其渾濁的程序即稱為渾濁度(單位為“度”),1升水中含有1mg的SiO2(二氧化硅)的渾濁程度即為1度,國標生活飲用水的濁度要求   

              為小于5度。

              9、硬度

              水的硬度是指水中溶解的鈣鎂等到金屬鹽類物質的含量(其中鈣鹽約占85%左右,鎂鹽10~15%,其它金屬鹽類1~3%),主要指水中Ca2+、Mg2+離子的含量,水中的Ca2+/Mg2+主要來源于巖石中的鈣鎂鹽類(CaCO3/MgCO3)的溶解,水中CO2氣體含量較多時,溶解進度會大大加快。硬度分為暫時性硬度(碳酸鹽硬度可加熱沉淀去除)和永久性硬度(非碳酸鹽硬度,不能加熱煮沸去除)兩者總和稱為總硬度。國際上水的硬度單位為德國硬度,1升水中含有10mg的CaO(氧化鈣)含量即為1德國硬度,硬度大于8度(相當于200ppm)的水為硬水,中國生活飲用水國標規定總硬度指標不得大于450ppm。

              10、PH值

              PH值表示水中H+濃度的負對數值,也稱為氫離子指數,PH值能夠表示出溶液酸性、堿性的變化幅度的數量級的大小。

              強酸性水溶液:PH<5.0 

              弱酸性水溶液:PH=5.0~6.4

              中性水溶液:  PH=6.5~8.0

              弱堿性水溶液:PH=8.1~10

              強堿性水溶液:PH>10

              (二) 水中雜質

              H2O=H++OH-

              在自然界中,單純由H2O分子構成的純水是不存在的,水中通常含有以下各種雜質:

              1、顆粒物質:水中不溶性的大于10μm的無機和有機雜質(其中大于40μm的肉眼可見),如

              自來水中常有的泥沙、金屬氧化物或氫氧化物等。 

              2、離子物質:指溶于水后解離為陰、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),應通過錳砂過濾器或曝氣裝置去除鐵錳離子,否則將會對RO膜形成不可清除的沉積污堵。

              3、膠    體:由微生物、微顆粒物等聚集粘合在一起的雜質,尺寸介于離子和顆粒物之間,通常帶有負電荷,易與有機物質結合。

              4、有 機 物:物質可分為有機物和無機物兩大類,碳氫類化合物屬有機物,非碳氫類化合物為無機物。有機物通?梢匀紵,為構成生命的主要物質。天然有機物主要為水生生物產生的腐殖酸。近年來,工業廢液、肥料、殺蟲劑等人工合成有機物對水環境有很大污染。溶解于水中的有機物質,主要是多功能團芳香族類的大分子弱性有機酸,易吸附在RO膜濾層而導致RO膜性能的衰退。

              5、氣    體:O2、CO2、NH3、N2等部分氣體可溶于水,在水中反應后生成某些酸根離子,影

              響成品水的水質。超純水若敞放于空氣中,水質即迅速下降。

              6、微 生 物:細菌、病毒、孢子等,其尺寸為微米級。

              7、熱    原:純水屬極低營養環境之水體,但仍有少量細菌——革蘭陰性類細菌——可以生存,其細胞膜若進入人體血液,會導致發熱,高燒甚至死亡,故稱為熱原(又稱為內毒素)。注射用水和生物細胞類實驗用水要求必須去除熱源。

              8、消 毒 劑:原水經自來水公司處理后,水中會留有次氯酸鈉等消毒劑,自來水含有的余氯(國標規定必須大于0.3ppm)為強氧化性物質,對RO膜有相當的破壞作用,活性炭濾芯和KDF濾料可有效去除水中余氯。

              (三) 水的分類

              在不同的場合,水有不同的種類區別,其水質亦有明顯的差別。

              1、地下水與地表水

              地下水——有機物和微生物污染較少,而鈣鎂等離子則溶解較多,硬度較高易結水垢;有時鐵/錳/氟離子超標,不能滿足生產生活用水需求。

              地表水——較地下水有機物和微生物污染較多,如果該地屬石灰巖地區,其地表水往往也有較大的硬度,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的總濃度稱為硬度,硬度大于200ppm(德國硬度為8)的通常就稱之為硬水。硬水在使用中有較多缺點,和洗滌劑易反應產生沉淀物,加熱后結垢對鍋爐/熱循環系統等生產影響很大,通常要進行軟化/脫鹽處理。

              軟水——相對硬水而言硬度較小的水。

              3、原水與凈水

              原水——通常是指水處理設備的進水,如常用的城市自來水(國際稱為生活飲用水)/城郊地下水/野外地表水等,常以TDS值(水中溶解性總固體含量)檢測其水質,中國城市自來水TDS值通常為100~400ppm。

              凈水——原水經過水處理設施處理后即稱之為凈水。

              4、純凈水與蒸餾水

              純凈水——原水經過反滲透和殺菌裝置等成套水處理設施后,除去了原水中絕大部分無機鹽離子、微生物和有機物雜質,可以直接生飲的純水。

              蒸餾水——以蒸餾方式制備的純水,通常不用于飲用。

              5、純水和超純水

              純  水——以反滲透、蒸餾、離子交換等方法制備的去離子水,其TDS值通常<5PPm,電導率通常<10μs>0.1MΩ.cm)。

              超純水——以離子交換、蒸餾、電除鹽等方法將純水進一步提純去離子后得到的離子含量極低的純水,其TDS值不可測,電導率通常<0.1μs>10MΩ.cm)。理論上最純水電阻值為18.25 

              MΩ.cm。

              6、純化水和注射用水

              純化水——醫藥行業用純水稱之為純化水,電導率通常要求<2μs/cm。

              注射用水——純化水經多效蒸餾/超濾法再次提純去除熱原后用以配制注射劑。

              (一)水質預處理系統(臺上型標配10寸3通道型)

              1、外松內緊漸進式結構的PP聚丙烯纖維濾芯,過濾孔徑5微米,可有效濾除鐵銹、泥沙等顆粒物質,常用規格有10寸(250mm)。

              2、含碳量高達80%的高效柱狀果殼活性碳濾芯,對原水中的余氯、異色、有機物等雜質可以高效吸附過濾。

                    活性炭的比表面積很大,且布滿了孔徑極。10~30埃)的微孔,對有機物膠體、余氯、鐵離子等有明顯的吸附濾除作用,通常,活性炭能吸附原水中60~80%的肢體物質,50~60%的有機特質,40~50%的鐵,但活性炭飽和后再生難度大,并且極易滋生細菌等微生物。臺式純水機、凈水器等常用10寸/20寸高效柱狀活性炭濾芯。

              活性炭吸附是一種短期有效的方式,應根據原水水質和制水量大小定期再生(可用10%的酸液浸泡再生)或更換。

              3、KDF緩釋濾芯內含高純度的銅鋅合金濾料及硅酸鹽晶體濾料,可高效去除源水中的余氯和鐵錳等重金屬離子,抑制細菌和藻類的生長繁殖,阻止鈣鎂鹽類的結垢反應,有效避免了上述雜質在RO膜膜面上的結垢、沉積、堵塞。該濾芯使用壽命長(與RO膜同時更換),與需頻繁更換的功能單一的軟化樹脂濾芯處理法比較,極大延長了RO膜使用壽命。

              (二)反滲透(Reverse Osmosis 簡稱RO)純化系統

              1、RO反滲透技術簡介。

              RO反滲透技術是利用壓力表差為動力的膜分離過濾技術,源于美國二十世紀六十年代

              宇航科技的研究,后逐漸轉化為民用,目前已廣泛運用于科研、醫藥、食品、飲料、海水淡化等領域,目前RO膜知名品牌有美國陶氏(DOW)、美國海德能(HYDRANAUTICS),二線品牌有日本東麗、韓國世韓,國內廠家有杭州北斗星、貴陽匯通源泉等。

              RO反滲透膜孔徑小至納米級(1納米=10-9米),在一定的壓力下,H2O分子可以通過RO膜,而原水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質無法通過RO膜,從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區分開來。RO膜對高價離子、膠體、

              細菌及分子量大于300 Dalton的有機物質(包括熱源)去除率高達99%以上,對低價離子

              (Na+、K+)去除率可達95%,當原水電導率<350μs/cm,RO純水電導率通!5μs/cm,符合國家三級用水標準。再經過原子級離子交換柱循環過濾,出水率可達18.2MΩ.cm。

              反滲透法是可達到90%~99%雜質去除率最經濟的方法,同時也是試劑級超純水系統最好的前處理方法。

              備注:(1)  RO膜產水通常呈弱酸性(PH值5.5~6.5),用戶可選配PH調節裝置。

              (2) RO膜的過濾能力受水溫影響較大,最適合的水溫為25℃~30℃,溫度下降1℃,RO膜的產水量約下降3%,當水溫降至5℃時,RO膜將停止產水。

              (3)  RO膜在使用和保存中有如下注意事項:

              3.1、RO膜通常要求以“濕法”保存,不得陽光直射和凍結,陶氏膜在出廠原包裝完好狀態下可保存2~3年(其它品牌可保存6~12個月)。

              3.2、原水中的鐵、錳等金屬離子易形成難溶性氧化物而在RO膜表面結垢導致RO膜迅速受損

              極高。源水鐵錳超標(>0.5mg/L)時,應向客戶推薦選配錳鈔過濾器以濾除鐵錳

              3.3、自來水中的余氯為強氧化劑極易對RO膜造成化學損傷,預處理中的活性炭濾芯應定期再生或更換以保證有效去除余氯和有機物。


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