纯净水的制备方法_赵锡斌
纯水与超纯水的制备工艺
纯水与超纯水的制备工艺最佳水质：1. 天然水中常见杂质包括可溶性无机物、有机物、颗粒物、微生物、可溶性气体等。
纯水、超纯水系统就是要尽可能彻底地去处这些杂质。
2. 净化水质的主要工艺目前常用净化水质的工艺方法有蒸馏法、反渗透法、离子交换法、EDI、紫外氧化法等。
同时我们可以将水的纯化过程大致分为3大步，前处理(生产出纯水)，离子交换(可生产出18.2MΩ-cm超纯水)和后处理(生产出符合特殊要求的超纯水)。
根据进水的水质和对出水水质的要求，确定每一步采用的方法工艺纯化过程3大步：1、前处理主要包括预处理单元和反渗透(RO)单元，由于预处理后的水将通过反渗透进行再一步的净化，所以一定要尽量去除对反渗透膜有影响的杂质;主要包括大颗粒物质、余氯以及钙离子镁离子。
在此要说明的一点是必须要根据进水水质的差异针对性地配备不同的处理单元。
多数纯水仪生产厂家并不能很好帮助客户解决这个问题，这会导致后续的纯化无法达到理想结果并缩短反渗透膜等仪器主要部件的寿命。
超纯水设备很好的解决了这一问题，分别设计生产了线绕过滤器、活性碳吸附过滤器以及软化树脂针对性地去除水中大颗粒物质、余氯以及钙离子镁离子，达到最佳的预处理效果。
反渗透是使用一个高压泵对高浓度溶液提供比渗透压差大的压力，水分子将被迫通过半透膜到低浓度的一边，反渗透可以滤除90%-99%的包括无机离子在内的绝大多数污染物，因为它出众的纯化效率，反渗透是水纯化系统的一个非常有效的技术，因为反渗透能去除大部分的污物，所以它经常被用作为前道处理手段，能显著地延长去离子交换柱的使用时间。
鉴于反渗透在水质纯化过程中是非常关键并且反渗透膜的更换价格较高，我们建议用户一定要选择对反渗透膜有保护功能的超纯水系统。
为了尽可能延长反渗透膜的使用寿命以及提高反渗透膜的过滤效率，莱特莱德超纯水系统采用了先进的独特技术，结合领先的反渗透限流设计，在出水处有限流阀，使反渗透膜始终浸泡在水中，不致因变干而影响寿命。
纯水制备的常用方法
纯水制备的常用方法
1.蒸馏法，按蒸馏器皿可分为玻璃、石英蒸馏器，金属材质的有铜、不锈钢和白金蒸馏器等。
按蒸馏次数可分为一次、二次和多次蒸馏法。
此外，为了去掉一些特出的杂质，还需采取一些特殊的措施。
例如预先加入一些高锰酸钾可除去易氧化物；加入少许磷酸可除去三价铁；加入少许不挥发酸可制取无氨水等。
蒸馏水可以满足普通分析实验室的用水要求。
由于很难排除二氧化碳的溶入。
所以水的电阻率是很低的，不能满足许多新技术的需要。
2.反渗透法，目前它是一种应用最广的脱盐技术。
反渗透膜虽在1977年就有了，但其规模化生产和广泛用于脱盐却是近几年的事情。
反渗透膜能去除无机盐、有机物（分子量大于500）、细菌、热源、病毒、悬浊物（粒径大于0.1微米）等。
产出水的电阻率能较原水的电阻率升高近10倍。
3.电渗析法，产生于1950年，由于其能耗低，常作为离子交换法的前处理步骤。
它在外加直流电场作用下，利用阴阳离子交换膜分别选择性的允许阴阳离子透过，使一部分离子透过离子交换膜迁移到另一部分水中去，从而使一部分水纯化，另一部分水浓缩。
这就是电渗析的原理。
电渗析是常用的脱盐技术之一。
产出水的纯度能满足一写工业用水的需要。
纯净水的制备
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。
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。
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。
臭氧消毒：
对细菌及病毒等病原体杀生效率最高，无有害的 卤代有机物产生等优点，但工艺较复杂，投资大， 运行防护条件较高。
纯净水生产流程
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。
纯水制备方案
纯水制备方案为了满足纯净水在日常生活和实验室工作中的需求，制备高纯度的纯水是至关重要的。
本文将介绍一种可行的纯水制备方案，用于生活和实验室应用。
一、材料准备为了制备高纯度的纯水，我们需要准备以下材料：1. 原水：可以使用自来水、地下水或纯化水等作为原水源。
2. 预处理设备：如软水器或反渗透设备，用于去除原水中的杂质和溶解性固体。
3. 离子交换树脂：用于去除水中的离子，如阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。
4. 活性炭：用于去除水中的有机物和氯气。
5. 紫外灭菌器：用于杀灭水中的微生物。
6. 清洗剂：用于清洗设备和容器。
二、制备步骤1. 预处理：将原水通过预处理设备进行处理，去除悬浮固体、杂质和溶解性固体，以减少对后续设备和树脂的影响。
2. 离子交换：将预处理后的水通过阳离子交换树脂和阴离子交换树脂进行离子交换处理。
首先，将水通过阳离子交换树脂，去除水中的阳离子。
然后，将阳离子交换后的水通过阴离子交换树脂，去除水中的阴离子。
这样可以有效去除水中的大部分离子。
3. 活性炭处理：将离子交换后的水通过活性炭进行处理，去除水中的有机物和氯气，提高水的纯度。
4. 紫外灭菌：将活性炭处理后的水通过紫外灭菌器进行杀菌处理，以确保水中没有微生物的存在。
5. 储存与送水：将经过紫外灭菌处理的纯水储存到干净的容器中，根据需要进行送水。
三、注意事项1. 设备定期检修：定期检查和清洗各个处理设备，保证其正常工作和长期稳定。
2. 树脂更换：树脂在使用一段时间后会失去吸附能力，需要定期更换，避免对水质产生负面影响。
3. 清洗与消毒：定期对设备和容器进行清洗和消毒，防止污染和细菌滋生。
4. 水质监测：定期进行水质监测，确保制备的纯水符合相关标准要求。
通过以上纯水制备方案，我们可以获得高纯度的纯水，满足各种生活和实验室应用的需求。
在实际操作中，根据具体情况和需求，可以对制备方案进行适当调整与改进。
制备纯水的过程需要严格的操作和控制，以确保最终得到纯净、安全的水源。
纯净水制作工艺流程
纯净水制作工艺流程纯净水是一种经过特殊处理的水质，其制作工艺流程经过多个步骤，以确保水质的纯净和安全。
下面将详细介绍纯净水的制作工艺流程。
一、原水处理纯净水的制作首先需要对原水进行处理，以去除其中的杂质和污染物。
原水可以是自来水、井水或河水等，但不同水源的处理方法可能有所不同。
一般而言，原水处理包括物理处理和化学处理两个方面。
1. 物理处理：物理处理主要通过过滤的方式去除水中的固体颗粒和悬浮物。
常用的物理处理方法包括沉淀、过滤和筛选等。
通过这些方法，可以有效去除水中的泥沙、悬浮颗粒和大部分有机物。
2. 化学处理：化学处理主要是通过添加化学药剂，改变水中物质的化学性质，以达到去除污染物的目的。
常用的化学处理方法包括调节pH值、加入絮凝剂和消毒剂等。
通过这些方法，可以去除水中的溶解性有机物、重金属离子和微生物等。
二、反渗透膜过滤原水经过物理和化学处理之后，仍然可能存在微量的溶解性物质和微生物。
为了彻底去除这些杂质，需要通过反渗透膜过滤进行进一步处理。
反渗透膜是一种能够过滤微小颗粒和溶质的特殊膜材料。
原水在经过反渗透膜过滤器时，会产生高压差，使得水分子通过膜孔，而溶质和微生物则被截留在膜的一侧。
通过这种方式，可以有效去除水中的溶解性无机物、有机物和微生物等。
三、再次处理和消毒经过反渗透膜过滤的水质已经接近于纯净水，但仍然可能存在微量的杂质和微生物。
为了确保水质的纯净和安全，需要进行再次处理和消毒。
1. 再次处理：再次处理包括活性炭吸附和离子交换等方法。
活性炭吸附可以去除水中的有机物和余氯等，而离子交换可以去除水中的离子和重金属等。
通过这些方法，可以进一步提高水质的纯净度。
2. 消毒：消毒是为了杀灭水中的细菌和病毒等微生物，以确保水质的安全。
常用的消毒方法包括紫外线消毒和臭氧消毒等。
通过这些方法，可以有效杀灭水中的微生物，保证水质的卫生安全。
四、质量检测和包装经过上述处理步骤的纯净水，需要进行质量检测和包装，以确保产品的合格和卫生。
纯水的制备
纯水的制备一、纯水的制备方法自然界中的水都含有杂质，不能直接用于化学实验，一般都需经过纯制。
不同的实验对水的纯度要求不同，一般化学实验使用的纯水常用蒸馏法和离子交换法制取。
1．蒸馏法。
蒸馏法制备的纯水叫蒸馏水。
根据蒸馏的次数分为一次蒸馏水、二次蒸馏水和三次蒸馏水。
二次和三次蒸馏水是纯度较高的高纯水，用于有特殊要求的实验中。
一次蒸馏水中还含有微量杂质，可用来洗涤要求不十分严格的仪器和配制一般的实验用溶液。
蒸馏法制备纯水是根据水与杂质有不同的挥发性，利用蒸馏器进行蒸馏冷凝而得到。
实验室中制备一次蒸馏水时，可使用蒸馏水蒸馏器（图5－12）。
制备二次蒸馏水可使用二次蒸馏水器（图5－13）。
制备高纯水还可使用硬质玻璃蒸馏器、石英蒸馏器、金、银以及聚四氟乙烯蒸馏器。
制备二次蒸馏水可根据实验对水质的要求，加入适当的试剂以抑制某些杂质的挥发，如加入甘露醇能抑制硼的挥发；加入碱性高锰酸钾可破坏有机物并防止二氧化碳蒸出，使水的pH=7；制备无氨水时，可加入浓硫酸（每升水加二毫升浓硫酸）或磷酸。
2．离子交换法。
用离子交换法制备的纯水叫“去离子水”，它是利用离子交换树脂的离子交换作用，将水中除H＋和OH－以外的其它离子除去，或减少到一定程度。
此法不能将水中的有机物除去，离子交换法制备纯水也不同于水的软化。
水的软化主要是降低水的硬度，仅需将水中的Ca2＋、Mg2＋除去，因此水的软化虽然可以使用离子交换树脂，但只能用阳离子交换树脂进行交换；也可以使用盐型（钠型）树脂，但在制备去离子水时则必须使用阳、阴两种离子交换树脂，而且必须要用游离酸（碱）型树脂。
离子交换法制备纯水，是目前较为广泛采用的一种纯水制备方法，其优点是；设备简单，操作方便，成本低，水的纯度高。
（二）离子交换法制备纯水的原理。
含有K＋、Na＋、Ca2＋、Mg2＋等阳离子及SO42－、Cl－、HCO3－、HSiO3－等阴离子的原水，当通过阳离子交换树脂层时，水中的阳离子会被脂所吸附，而树脂上可游离交换的H＋则被置换到水中，并和水中的阴离子组成相应的无机酸，其反应可表示为：含有无机酸的水，当再通过阴离子交换树脂层时，水中的阴离子又会被树脂吸附，树脂上可交换的OH－又被置换到水中，并与水中的H＋结合成水，这一反应可用下式表示。
纯净水生产工艺流程(精)
纯净水生产工艺流程
一、水处理
原水→多介质预处理(石英砂→活性碳→加药泵→软水器→精滤→RO反渗透→贮水桶杀菌→灌装线
↑
臭氧发生
设备:原水多级泵→加压泵(提供水量及水压→石英砂过滤机(除去颗粒、胶体等杂质,降低浊度→活性碳过滤机(除去氯气、色素、异味、有机物→精密过滤器(除去1um以上的悬浮物,保护RO膜不被堵塞→RO反渗透膜(有效去除水中泥沙、悬浮物、颗粒性杂技及有害金属、有毒物质、细菌、病菌→紫外线、臭氧杀菌系统(在贮水桶中杀灭细菌、病毒、抑制细菌繁殖二、桶装水
拔盖机→检漏机→内外刷桶机→自动上桶机→微电脑三合一灌装
空气压缩机
↓
机(冲、灌、拧→灯检台→热收缩机→提桶套袋机
↑
上桶盖冲洗机
三、瓶装水。
纯净水的生产工艺流程
纯净水的生产工艺流程
纯净水的生产工艺流程通常包括以下几个步骤：
1.原水处理：将自然水源（如地下水、湖水、江河水等）通过过滤、沉淀、澄清等步骤进行预处理，去除杂质和悬浮物。
2.活性炭过滤：将预处理后的水通过活性炭过滤器，去除有机物质、异味、色素和残留的氯等。
3.反渗透：利用高压泵将水通过反渗透膜，去除溶解于水中的无机盐、杂质、微生物等，以及其它较大分子的有机物质。
4.混合调配：将反渗透后的水与一定比例的二次处理水或加入适量的矿物质和微量元素进行混合，以调整水的口感和均衡矿物质含量。
5.消毒杀菌：使用紫外线灯、臭氧发生器等设备对水进行消毒杀菌处理，以防止细菌、病毒等微生物滋生。
6.清洗和灌装：对消毒处理后的水进行清洗和灌装，使其符合卫生标准要求，然后装入瓶子、桶等包装材料中。
7.包装封装：将灌装好的纯净水密封包装，保证产品的卫生与质量。
8.质检和包装：对产品进行检验，确保纯净水的质量安全，并经过贴标、外包装等步骤完成产品的整体包装。
以上是一般纯净水的生产工艺流程，具体的工艺流程还可能根据生产厂家和产品要求略有差异。
纯净水的制备
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。
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+OHR：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。
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。
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。
饮用纯净水生产工艺流程
饮用纯净水生产工艺流程饮用纯净水的生产工艺流程包括原水处理、预处理、主处理、消毒和灌装等环节。
1. 原水处理：原水处理是将采集到的自然水源进行处理，去除其中的杂质、悬浮物质和有机物质，常用的方法包括沉淀、过滤和氧化等。
首先将原水通过网兜和格栅等设备进行初步过滤，去除较大的悬浮物质和杂质；然后经过沉淀池或沉淀池组合体，对水中的悬浮物质、泥沙等进行沉积；最后可以使用活性炭、纤维过滤器等设备，去除水中的有机物质和异色物质。
2. 预处理：预处理是对经过原水处理的水进行继续净化，去除其中的微小悬浮物质和溶解性有机物质。
常用的方法包括深度过滤、超滤和反渗透等。
通过超滤和反渗透膜等设备，可以将溶解在水中的微小悬浮物质和有机物质去除，达到更高的净化效果。
3. 主处理：主处理是对经过预处理的水进行最高级别的净化，去除其中的微量有害物质和微生物。
常用的方法包括活性炭吸附、紫外线消毒、臭氧消毒和电解消毒等。
通过活性炭吸附，可以去除水中的有机物质和残余氯；通过紫外线照射，可以杀灭水中的细菌和病毒；通过臭氧消毒和电解消毒，可以去除水中的有害物质和微生物。
4. 消毒：消毒是为了保证生产出来的纯净水能够达到卫生安全的要求，在灌装前对纯净水进行消毒处理。
常用的方法包括过滤虫式消毒和化学消毒等。
通过过滤虫式消毒，可以去除纯净水中残留的悬浮物质和杂质；通过化学消毒，可以杀灭纯净水中的细菌和病毒。
5. 灌装：灌装是将生产好的纯净水进行包装封装，以方便运输和销售。
常用的灌装方式包括桶装和瓶装。
对于桶装纯净水，一般使用自动灌装机进行操作，可以根据需要选择不同的规格进行灌装。
对于瓶装纯净水，一般使用自动灌装线进行操作，可以自动完成瓶装、盖子封口、贴标签等工作。
总结起来，饮用纯净水的生产工艺流程包括原水处理、预处理、主处理、消毒和灌装等环节。
通过以上的工艺流程，可以将自然水源进行多维度的净化和消毒，生产出符合卫生安全要求的饮用纯净水。
纯净水生产——工艺流程
纯净水的生产工艺流程是什么？矿泉水水厂水处理设备生产过程中的质量控制和措施工艺流程方案（1）第一级预处理系统：采用石英沙介质过滤器，主要目的是去除原水中含有的泥沙、铁锈、胶体物质、悬浮物等颗粒在20μm以上对人体有害的物质，自动过滤系统，采用进口品牌自动控制阀，系统可以自动（手动）进行反冲洗、正冲洗等一系列操作。
保证设备的产水质量，延长设备的使用寿命。
同时设备配备有自我维护系统，降低维护费用。
（2）第二级预处理系统：采用果壳活性炭过滤器，目的是为了去除水中的色素、异味、生化有机物、降低水的余氨值及农药污染和其他对人体有害的物质污染物。
自动过滤控制系统，采用进口品牌自动控制阀，系统可以自动（手动）进行反冲洗、正冲洗等一系列操作。
（3）第三级预处理系统：采用优质树脂对水进行软化，主要是降低水的硬度，去除水中的钙镁离子（水垢）并可进行智能化树脂再生。
自动过滤系统，采用进口品牌自动软水器，系统可以自动（手动）进行反冲洗。
（4）第四级预处理系统：采用双级5μm孔径精密过滤器（0.25吨以下为单级）使水得到进一步的净化、使水的浊度和色度达到优化，保证RO系统安全的进水要求。
（5）纯净水设备主机：采用反渗透技术进行脱盐处理，去除钙、镁、铅、汞对人体有害的重金属物质及其他杂质，降低水的硬度，脱盐率98%以上，生产出达到国家标准的纯净水。
（6）杀菌系统：采用紫外线杀菌器或臭氧发生器（根据不同的类型确定）提高保质期。
为提高效果，应使臭氧与水充分混合，并将浓度调整到最佳比。
（7）一次冲洗：采用不锈钢半自动冲瓶机对瓶子的内、外壁进行清洗，清洗的水量可调。
矿泉水水处理设备-水厂矿泉水设备天然矿泉水厂建厂要求、矿泉水引水工艺、曝气工艺、过滤和消毒工艺、充气工艺、灌装工艺、洗瓶工艺、矿泉水工艺流程及其生产线、矿泉水检验与卫生管理、矿泉水的品质控制、矿泉水的生产工艺、矿泉水生产过程中的质量控制和措施一、方法1、本方法是不添加杀菌剂，而且有良好保存性的无菌矿泉水生产方法。
纯净水制备工艺流程相关设备及主要设计参数
纯净水制备工艺流程相关设备及主要设计参数下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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纯净水生产操作规程
纯净水生产操作规程纯净水是一种具有高纯度、低盐含量、无色无味、清洁卫生的水，广泛应用于医疗、制药、化妆品、电子等领域。
为了保证纯净水的质量和安全性，纯净水生产过程中需要遵循一系列操作规程。
本文将从原材料准备、制取过程、设备操作和质量控制等方面详细介绍纯净水生产操作规程。
一、原材料准备1.原水的准备：选择优质的水源，避免取水口附近有化工厂、污水处理厂等可能造成污染的场所。
定期进行水质监测和检测。
2.原水的预处理：使用适当的方法对原水进行沉淀、过滤、软化等处理，去除悬浮物、固体颗粒、异物和重金属离子等杂质。
二、制取过程1.污水预处理：对污水进行预处理，通过物理、化学等方法去除污染物和有害物质，确保进入制水系统的水质符合要求。
2.RO反渗透：将预处理后的水通过RO反渗透装置进行脱盐处理。
操作人员应熟悉RO系统的结构和性能，了解反渗透工艺及其参数设定。
3.离子交换：对RO脱盐后的水进行离子交换处理，去除残留的离子和有害物质。
根据不同要求和规格选择适当的离子交换树脂。
4.精密过滤：使用精密过滤装置对水进行进一步过滤，去除微小颗粒，确保出水质量。
三、设备操作1.设备检查与维护：每天开机前应对设备进行检查，保证各设备正常工作。
定期进行设备维护，清洁和更换损坏的部件。
2.工艺参数设定：根据要求设定反渗透装置、离子交换装置和精密过滤装置的运行参数，包括流量、压力、温度等，以确保稳定的水质输出。
3.操作规程执行：操作人员需严格按照操作规程进行操作，遵循工艺要求和操作流程，不得随意更改任何参数或操作步骤。
4.操作记录与存档：每次操作都需详细记录各个工艺环节的参数、操作时间和结果，包括原水水质、产水水质、设备运行状态等。
记录需保存一段时间，用于追溯和分析。
四、质量控制1.水质监测与检测：对每批次产出的纯净水进行水质监测和检测，包括pH值、电导率、总溶解固体、微生物菌落总数等指标。
建立完善的检测仪器和方法，确保检测结果准确可靠。
实验一、纯净水的制备
实验一、纯净水的制备1 实验目的了解用电渗析法与离子交换法制备纯净水的原理和方法。
2 实验原理几乎所有的工业生产都要用水，并且对水质有不同的要求。
如锅炉用水要求软水，即除去了钙、镁离子的水。
又如电子工业中，若水不纯，甚至有一颗小小的杂质微粒就能毁坏整块集成电路。
除掉天然水中的有害杂质，制备符合要求的工业用水的过程，称为工业用水的净化。
随着生活水平的提高，人们对饮用水水质的要求也越来越高，各种纯净水已作为商品进入了消费市场。
净化水的方法很多，常用的有蒸馏法、化学转化法、电渗析法、反渗透法和离子交换法等。
（１）电渗析法净化水电渗析法是在外电场作用下，利用阴阳离子交换膜对水中阴阳离子的选择透过性（即阳膜只能透过阳离子，阴膜只能透过阴离子），从而使水净化的一种物理化学过程。
阴阳离子交换膜是高分子材料组成的具有离子交换基团的多微孔薄膜。
阳离子交换膜含有酸性活性基团（—ＳＯ3Ｈ），在水溶液中解离为：基膜活性基团基膜固定离子交换离子Ｈ＋离子进入溶液，膜带负电，在外电场作用下溶液中的阴离子受排斥，而阳离子则被它吸引传递并通过微孔进入浓水室；相反，阴离子交换膜含有碱性活性基团（如—Ｎ（ＣＨ3）3ＯＨ），在水溶液中解离为：ＯＨ－离子进入溶液，膜带正电，在外电场作用下，溶液中的阳离子受排斥，而阴离子则通过微孔进入浓水室。
这就是离子交换膜具有选择性透过的原因。
设通电时，两极反应为：由于阴极室中Ｈ＋离子减少，ＯＨ－离子浓度增大，易与水中Ｃａ2+，Ｍｇ2+和ＨＣＯ3-等离子生成ＣａＣＯ3，Ｍｇ（ＯＨ）2沉淀。
阳极室由于ＯＨ离子减少，极水呈酸性，导致电极被腐蚀。
为此，极室要通水，以起导电及排气作用，并不断排除极室里的沉淀，保证电渗析器正常运行。
电渗析器可将含盐量为１００ｍｇ·ｄｍ－３以下的低含盐量水处理为含盐量５０ｍｇ·ｄｍ－３以下的电渗析水。
（２）离子交换法净化水离子交换法是离子交换树脂中可交换离子与水中杂质离子进行交换。
纯净水的制备方法_赵锡斌
日 在 卫 津 化 工 厂 隆 重 召 开
︽ 天 津 化 工 ︾ 第 5 届 编 委 扩 大 会 议 于 去 年 2 1 月 7 1
· 简 ︽ 讯 天 ·
津 化 工 ︾
第 5 届 编 委 会 扩 大 会 议 召 开
大 学 天 津 师 范 大 学 天 津 理 工 学 院 河 北 工 业 大 学
占 海 各 大 厂 公 司 研 究 所 的 领 导 及 天 津 大 学 曹 柏 林 市 化 工 科 技 信 息 所 所 长 余
参 加 会 议 的 有 天 津 渤 海 化 工 集 团 总 工 程 师 天 津
( 收稿日期 1998 -11 -25)
正负离子 , 通过装有阴 、阳离子交换膜 、浓 、 淡水隔板交错排列而构成的电渗析器的隔 室时 , 在直流电场作用下产生离子迁移 , 阴 离子向正电极迁移 , 阳离子向负电极迁移 。 由于阴 、阳膜具有选择性透过性 , 阴离子交 换膜只能透过阴离子 , 阳离子交换膜只能透 过阳离子 。 通过迁移 , 而使进入淡室的原水 离子分别进入浓室排除 , 因而达到去除杂质 的目的 。 电渗析器 , 是由多层浓缩隔室和淡化隔 室组成的 , 其中一半是淡化隔室 , 一半是浓 缩隔室 。 通过隔板特设的孔道 , 分别将浓 、 淡隔室的水流汇集成浓水和淡水系统 , 而流 出电渗析设备 。 电渗析技术制取淡水 , 和反渗透相比 , 造价较低 , 结构简单 , 操作方便 , 我国生产的 膜已达到国外水平 , 尤其上海化工厂生产的
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化 工 ︾ 办 刊 情 况 会 议 认 为 要 借 ︽ 天 津 化 工 ︾ 取 得 I
负 责 同 志 会 上 总 结 了 上 一 届 编 委 会 的 工 作 及 ︽ 天 津
浅谈常用纯化制备纯水的六种方法
浅谈常用纯化制备纯水的六种方法试验室纯水的制备方法有多种，最常用的为离子交换、活性炭吸附、微孔过滤、超滤、反渗透、紫外线照耀等六种。
1、离子交换法离子交换法是以圆球形树脂（离子交换树脂）过滤原水，水中的离子会与固定在树脂上的离子交换。
常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。
硬水软化主要是用在反渗透（RO）处理之前，先将水质硬度降低的一种前处理程序。
软化机里面的球状树脂，以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。
离子交换树脂利用氢离子交换阳离子，而以氢氧根离子交换阴离子；以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂会以氢离子交换遇到的各种阳离子（例如Na+、Ca2+、Al3+）。
同样的，以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换遇到的各种阴离子（如Cl-）。
从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。
阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中，分成所谓的阴离子交换床和阳离子交换床。
也可以将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂混在一起，置于同一个离子交换床中。
不论是那一种形式，当树脂与水中带电荷的杂质交换完树脂上的氢离子及（或）氢氧根离子，就必需进行“再生”。
再生的程序恰与纯化的程序相反，利用氢离子及氢氧根离子进行再生，交换附着在离子交换树脂上的杂质。
若将离子交换法与其他纯化水质方法（例如反渗透法、过滤法和活性碳吸附法）组合应用时，则离子交换法在整个纯化系统中，将扮演特别重要的一个部分。
离子交换法能有效的去除离子，却无法有效的去除大部分的有机物或微生物。
而微生物可附着在树脂上，并以树脂作为培育基，使得微生物可快速生长并产生热源。
因此，需协作其他的纯化方法设计使用。
2、活性碳吸附法有机物可能是阳离子、阴离子或非离子性的物质，离子交换树脂可去除原水中一些可溶性的有机酸和有机碱（阴离子和阳离子），但有些非离子性的有机物却会被树脂包覆，这过程称为树脂的“污染堵塞”现象，不但会削减树脂的寿命，而且降低其交换能力。
纯净水、矿泉水、矿物质水工艺流程图
1纯净水生产工艺流程图（之1/2）提供符合GB5750要求的水源，有动、静态检测并有记录 目的：提供优良的原水不锈钢罐，有的空气呼吸器，每半年进行一次清洗消毒，每周进行水微生物和理化检测目的：积蓄原水，除去原水中泥沙不锈钢罐，每7天进行一次正洗和反洗每周进行一次水微生物和理化检测，每半年消毒一次。
目的：除去水中较大的有机物及其它异物控制要求 不锈钢外壳，两组共14支5um 滤芯 ，每6个月更换一次或滤芯压差大于时更换目的：过滤大颗粒杂质，保护RO 膜，加阻垢剂主要是包裹水中的Ga 2+、Mg 2+离子，使之不易堵塞RO 膜孔 36根陶氏膜，树脂外壳，正常情况下二年半清洗一次或当一、二泵压后压一、二级浓水压差大于1MPa 时，应对RO 膜进行清洗 （参见作业文件） 目的：截留进水中的杂质，离子和有机物及病毒等根陶氏膜，树脂外壳，每三年进行一次清洗或当一、二泵压1MPa 时，应对RO 膜进行清洗目的：将水电导率降为10us/cm 以内，除去水中异物不锈钢罐，每季度进行一次清洗消毒 目的：贮存过滤后的水，确保生产连续性 4T 不锈钢罐,臭氧浓度~，每小时记录臭氧在线值目的：杀灭水中微生物，防止二次污染2T 不锈钢管罐，原则上每6个月进行一次清洗消毒 目的：保持臭氧浓度接下页纯净水生产工艺流程图（之2/2）钛滤芯，30根滤芯直径，外壳不锈钢，每6个月清洗一次目的：过滤杂质及微生物残渣全不锈钢自动灌装机，机时产量900桶/小时 目的：生产出合格的成品水目视，双灯检台，分别检测桶内桶底和桶身及漂浮物 目的：检出成品水内异物将生产日期打印在收缩膜上 目的：便于消费者饮用时知生产日期2矿泉水生产工艺流程图（之1/2）提供符合GB8537要求的水源，有动、静态检测并有记录 目的：提供优良的原水不锈钢罐，有的空气呼吸器，每季度进行一次清洗消毒，每周进行微生物、理化检测目的：积蓄原水，除去原水中泥沙不锈钢罐，每7天进行一次正洗和反洗每周进行一次水微生物和理化检测，每半年消毒一次求 各七根换不锈钢罐,臭氧浓度~，每小时记录臭氧在线值， 目的：除去水中微生物，防止二次污染不锈钢水罐，每6个月进行一次清洗消毒目的：保持臭氧浓度接下页（之2/2）钛滤芯，直径，外壳不锈钢，每六个月清洗一次目的：除去过程中可能出现的异物如臭氧杀灭的微生物等全不锈钢自动灌装机，机时产量900桶/小时目的：生产出合格的成品水目视，双灯检台，分别检测桶内桶底和桶身及漂浮物目的：检出成品水内异物3矿物质水生产工艺流程图（之1/2）提供符合GB5750要求的水源，有动、静态检测并有记录 目的：提供优良的原水不锈钢罐，有的空气呼吸器，每季度进行一次清洗消毒，每周进行微生物、理化检测 目的：积蓄原水，除去原水中泥沙不锈钢罐，每7天进行一次正洗和反洗每周进行一次水微生物和理化检测，每半年消毒一次求 各七根换。
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天 津 商 学 院 天 津 轻 工 业 学 院 天 津 化 工 学 校 的 院 系
大 学 天 津 师 范 大 学 天 津 理 工 学 院 河 北 工 业 大 学
占 海 各 大 厂 公 司 研 究 所 的 领 导 及 天 津 大 学 南 开
化 工 学 会 副 理 事 长 曹 柏 林 市 化 工 科 技 信 息 所 所 长 余
参 加 会 议 的 有 天 津 渤 海 化 工 集 团 总 工 程 师 天 津
+ + +
RSO3 Na + H
+
强碱性阴离子交换树脂 :
1999 年第 1 期 RNOH + Cl
-
天 津 化 工 RNCl + OH
+
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成高分子物质 , 膜上布满孔隙 , 孔径在 0 . 0001 ～ 0. 001 μ m 之间 , 大体与水分子直径相当 。 我们知道 , 几乎所有的有害杂质的体积都比 水分子大得多 , 如六六六比水分子大 15 倍 , 铅、 汞、 铬等重金属 , 致癌的亚硝酸盐等物质 , 均能在反渗透过程截留而彻底消除 。 一般的过滤 , 杂质均留在滤水器 中 , 当 再过滤 时水必须 在此通过 , 经 过这些 杂质 时 , 将产生二次污染 , 同时 , 细菌 还会繁殖 , 而大大增加过滤水中的细菌含量 。 而反 渗透技 术 , 浓 水与 不能 透过 的细 菌、 病毒 , 则及时排除 , 实现自我清洗 , 不会 造成二次污染 。 反渗透技术 , 主要去除了溶 于水中的电解质杂质 , 对于不溶于水的悬浮 物等机械杂质 , 必须在反渗透之前 , 通过预 处理方可 。 4 电渗析法制取纯水 在直流电场的作用下 , 使溶液中的杂质 ( 离子) , 通过离子交换膜进行迁移的现象称 为电渗析 。 电渗析器就是利用电渗析原理 , 使溶液 ( 含电解质的水) 在电渗析器的隔室中 , 发生 离子迁移 , 离子迁移走了 , 水( 即溶液 ) 则淡 化了 , 示离子 交换树脂本体 , 用 Na 和 Cl 分别代表水中的 阴阳离子 杂质 , 交换下 来的 OH 和 H 则结合成水 。 上述交换反应是可逆的 , 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 , 即再生 。 离子交换制取纯水 , 一般在交换柱中进 行 。 自来水 , 通过阳柱去阳离子 , 再通过阴 柱去阴离子 , 出水即可使用 。 为提高水质 , 再经混合柱 , 可得到较高品质的水 。 制作离子交换柱的材料要求不污染纯 水 , 大型的用不锈钢或碳钢内衬耐腐蚀材料 制成 , 中小型的可用有机玻璃制成 , 其流程 可分单床 , 复床 , 混合床 。 有机玻璃交换柱的优点是 , 柱体透明 , 利于观察 , 操作方便 , 耐腐蚀 , 不影响纯水水 质 , 加工方便 , 天津理工学院化工系的离子 交换柱即采用有机玻璃材料制成 。 3 反渗透法制取纯水 反渗透净水 技术在 60 年代 起源 于美 国 , 反渗透过程是指水分子在压力作用下 , 克服渗透压而透过反渗透膜的过程 。 在这 一过程中 , 水分子与不能透过反渗透膜的杂 质相分离 , 来完成水的纯化过程 。 当淡水的水分子通过半透膜向含盐水 侧渗透 , 直到盐水侧液面升到一定高度时 , 达到平衡 , 这时水分子( 溶剂) 不再向盐水侧 ( 溶液) 流入 。 这种对于溶剂( 即淡水 ) 的膜 平衡叫渗透平衡 , 平衡时的压差叫渗透压 。 如果人为地在盐水侧施加压力 , 水分子则会 通过半透膜向淡水侧运动 , 而盐分被截留 , 这种现象称为 “ 反渗透”( 或逆渗透) 。 用反 渗透法在工业上可将液体的不同成分进行 分离 , 在水处理上可制取纯水 。 反渗透技术 , 关键是反渗透膜 , 该膜是合
( 收稿日期 1998 -11 -25)
正负离子 , 通过装有阴 、阳离子交换膜 、浓 、 淡水隔板交错排列而构成的电渗析器的隔 室时 , 在直流电场作用下产生离子迁移 , 阴 离子向正电极迁移 , 阳离子向负电极迁移 。 由于阴 、阳膜具有选择性透过性 , 阴离子交 换膜只能透过阴离子 , 阳离子交换膜只能透 过阳离子 。 通过迁移 , 而使进入淡室的原水 离子分别进入浓室排除 , 因而达到去除杂质 的目的 。 电渗析器 , 是由多层浓缩隔室和淡化隔 室组成的 , 其中一半是淡化隔室 , 一半是浓 缩隔室 。 通过隔板特设的孔道 , 分别将浓 、 淡隔室的水流汇集成浓水和淡水系统 , 而流 出电渗析设备 。 电渗析技术制取淡水 , 和反渗透相比 , 造价较低 , 结构简单 , 操作方便 , 我国生产的 膜已达到国外水平 , 尤其上海化工厂生产的
的 第 5 届 编 委 会 并 聘 任 了 4 2 名 特 邀 编 辑
化 工 学 会 理 事 长 戴 成 文 为 主 任 委 员 的 2 3 名 委 员 组 成
会 上 选 聘 了 以 天 津 渤 海 化 工 集 团 总 经 理 天 津 市
有 天 津 特 色 的 化 工 杂 志
提 高 刊 物 内 在 和 外 在 质 量 把 ︽ 天 津 化 工 ︾ 办 成 真 正 具
32
天 津 化 工
1999 年 2 月
·开发与应用·
纯净水的制备方法
赵锡斌 霍宝新 张小龙 赵全杰 王世菊 ( 天津理工学院化工系 300191) 贾凤鸣 ( 天津美德电脑视听技术有限公司 300191)
摘要 本文从理论和实践上论述了纯净水的四种制作方法 。 关键词 纯净水 蒸馏 离子交换 反渗透 电渗析
+
图 1 电渗析器原理图
34 图1中
天 津 化 工 分别代表水中所含的杂质
1999 年 2 月
异相膜 , 各种性能均达到先进水平 。 天津理 工学院化工系纯水生产线 , 即采用电渗析脱 盐 , 其中的膜即采用上海化工厂生产的异相 膜 。 通过运行 , 性能稳定 , 脱盐率达 90 %以 上。 电渗 析去除 的杂质 , 和 反渗 透技 术相 同 , 都只能去除溶于水的电解质杂质 , 对于 不溶于水的杂质 , 如悬浮物或有机分子 , 则 必须通过预处理去除 、 方可进入电渗析器 。 电渗析耗电量较少 , 一般耗电量与水的 电解质含量有关 , 盐分越高 , 耗电量越大 , 以 天津自来水为原水的电渗析器 , 制取 1 吨纯 水 , 耗电量在 1 度左右 。 人离不开水 , 但污染的水在危及人们的 健康 , 随着科学技术的发展 , 人类的饮水意 识在逐渐改变 , 纯净水必将进入千家万户 , 给人们带来健康与长寿 。
过程中变为高沸点物质而弃之 。 因此蒸馏 水较为纯净 , 但耗能较高 。 除耗能之外 , 蒸馏水中仍含 一定杂质 , 这是因为 : ( 1) 二氧化碳及这些低沸物质易挥发 , 仍能冷凝下来进入水中 ; ( 2) 少量带杂质的液态水 , 成雾状飞出 , 进入蒸馏水中 ; ( 3) 一般冷凝管材成分 , 带入蒸馏水中 。 2 离了交换法制取纯水 用离子交换法制取的纯水也称“ 去离子 水” , “ 或无离子水” , 严格讲绝对纯净的水是 没有的 。 离子交换法的原理是 : 含有阴阳离子杂 质的水 , 经过离子交换树脂 , 离子交换树脂 上的 OH 和 H 分别与水中的阴离子和阳 离子交 换 , OH 和 H 进 入水 中又 结合 成 水 , 以达到去除水中阴阳离子杂质的目的 。 离子交换树脂是一种高分子化合物 , 它 在水 、酸 、 碱中不溶解 , 化学性质稳定 , 其交 换容量高 , 机 械强度 好 , 耐 磨性大 , 膨 胀性 小 , 可长 时间使 用等优 点 。 其 交换机 理如 下。 强酸性阳离子交换树脂 : RSO 3 H +Na
日 在 卫 津 化 工 厂 隆 重 召 开
︽ 天 津 化 工 ︾ 第 5 届 编 委 扩 大 会 议 于 去 年 2 1 月 7 1
· 简 ︽ 讯 天 ·
津 化 工 ︾
第 5 届 编 委 会 扩 大 会 议 召 开
长期以来 , 人们认为喝开水是安全的 , 其实喝开水只是不会引起腹泻 , 因为开水并 不消除去那些会引起慢性疾病的杂质 , 诸如 一些致病性杂质 , 铅污染 , 农药 , 杀虫剂等 。 而纯净水 , 则避免了杂质污染的问题 。 纯净水又称净化水 , 在国家标准中采用 下列定义 : “ 瓶装饮用纯净水 , 是指符合生活 饮用卫生标准的水为原料 , 通过电渗析法 , 离子交换法 , 反渗透法 , 蒸馏法及其他适当 的加工方法制得的 , 密封于容器中且不含任 何添加物可直接饮用的水 。 ” 根据这个定义 , 纯净水必须将水中的杂质彻底清除 , 并且无 菌无病毒 。 纯净水除能防止自然污染和人 为污染对人体的侵害以外 , 其矿物质含量较 低 , 对减 低人体 肾脏的 工作压 力有 利 。 同 时 , 较低的含盐率 , 对结石症 、 心 血管病 , 高 血压病病症的缓解也会有帮助 。 纯净水的制作过程 , 实际上是一个将水 中杂质去除的过程 。 仅就国家标准中指出 的电渗析法 , 离子交换法 , 反向渗透法 , 蒸馏 法等做一介绍 。 1 蒸馏法制作纯水 蒸馏法是利用相态变化 , 将液态水在一 定温度下变为气态水 , 再经冷却变为液态水 的过程 。 由于绝大部分无机盐不挥发 , 则在蒸馏