去离子水相关知识

1.水的理化性质概述

水的分子式为H2O，相对分子质量为18.015，常温下是无色、无味、无臭的透明液体，纯水几乎不导电。

（一）溶液、饱和溶液、溶解度

由两种或两种以上物质组成的均匀而稳定的体系叫做溶液。在一定的条件下，物质的溶解和结晶达到平衡时的溶液叫做饱和溶液。在一定温度下，饱和溶液中所含饱和物质的量，称为该物质在该温度下的溶解度。

（二）毫克/升、ppm

毫克/升是表示水中某种物质含量多少的单位。水的单位体积常用升表示，而水中含有的物质的量通常采用克来表示。由于一升水的体积通常为1000克，故1毫克/升的杂质相当于水中含有百万分之一份杂质，故单位ppm在表示水中杂质时与此相当。

（三）天然水的杂质

天然水中的杂质，按照其颗粒大小不同可以分为三类：颗粒最大的为悬浮物质，粒径约在10-4mm 以上，肉眼可见。这些微粒主要是由泥沙、粘土、原生动物、藻类、细菌以及有机物等组成；其次为胶体物质，粒径在10-410-6 mm。胶体是许多离子和分子的集合物。天然水中的无机矿物质胶体主要是铁、铝和硅的化合物，有机胶体物质主要是腐殖质；颗粒最小的是离子和分子，称为溶解物质

，粒径10-6mm，主要是溶解于水中的以低分子存在的溶解盐类的各种离子和气体。天然水在大自然的循环过程中，无时不与外界接触，在与地面、地层接触时，溶解了土壤和岩石，卷带了各种悬浮物质；水溶解了来自空气的和有机物分解出来的气体；水还经常受到工业废物、排出物、油状物及工艺加工的物料所污染，使水中杂质的成分变得非常复杂。

（四）含盐量、电导率

水的含盐量（也称矿化度）是表示水中所含盐类的数量。由于溶解盐类在水中一般以离子的形式存在，也可以表示为水中各种阳离子和阴离子的量的和，其单位是mg/L。由于溶解盐类在水中多以阴离子和阳离子形态存在。当水中插入一对通电电极时，在电场作用下，带电离子会产生定向移动，使水具有导电的性质，导电性能的强弱就用电导率来表示，其单位是μs/cm。水的含盐量越大，一般说来，电导率也越大，但由于不同的离子导电性能和质量均不同，故含盐量与电导率并无严格的对应关系。

（五）水的浑浊度

水中存在的悬浮物及胶体状态的微粒使水产生浑浊，其浑浊的程度称为浑浊度。生活饮用水的浑浊度规定不可超过5度。

（六）水的硬度

水中的钙离子与镁离子同一些阴离子结合在一些,在水加热或浓缩时会形成水垢。水中的钙与镁的含量和就是水的硬度,用mmol/L表示,通常也表示成等分子数量的CaCO3的质量浓度,单位为mg/L CaCO3。（七）水的碱度

水的碱度是指水中能够接受[H+]与强酸进行中和反应的物质含量。在天然水中，碱度主要由HCO3-的盐类组成。单位为mmol/L。通常也表示成等分子数量的CaCO3的质量浓度，单位为mg/L CaCO3。（八）水的pH值

水的pH值是表示水中氢离子浓度的负对数值，表示为

pH= - Lg [H+]

氢离子的浓度是水的酸碱性的标志，当H+的浓度为10-7mol/L 时，水呈中性。H+越多，水的酸性越强，反之水的碱性越强。对应pH 表示即为当pH为7时，水呈中性。当pH为0-7时，水呈酸性，为7-14时，水呈碱性。

2.天然水中的杂质对水质的影响

（1）悬浮物质：

泥沙、粘土：使水浑浊、产生粘泥

藻类及原生动物：使水有色度、有臭味、浑浊并产生粘泥

细菌：致病、产生粘泥、产生腐蚀

其它不溶物质：产生沉积

（2）胶体物质

溶胶（如硅胶）：致使结垢

高分子化合物（如腐殖酸胶体等）：使水浑浊、产生吸附和沉积（3）溶解物质：

HCO3-、CO32-、OH-：使水具有形成碳酸盐垢的倾向，例如碳酸钙、碳酸镁。

SO42-：使水具有形成硫酸盐垢的倾向,例如硫酸钙、硫酸钡。

Cl-：产生金属腐蚀。

F-：过量可致病。

Ca2+、Mg2+：可能形成结垢。

Fe3+、Mn2+：产生气味，腐蚀金属，并可能形成氢氧化物沉淀。

CO2：降低水的pH。

O2：腐蚀金属。

3.预处理系统

全适的预处理对反渗透装置长期安全运行是十分重要的。有了满足反渗透进水水质要求的预处理，就可以确保产品水（渗透水）维持稳定；脱盐率维持在

某一值上的时间长；产品水回收率可以不变；运行费用做到最低；膜使用寿命较长等。具体来说，反渗预处理是为了做到：

（1）防止膜表面上污染，即防止悬浮杂质、微生物、胶体物质等附着在膜表面上或污堵膜元

件水流通道。

（2）防止膜表面上结垢。反渗透装置运行中，由于水的浓缩，有一些难溶盐如CaCO3、CaSO4、

BaSO4、SrSO4、CaF2等沉积在膜表面上，因此要

防止这些难溶盐生成。

（3）确保膜免受机械和化学损伤，以使膜有良好的性能和足够长的使用寿命。

3.1多介质过滤水处理技术

天然水，特别是地面水，常含有大量大颗粒悬浮物质，如泥沙、粘土、有机物等，这些杂质的存在，不仅增加后置的精处理设备的负担，而且对精处理设备也会造成危害。例如反渗透、电渗析、离子交换床等都有可能被这些杂质污堵。

对于这部分杂质的去除，通常采用多介质过滤，对于原水胶体含量较高的原水，有时还要加絮凝剂。

在多介质过滤器里，不同粒径，不同材料的滤料（通常是石英砂、锰砂等）由上到下、由小而大依次排列。当水从上流经滤料时，水中部分的固体悬浮物进入上层滤料形成的微小孔眼，受到吸附和机械阻留作用被滤料的表层所截留。同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥等作用，就好象在滤层的表面形成一层薄膜，继续过滤着水中的悬浮物质，这就是所谓滤料表面层的薄膜过滤。这种过滤作用不仅滤层表面有，而当水进入中间滤层也有这种截留作用，为区别于表面层的过滤，称为渗透过滤作用。此外，由于滤料彼此之间紧密地排列，水中的悬浮物颗粒流经滤料层中那些曲曲弯弯的孔道时，就有着更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触，于是，水中的悬浮物就在滤料表面粘附，即接触过滤。

通过多介质过滤，将水中细小颗粒杂质截留下来，从而使水得到进一步的澄清和净化，把水的浊度降低。过滤还可使水中的有机物质、细菌、病毒等随着浊度的降低而被大量去除，并为滤后的消毒创造了良好的条件。