衡美水处理之31条超实用水处理经典知识解读（二）

如何进行水处理？

衡美水处理为您解读一项水处理的专业知识——31条超实用水处理经典知识。

十六、电渗析浓、淡、极水分布比例大致为多少？

电渗析装置中的浓水、淡水、极水的分布比例大致为 4：4：2，因此在电渗析除盐系统中节约极水的措施是非常有意义的；常用节约极水的措施有部分浓水充当极水后进行排放或采用极水循环；极水循环系统具体方式是软化水或脱盐水+NaCL 溶液充当极水循环。

十七、如何选择好的阴阳异相离子交换膜

质量好的异相离子交换膜必须具备以下几个特性：

1、选择透过性强。

选择透过性是衡量膜性能的主要指标，它直接影响电渗析器的电流效率和脱盐效果，其选择透过性大于 85%。

2、膜电阻小。

电渗析器由几百对离子交换膜组成，因此膜电阻在总电阻中占很大比重，如电阻小则操作电压低、电流效率高。

3、较强的化学稳定性。

在阴阳离子迁移的过程中，浓水室会形成浓度较大的离子溶液；在发生极化时， 膜两侧滞留层 PH 值也要发生变化，特别是极水参加化学反应会产生氧化性极强的氧气和氯气，这样就必须要求膜具有较强的化学稳定性以延长电渗析器的使用寿命。

4、较强的机械强度和尺寸稳定性。

5、较低的扩散性能。

6、对强电解质具有很高的脱除效果。

十八、电渗析的电极是由什么材料做成的？规格有那些？各有什么优缺点？

电渗析的电极分为几种：钛镀铂电极、钛涂钌电极、石墨电极、不锈钢电极；电极根据电渗析本体尺寸的不同而有所不同，常见的工程用电极规格有：800×1600mm、400×1600mm、400×800mm、340×640mm 等。

不同的电极材料有着不同的特点：

1、钛镀铂电极：耐腐蚀性相当好，可以在非常苛刻的条件下使用，但铂的价格昂贵，资源较少，限制着其在国内的推广。

2、钛涂钌电极：是在钛基体上涂敷钌（Ru）、铱（Ir）、钛（Ti）的化合物，经高温处理后形成其混合氧化物；由于钌（Ru）、铱（Ir）、钛（Ti）的离子半径非常接近，点阵结构和空间群属于同一类型，因此在热处理的共氧化中能形成 RuO2-IrO2-TiO2 的固溶体，具有优越的耐腐蚀性能，很适合作为电极材料。

3、石墨电极：石墨电极很容易被腐蚀，其原因主要有化学腐蚀和机械磨损；石墨作为阳极时，由于阳极氧化，石墨被氧化为 CO2 或 CO，使其晶体结构被破坏而损坏；

在电渗析装置中石墨电极损耗主要由于机械作用而造成的，高流速的极水对石墨有很强的冲刷作用，另一方面电极反应所产生的气体对石墨有冲击作用，加上电化学腐蚀，往往造成石墨颗粒剥落污染水质甚至堵塞极水通道；随着钛涂钌电极的出现，石墨电极已逐渐被淘汰。

4、不锈钢电极：一般说来，不锈钢只用作为阴极而不能作为阳极使用，否则因为天然水中多含有氯离子，会导致不锈钢的阳极溶解生成二价的铁、镍和铬离子。

正确选择电极的材料对于延长电极的使用寿命、降低系统投资和运行费用具有重要的意义，对于不同水质可选用不同材料的电极：

1、以氯化物为主要成分的天然水，可优先选用钛涂钌电极。

2、以硫酸盐为主要成分的天然水，可优先选用铅板、不锈钢、钛涂钌电极。

3、以重碳酸钙为主要成分的天然水，可优先选用不锈钢、钛涂钌电极。

4、混合离子的天然水，可优先选用钛涂钌、石墨以及钛涂铂电极。

十九、电渗析的浓差极化现象是什么？浓差极化的危害有那些？

当电渗析的工作电流超过极限电流时在阴离子交换膜与淡水的界面处产生水电解，生成了 H+和 OH-离子，使这些离子参与了电荷的传递时即产生了极化现象。

极化的危害简而言之是使一种电能消耗在与除盐无关的电解水上，因而造成电能 的浪费，而且 OH-离子进入浓水室后和 CO32-及 CaCO3 水垢，使膜和电渗析的性能下降。

极化时脱盐室膜面上电解质离子的浓度比主体溶液浓度低得多，引起很高的极化电位，而浓水室膜面浓度则比主体溶液浓度高得多，使水中易形成沉淀的离子在膜面上产生沉淀，其结果是：膜对表观电阻明显增大，电流密度下降， 脱盐率降低。电流效率下降，因为很大一部分电流消耗在水的电解上，以产生 H+和 OH-离子代消耗的反离子来传递电荷。

若阴膜先极化，脱盐室水离解产生的 H+离子透过阳膜进入浓水室，使脱盐室膜面呈碱性，容易使 Ca2+、Mg2+离子和 CO32-形成 CaCO3 沉淀。若阳膜先极化，脱盐室水解产生的 OH-离子透过阴膜进 入浓缩室，使被阴膜阻挡的 Ca2+、Mg2+离子容易形成结垢。

膜面上形成的沉淀除了是膜电阻增加、单位产水电耗量明显增加、水流阻力升高以外，还因溶液PH 值变化使离子交换膜受到腐蚀而缩短了使用寿命。

二十、淡水室、浓水室、极水室是如何区分的？

答：一张阳膜、一张隔板、一张阴膜组成一个膜对，阳膜、阴膜中间构成水室，在电场作用下，水室中的离子产生定向移动，当水室中离子经过牵引和膜的选择透过性而离开该水室时，该水室称为淡水室；相反，离子经过牵引和膜的选择透过性而进入该水室时，该水室称为浓水室；阳膜、阴膜或隔板与电极之间产生的水室称为极水室。

二十一、浓水循环频繁自动倒极系统是如何实现的？其意义是什么？

在当前的水处理行业中，浓水循环频繁自动倒极系统是以可编程控制器为控制核心，以系统产水工艺运行时间为控制函数，利用电动或气动直通阀门、三通阀门来定时切换浓淡水的水流方向，使淡水始终流入产水箱，而浓水固定排入浓水循环箱。

在水资源日益匮乏的今天，浓水循环频繁自动倒极系统具有深远的意义，第一该系统的水回收率较高可达到80%（视进水水质而定），在一些大型的水处理系统中节水的效果非常明显。

第二该系统的造价比较低，对系统进水水质的要求比较低，容易推广（在一些对回收率要求较高而又不能够投入较多资金的企业或厂矿的水处理项目中比较有竞争力）。

二十二、水处理系统工程中需要那些种类水泵？不同厂家的水泵该如何选型？

水处理系统工程中大致需要普通型泵、增压型泵、防腐蚀型泵。普通型泵一般选用IS 型铸铁水泵；增压型水泵一般选用不锈钢水泵如丹麦格兰夫进口高压泵（根据具体情况而定）；防腐蚀型水泵一般选用IH 型化工泵或工程朔料水泵。

不同厂家的水泵型号都有所不同，首先根据系统的工艺要求选择水泵的流量；其次根据工艺要求选择水泵的扬程（1公斤约等于10 米扬程，1MPa 约等于10 公斤）；再次根据工艺要求来选择水泵的材质（主要是指水泵泵头的材质）；最后根据各种水泵的耗电量来选择即能达到工艺要求又能节省系统能耗的水泵。

二十三、水锤现象是什么？如何解决这一问题？

“水锤”是由于压力容器中混有空气，在启动装置的时候没有采用必须的手段来排除容器中的空气，以至于高压水流混杂着空气向容器内运动时产生剧烈的震动，严重时会将膜元件击的粉碎，带来不可恢复的损失。

“防范在先、预防为主”， 如何防止产生“水锤”现象就显得相当重要。一般采取的措施有：

1、高压泵采用软启动方式避免，如降压启动、变频调速启动、带自动控制器的串电阻启动。

2、在操作方式上避免，如在启动时将进口阀门关闭或关小，然后缓慢打开阀门，直到达到系统工作压力时为止。

3、利用控制防止避免，如用 PLC 控制一电动慢开门，在几十秒的时间内打开阀门。

4、利用安装工艺防止，如在浓水排放口设一回流管道，使得管道的最高点超过反渗透装置中最高的压力容器，这样在装置停止运行时就会在压力容器内存满水。 以上几点是工程应用中常采用的措施，可都采纳也可根据实际情况采用几点，值得注意的是不论哪一个工程第 4 点是必须的。

二十四、反渗透浓水排放管为什么必须比装置高出一点？

浓水排放阀在反渗透运行时是始终打开的，这样当反渗透装置停止运行时，如果排放管的最高点低于压力容器的最高点时就会产生“虹吸”现象，压力容器中的水会由于自重通过浓水排放管流出反渗透装置，在压力容器中混入了空气，一是容易引起水锤现象的产生，二是停机运行时空气中的氧气会对反渗透膜元件产生或多或少的氧化作用，影响膜元件的使用寿命。

二十五、电渗析、反渗透的进水指标？

电渗析的进水指标有：

温度范围：4-40℃ 含铁、锰量：Fe≤0.3mg/l，Mn≤0.1mg/l

浊度：小于 0.3mg/l（对 0.9mm 厚的隔板） SDI 约等于 0

游离氯：CL≤0.3mg-0.5mg/l

反渗透的进水指标有：

含铁量：Fe≤1mg/l

游离氯：CL≤0.1mg

SDI：小于 4 温度范围：5-45℃ 浊度：小于 1NTU

二十六、机械过滤器、除铁除锰过滤器、除二氧化碳器进出水指标？

答：机械过滤器的进水悬浮物≤20mg/l，出水悬浮物≤5mg/l。 除铁除锰过滤器的进水含铁量≤30mg/l，出水含铁量≤0.3mg/l。 除二氧化碳器进水二氧化碳含量≤330mg/l，出水二氧化碳含量≤5mg/l。

二十七、如何控制浓差极化现象？

1、严格控制操作电流，是电渗析在低于极限电流密度的条件下运行。

2、强化电渗析隔室中的传递过程，例如采用湍流效果好的隔网，高温电渗析。

3、采用定期酸洗，加入防垢剂，倒换电极等措施消除浓差极化现象产生的沉淀。

4、可采用适当的预处理来改善系统进水水质。

二十八、紫外线杀菌器的特点是什么？

紫外线杀菌器的特点如下：

1、紫外线杀菌速度快、效率高、效果好。

2、紫外线照射不会改变水的物理、化学性质，对纯水不会带如附加物所引入的污染。

3、能适用于各种水的流量下使用，操作简单，使用方便，只需定期地清洗石英玻璃管套。

4、体积小，轻便、耗电低、寿命长。

二十九、影响紫外线杀菌器效果的因素和注意的事项是什么？

影响紫外线杀菌效果的因素是紫外线的强度、紫外线光谱的波长和照射时间。

在使用紫外线杀菌器时应注意的事项为：

1、安装位置：紫外线安装的位置离使用点越近越好，但也应留有从一端装进或抽出石英管套和更换灯管的操作空间。

2、流量：在同一杀菌器内，当紫外线的辐射能量一定，水中细菌含量变化不大时通过杀菌器的水流量大小对杀菌效果有显著的影响。

3、水的物理化学性质：水的色度、浊度、总铁含量对紫外线都有不同程度的吸收， 其结果使杀菌的效果降低。

4、灯管功率：灯管的点燃功率对杀菌效率影响很大。

5、灯管周围的介质温度：紫外线灯管辐射光谱能量与灯管管壁的温度有关。

6、石英管套：适应管套的质量和壁厚与紫外线的透过率有关，石英管套的纯度高， 效率好。

7、水层厚度：水层厚度对杀菌效果有很大的关系。

三十、臭氧杀菌器的特点是什么？

臭氧是水处理中最有效的杀菌剂之一，只有游离氯才能和臭氧的杀菌能力相比。

优点：用臭氧消毒的优点是其杀菌效率高，即使对于如病毒和囊孢等抵抗性强的微生物， 它也是迄今最为有效的消毒剂。它可以减少给水的嗅、味和色度，并且在分解时它唯一剩余物质是溶解氧。另外，臭氧的杀菌能力不受 PH 值变化和氨的影响。

缺点：用臭氧消毒也有不利的一面，因为必须用电产生臭氧，并且不能储备，在遇到水质和水量变化时，对臭氧的需用量难于及时调整。经验证明臭氧最适用于用水量 低而用水量稳定的水厂；此外臭氧虽强氧化剂，但其氧化能力是有选择性的，并不是普遍产生氧化作用，像乙醇这种容易被氧化的物质却不容易和臭氧作用。

三十一、水质分析中水样采集应注意什么问题？

水质分析中水样采集应注意以下几个问题：

1、采样应具有代表性，即所采取水样能代表整个水体的水质。

2、水样的水质应在采用与分析之间应该稳定不变或无明显的变化。 取样量应为检测项目需样量的 4-5 倍，以保证重复分析和复检的水样量，最小取样量应以保证分析的准确度与精度的要求为准。

3、尽量缩短水样和取样设备的接触时间，水样流经管线应采取高线性流速，如果采用时需要连接管路和阀门等中间流路，应特别注意这一中间环节的污染问题， 其材质与清洗的要求应与采用容器一致。

4、现场测试的项目，如 PH 值、溶解氧、碱度、CO2、亚铁、氨态氮、余氯等含量，应尽量缩短取样至分析饿时间间隔，且应尽量采用在线分析检测。

5、应备有采用记录并在采样容器上贴标签，注明采用名称、时间、地点、温度、采样量、采用容器及采样人等。

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