水知识--污水净水

1.1 对水的基本认识

没有水就没有生命，没有水就没有人类文明！人类伴水而居，城市依水而建、因水而具有灵性，人们感悟水的博大、公平、执着、顽强、随变、坦荡、包容、和谐、柔美、中庸、低调等品性，产生了崇拜水的文化，上善若水，君子以水的品德自律。

水无色、无味、透明、不导电，以固体、液体和气体三种形态存在，水分子由一个氧原子和两个氢原子组成，为V形极性分子，水的主要性质与用途体现在其包容性。

水具有很强的物质溶解、分散与携带能力，体现了水的物质包容性。很多物质都能溶解或分散于水中，因而世界很少有纯净的水。自然界和生命体内的多数化学反应都是在水溶液中进行的，生命体内的营养与物料输送、绝大多数工农业生产过程的实现、人体与环境的清洁卫生等，都是依赖水的溶解、分散与携带能力。

水具有很高的比热和汽化热，能蕴涵大量的位能、压能与动能，而且水所含能量很容易传送和转换，体现了水的能量包容性。生命体乃至地球的温度调节都依赖水的蓄热与传热作用，采暖、冷却、灭火等都是利用了水的蓄热与传热能力，水电来自于水对太阳能的贮备，水力输送、水力加工、蒸汽驱动及依靠浮力的航运等也都是依赖水对能量的贮存、传送与转换能力。

水因势而变、随器而形，流动自如，体现了水的形态包容性。水参与气候演变，化为云、雾、雨、雪、冰、霜等多种形态，存在于江、河、

湖、海、空气中及地下，适应任意环境，空气中的水份使人们感觉舒适，水凝结成冰雪可筑路盖房、溜冰滑雪或艺术造型，水能用任意容器贮存，或包裹任何置身其中的物体，使人们可以在水中潜或游，水能用渠道或管道输送，水滋润万物，是机器设备和肢体关节的润滑剂。

1.2 我国水资源现状

我国是一个水资源贫乏的国家，且在地域和时间上分布不均匀。我国人均水资源占有量约为世界人均值的30%，是世界上13个严重缺水的国家之一。目前全国600多个城市中，400多个缺水，其中100多个严重缺水，全国城市缺水总量约60亿立方米，由于缺水造成经济损失每年达200多亿元。

但另一方面，我国目前年污水排放量为400亿吨，大量未经处理或经处理未达标的污水排入江河湖海，造成水体严重污染，全国85%的河流受到不同程度污染，65%以上的人饮用受污染的水，淮河、海河、辽河、太湖、巢湖、滇池等的水污染物排放总量居高不下，海河、辽河生态用水严重缺乏，太湖、巢湖、滇池均为劣五类水质，总氮和总磷等有机物污染严重。水污染促使水资源短缺进一步加剧，危害生态环境，影响人民生活和身体健康，制约工农业发展，我国每年由于水污染造成直接经济损失约150亿元，水资源匮乏已成为制约社会经济发展的主要因素之一。因此，治理水污染，保护水资源已是迫在眉睫的问题。

1.3 水污染分类

水污染源于自然过程或者人类行为。水在自然循环中水与大气、土地和岩石接触的每一个环节都会有各种杂质混入和溶入；水在社会循环

中，更会有大量的社会和各种生产的废弃物排入水体，而使水受到污染。水污染主要可以为分：

（1）化学性污染。包括：酸、碱和一些无机盐类等无机污染物质；汞、镉、铅、砷钡、铬、硒、钒、氟化物、氰化物等无机有毒物质；各种有机农药、多环芳烃、酚类等有机有毒物质；生活污水、牲畜污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪、木质素和酚等有机需氧污染物质；生活污水及某些工业废水中所含有的氮、磷等植物营养物质；油类污染物质等。

（2）物理性污染。包括：不溶性固体、胶体和泡沫等悬浮污染物质；来自各种工业过程、热电厂、原子能发电站等冷却水的热污染；来自核电站、原子能工业、放射性矿业、同位素医药等领域的放射性水污染等。

（3）生物性污染。即包含在生活污水、医院污水和某些工业废水中的病原细菌、真菌、病毒、致病原生动物、藻类、寄生虫、蠕虫等。

1.4 主要水质指标

（1）悬浮物质：是悬浮在水中的肉眼可见物质，直径约在0.1μm 以上，主要是由泥沙、粘土、原生动物、藻类、细菌、病毒以及高分子有机物等组成，悬浮物质在水中是不稳定的，静置一定时间后，密度大的会下沉到水底，密度小的会上浮到水面。

（2）胶体物质：是许多无机或有机分子的集合物，直径在1~100nm 之间，表面分子电离后，部分离子分散到水中，使胶体表面带电。胶体

颗粒肉眼不可见，但通过对光线散射使水呈浑浊状态。胶体在水分子撞击下处于悬浮运动状态，同类胶体因带有同性的电荷而相互排斥，在水中不能相互聚合变大而沉淀，处于稳定状态。

（3）溶解物质：是溶于水中的低分子盐类、各种离子和气体等，直径不超过1nm。溶解物质在水中无光学效应，呈透明状态，溶解物质可以用离子交换或膜技术等去除。

（4）浑浊度：水中悬浮与胶体物质的光学效应使水呈浑浊状态，浑浊度表示水的浑浊程度，简称浊度。浊度的常用标准单位为NTU，1NTU相当于1L的水中含有1mg的SiO2时所产生的浑浊度。通过光学原理检测浊度，间接反映水中的悬浮与胶体物质数量。

（5）色度：溶于水的腐殖质、有机物或无机物质使水产生颜色，色度用于表示水的颜色程序。清洁水、轻度污染并略带黄色调的水采用铂钴标准比色法测定色度，单位为度，即1L水中含有2mg六水合氯化钴（CoCl2•6H2O）和2.419mg氯铂酸钾（K2PtCl6）（含铂1mg）时产生的颜色为1度；而污染较严重的地面水和工业废水用稀释倍数法测定色度，单位为倍，即光学纯水将水稀释到接近无色时的稀释倍数。

（6）pH值：指水中氢离子浓度的常用对数的负值，即pH=－lg[H+]，反映水的酸性或碱性程度。例如，氢离子浓度为0.00001mg/L时，pH 值为5。中性水的pH值为7，小于7为酸性水，大于7为碱性水。

（7）酸度：水中能与强碱相互作用的物质的总量，包括强酸、弱酸、强酸弱碱盐等。

（8）碱度：水中能与强酸相互作用的物质的总量，包括强碱、弱碱、强碱弱酸盐等。

（9）硬度：当水中含有钙、镁、铁、锰等金属阳离子时，在水被加热的过程中，由于蒸发浓缩，会形成水垢，影响锅炉等的导热，因此称钙、镁、铁、锰等金属阳离子的总浓度为硬度，由于铁和锰一般较少，所以通常硬度就是钙和镁离子的浓度，以氧化钙计，1度为1L水中含10mg/L的CaO。通常以硬度小于8为软水，大于8为硬水。水的硬度又分为碳酸盐硬度（或暂时硬度）和非碳酸盐硬度（或永久硬度），碳酸盐硬度即在加热时与碳酸根或重碳酸根结合生成沉淀的钙和镁离子

浓度，其余为非碳酸盐硬度。

（10）总固体（TS）：是在105~110℃下将单位体积水样蒸发至干时所残余的固体物质总重量。总固体又分为溶解固体（TDS）和悬浮固体（SS）。溶解固体是单位体积水中溶解的固体的总重量，溶解固体一般是各种盐类、矿物和金属化合物；悬浮固体是单位体积水过滤后剩留在滤布上并于103~105℃烘至恒重的固体总重量。

（11）矿化度：又你水的含盐量，表示单位体积水中所含盐类总重量，由于水中各种盐类均以离子的形式存在，所以含盐量也表示为水中各种阳离子和阴离子的重量之和。

（12）电导率：完全纯净的水是不导电的，溶解在水中的电解质离子使水导电，电导率即水的导电能力，一般用单位距离（cm）的电导（μs，微西）表示。是电阻率的倒数，间接反映水中杂质数量。海水、