生活用水的水处理
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发布时间：2022-04-22 10:06
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时间：2023-09-28 07:31
常用的水处理方法有：(一)沉淀物过滤法、(二)硬水软化法、(三)活性炭吸附法、(四)去离子法、(五)逆渗透法、(六)超过滤法、(七)蒸馏法、(八)紫外线消毒法等。
一、沉淀物过滤法
沉淀物过滤法的目的是将水源内之悬浮颗粒物质或胶体物质清除干净。这些颗粒物质如果没有清除，会对透析用水其他精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法，所以这个步骤常用在水纯化的初步处理，或有必要时，在管路中也会多加入几个滤器(filter)以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多，例如网状滤器，沙状滤器(如石英沙等)或膜状滤器等。只要颗粒大小大于这些孔洞之大小，就会被阻挡下来。对于溶解于水中的离子，就无法阻拦下来。
二、硬水软化法
硬水的软化需使用离子交换法，它的目的是利用阳离子交换树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子，*此来降低水源内之钙镁离子的浓度。其软化的反应式如下:
Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1
Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1
式中的EX表示离子交换树脂，这些离子交换树脂结合了Ca2+及Mg2+之后，将原本含在其内的Na+离子释放出来。
三、活性碳
活性碳是由木头，残木屑，水果核，椰子壳，煤炭或石油底渣等物质在高温下干馏炭化而成，制成后还需以热空气或水蒸气加以活化。它的主要作用是清除氯与氯氨以及其他分子量在60到300道尔顿的溶解性有机物质。活性碳的表面呈颗粒状，内部是多孔的，孔内有许多约1Onm~lA大小的毛细管,1g的活性碳内部表面积高达700-1400m2，而这些毛细管内表面及颗粒表面就是吸附作用之所在。影响活性碳清除有机物能力的因素有活性碳本身的面积，孔洞大小以及被清除有机物的分子量及其极性(Polarity)，它主要*物理的吸附能力来排除杂物，当吸附能力达饱合之后，吸附过多的杂质就会掉落下来污染下游的水质，所以必须定时利用逆冲的方式来清除吸附其上的杂质。
四、去离子法
去离子法的目的是将溶解于水中的无机离子排除，与硬水软化器一样，也是利用离子交换树脂的原理。在这 使用两种树脂-阳离子交换树脂与阴离子交换树脂。阳离子交换树脂利用氢离子(H+)来交换阳离子;而阴离子交换树脂则利用氢氧根离子(OH-)来交换阴离子，氢离子与氢氧根离子互相结合成中性水，其反应方程式如下:
M+x+xH-Re→M-M-Rex+xH+1
A-z+zOH-Re→A-Rez+zOH-1
上式中的的M+x表阳离子，x表电价数，M+x阳离子与阳离子树脂上H-Re的氢离子交换，A-z则表阴离子，z表电价数，A-z与阴离子交换树脂结合后，释放出OH-离子。H+离子与OH-离子结合后即成中性的水。这些树脂之吸附能力耗尽之后也需要再还原，阳离子交换树脂需要强酸来还原。
五、逆渗透法
逆渗透法可以有效的清除溶解于水中的无机物，有机物，细菌，热原及其它颗粒等，是透析用水之处理中最重要的一环。所谓渗透(osmosis)是指以半透膜隔开两种不同浓度的溶液，其中溶质不能透过半透膜，则浓度较低的一方水分子会通过半透膜到达浓度较高的另一方，直到两侧的浓度相等为止。在还没达到平衡之前，可以在浓度较高的一方逐渐施加压力，则前述之水分子移动状态会暂时停止，此时所需的压力叫作 渗透压 (osmotic pressure)，如果施加的力量大于渗透压时，则水份的移动会反方向而行，也就是从高浓度的一例流向低浓度的一方，这种现象就叫作逆渗透。逆渗透的纯化效果可以达到离子的层面，对于单价离于(monovalent ions)的排除率(rejection rate)可达90%-98%，而双价离子(divalent ions)可达95%-99%左右(可以防止分子量大于200道尔敦的物质通过)。
六、超过滤法
超过滤法与逆渗透法类似，也是使用半透膜，但它无法控制离子的清除，因为膜之孔径较大，约10-200A之间。只能排除细菌，病毒，热原及颗粒状物等，对水溶性离子则无法滤过。超过滤法主要的作用是充当逆渗透法的前置处理以防止逆渗透膜被细菌污染。它也可用在水处理的最后步骤以防止上游的水在管路中被细菌污染。一般是利用进水压与出水压差来判断超过滤膜是否有效，与活性碳类似，平时是以逆冲法来清除附着其上的杂质。
七、蒸馏法
蒸馏法是古老却也是有效的水处理法，它可以清除任何不可挥发性的杂质，但是无法排除可挥发性的污染物，它需要很大的储水槽来存放，这个储水槽与输送管却是造成污染的重要原因，血液透析用水不用这种方式来处理。
八、紫外线消毒法
紫外线消毒法是常使用的方法之一。紫外线消毒不产生任何二次污染物，属于国际上最新一代的消毒技术，它以其高效率、广谱性、低成本、长寿命、大水量、无污染等其他消毒手段无法比拟的优点，已在西方发达国家逐渐成为一种主流消毒手段 。它的杀菌机理是破坏细菌核酸的生命遗传物质，使其无法繁殖，其中最重大的反应是核酸分子内的pyrimidine盐基变成双合体(dimer)。一般是使用低压水银放电灯（杀菌灯）的人工253.7nm波长的紫外线能量。紫外线杀菌灯的原理与日光灯相同，只是灯管内部不涂萤光物质，灯管的材质是采用紫外线穿透率高的石英玻璃。一般紫外线装置依用途分照射型，浸泡型及流水型。
九、生物化学法
[1]生物化学水处理方法利用自然界存生的各种细菌微生物，将废水中有机物分解转化成无害物质，使废水得以净化。生物化学水处理方法可以分活性污泥法、生物膜法、生物氧化塔、土地处理系统、厌氧生物水处理方法。生物化学水处理法的流程：原水→格栅→调节池→接触氧化池→沉淀地→过滤→消毒→出水。
1、活性污泥水处理方法
(1)鼓风曝气：即排流式曝气，将压缩空气不断地鼓入废水中(主要装置由曝气鼓风机和曝气器组成)，保证水中有一定的溶解氧，以维持微生物的生命活动，分解水中有机物，以达到水处理的净化效果。
(2)机械曝气：即表面曝气，利用装在曝气池内的机械叶轮转动，剧烈搅动水面，使空气中的氧溶于水中，供微生物生命活动，进行生化作用以达到水处理的净化效果。
(3)纯氧曝气：它是按鼓风曝气方法向水中吹入纯氧，以提高充氧效率，从而加快水处理的净化速度。
2、生物膜水处理方法
(1)生物滤池：使废水流过生长在滤料表面的生物膜，通过两面间的物质交换及生化作用，使废水中有机物降解，达到水处理的净化目的。
(2)生物转盘：由固定在一横轴上的若干间距很近的圆盘组成，不断旋转的圆盘面上生长一层生物膜，以达到水处理净化效果。
(3)生物接触氧化：供微生物栖附的填料全部浸于废水中，并采用机械设备向废水中充入空气，使废水中有机物降解，以净化废水。
3、土地处理系统 (1)土地渗滤：利用土壤膜中的微生物和植物根系对污染物的净化能力来进行生活污水处理，同时利用污水中的水、肥来促进农作物、牧草、树木生长。
(2)污水灌溉：这种水处理方法主要目的为灌溉，以充分利用净化后的污水。
4、厌氧生物水处理方法：利用厌氧微生物分解污水中有机物，达到水处理净化目的，同时产生甲烷气、CO2等气体。
生活用水(domestic water)人类日常生活所需用的水。包括居民日常生活用水(饮用、洗涤等室内用水和洗车、绿化等室外用水)和公共设施用水(浴池、商店、旅馆、学校、医院、市政绿化、清洁、消防等用水)。中国的年生活用水总量约600多亿立方米(2001年),大城市人均每人每年生活用水量为70～247立方米,中小城市人均年用水量约为32～166立方米,农村人均用水量约28立方米。由于中国大部分城市和农村未实现分质供水,所以生活用水的水质评价一般仍沿用饮用水的标准或采用优于Ⅳ类水的标准来衡量。
