纯净水的制备.ppt

纯净水的制备
水 H2O
自来水中含有的杂质
微粒、胶体、色素、嗅味、
余氯、细菌、病毒、微生物、
有机物(大分子)、Ca2+、
Mg2+、Fe2+、Na+、其它离子
净水处理技术
过滤器法
蒸馏法
离子交换法
反渗透法(RO)
电渗析除盐法(EDI)
联用技术
净水前处理
机械过滤或砂滤棒过滤
石英砂有较好的载污能力,水通过石英砂时分离出悬浮物和胶体杂质,降低水中的色度和浑浊度。
活性炭过滤器
活性炭具有很大的比面积和良好的机械耐磨性,脱除水中的有机物、胶体、色素、嗅味、 Fe2+及余氯。
软化器
利用置换反应原理,用阳离子交换树脂中的Na+来置换水中的Ca2+和Mg2+,使水软化。
微滤、超滤和纳滤
用途:去除水中的微粒、胶体、细菌、病毒、大分子、小分子、离子等。
微滤:~10μm,微滤又称微孔过滤,它属于精密过滤,能够过滤微米级或纳米级的微粒和细菌。
超滤:~,超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一。以大分子与小分子分离为目的,膜孔径在20-1000A°之间。
纳滤:~,纳滤膜大多从反渗透膜衍化而来,如CA、CTA膜、芳族聚酰胺复合膜和磺化聚醚砜膜等。但与反渗透相比,其操作压力更低,因此纳滤又被称作“低压反渗透”或“疏松反渗透”( Loose RO )
蒸馏法
原理:
利用相态变化,将液态水在一定温度下变为气态水, 再经冷却为液态水的过程。
优点:简单方便
缺点:1)耗能;
2)含一定杂质:二氧化碳和低沸点物质、带杂质液态水、冷凝装置成分。
离子交换法
原理:
含有阴阳离子杂质的水,经过离子交换树脂上的OH-和H+分别与水中的阴离子和阳离子进行交换, OH-和H+进入水中又结合成水,从而达到去除水中阴阳离子杂质的目的。
交换机理:
强酸性阳离子交换树脂:
R-SO3H+Na+ ---- R-SO3Na+H+
强碱性阴离子交换树脂:
R-OH+Cl- ---- RCl+OH-
R:离子交换树脂本体;Na+和Cl-分别代表水中的阳阴离子杂质。
离子交换法特点:
交换反应是可逆的,当原水流过树脂时,杂质阴阳离子分别与树脂产生交换反应,当丧失交换能力后,分别用酸碱处理,交换反应向反方向进行,使其重新恢复交换的能力,即树脂再生。
由于需用酸碱再生,酸碱消耗量较大,同时需处理产生的大量化学废水,所以离子交换法的运行费用较高,而且再生操作比较繁琐复杂。
反渗透法(RO)
原理:
在进水水流(浓溶液)侧施加操作压力以克服自然渗透压,当高于自然渗透压的操作压力施加在浓溶液侧时,水分子自然渗透的流动方向就会逆转,进水(浓溶液)中的水分子部分通过半透膜成为稀溶液侧的净化产水。
反渗透设备就是将高压泵和反渗透膜组合在一起的技术设备。
反渗透原理图
电渗析除盐法(EDI)
原理:
利用离子交换膜对离子的选择透过性,在直流电场作用下,以电位差作推动力,产生水中离子的定向迁移,使一部分水中的离子进入另一部分水中去,从而达到除盐的目的。
EDI是一种将电渗析和离子交换相互结合在一起的除盐工艺,即利用离子交换能深度脱盐来克服电渗析极化而脱盐不彻底,又利用电渗析极化而发生水电离产生H+和OH-,实现树脂自再生来克服树脂失效后通过化学药剂再生的缺陷。