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【知识】如何辨别软水和硬水 水处理学习资料预处理

来源:http://www.kmscl.com/news/105.html  更新时间:2017-12-01

水处理配件、荆州、袋式过滤器生产厂家等文章中,让大家了解了一些不为人知的知识,但"如何辨别软水和硬水 水处理学习资料预处理"对于很多人来说是还是比较陌生的,今天我们就来了解一下:

【知识】如何辨别软水和硬水 水处理学习资料预处理

1、如何辨别软水和硬水?

用硬度来区分软水和硬水。硬度是由水中的钙盐和镁盐的含量来决定。水中钙镁盐含量越高,硬度越高。通常,不严格的区分方法是:水中钙镁含量大于100毫克每升为硬水,少于100毫克每升为软水。严格的区分方法如下:

特软水: 0~71mg/L

软 水: 71~142mg/L

中硬水: 142~285mg/L

硬 水: 285~534mg/L

特硬水: > 534mg/L

单位为美国度,即每升水中含有的钙盐和镁盐的毫克数。一毫克每升即为1度。钙盐是指碳酸氢钙、硫酸钙、氯化钙、氟化钙等。镁盐是指碳酸氢镁、硫酸镁、氯化镁、氟化镁等。

2、对人体健康而言,软水和硬水哪个更好?

医学专家经过实证对比研究和大量数据分析得出了一致的结论:硬水更好。

多年来,许多研究成果都揭示了饮用水中矿化度、硬度、pH值与人体健康有着更密切的关系。英国通过对1969~1973年间253座城镇的调查资料分析显示,软水地区心血管病死亡率比硬水地区高10%~15%。此外,英国的两座城镇Sucnthrope和Grimshy原来都饮用硬度为444mg/L的水,心脏病死亡率相同,后来Sucnthrope把水软化到100mg/L,几年后心脏病猛增,而Grimshy仍保持原有的百分数。

又如美国研究了35个不同的地区4200位成年人,也发现硬水地区心脏病死亡率低于软水地区。调查研究还表明饮矿化度高的水,死于心脏病、癌症和慢性病的机率比饮矿化度低的水低。

中国预防医学科学院对陕西、河南长期饮用含矿物质多的矿泉水的人群进行调查,结果发现该人群的期望寿命比附近生活条件接近但饮用矿物质较少的软水的对照人群高3岁,平均死亡年龄大5岁,男女小学生身高分别高出3厘米和5厘米。

3、是否可以说,越硬的水烧开沉淀越多,越软的水烧开沉淀越少?

碳酸氢钙和碳酸氢镁越多,水的硬度就越大,烧开后分解形成的碳酸钙和碳酸镁沉淀就越多。反之,碳酸氢钙和碳酸氢镁越少,水的硬度就越低,也就是水越软,烧开后分解形成的碳酸钙和碳酸镁沉淀就越少。

4、硬水烧开后钙镁营养会完全流失吗?

因为硬度由暂时硬度和永久硬度相加构成。水烧开后会分解的钙镁盐构成的硬度称为暂时性硬度。水烧开后也不会分解的钙镁盐构成的硬度称为永久硬度。

钙盐中的碳酸氢钙在水烧开后会部分分解甚至完全分解,其中的钙会沉淀流失,这部分钙盐构成的硬度即为暂时硬度;钙盐中的硫酸钙和氯化钙在水烧开后也不会分解,这部分钙盐构成的硬度称为永久硬度。镁盐的表现类似钙盐。

5、硬水烧开后形成的沉淀物可以吃吗?

可以。矿泉水烧开后沉淀物主要是碳酸钙和碳酸镁,这些元素是有益身体的元素,如果同食物混合吃进人体后,会被胃酸溶解。如果溶解不完的,也会随同大便排出。昂贵的保健美容品纽崔莱等许多补钙产品就是用碳酸钙和碳酸镁作为主要有效成分。

6、什么水烧开后不会沉淀?

水中没有钙镁等益生矿物的水烧开后不会有沉淀,比如说纯净水和未长期接触岩土的雨水、冰雪水等。

7、矿泉水都是硬水吗?

矿泉水不一定就是硬水。例如,有的水偏硅酸等指标达到矿泉水的标准,其他界限指标也符合要求,是矿泉水。但是它的钙镁盐类可能很少,硬度很低,达不到硬水的硬度,就属于软水。

8、喝硬度高的矿泉水会得结石症吗?

不会,结石症是一个病理学名词。它是人体内某些腔、管内形成的坚硬如石的物质。检测其pH值,结石无一例外都属酸性,是人体内分泌失调后体内酸性废物沉积而成。矿泉水的沉淀物主要是碳酸钙,属碱性,医疗上用作抗酸药能中和过多的胃酸并能保护体内溃疡面,包括胃和十二指肠溃疡病。因此喝矿泉水与患结石症无关,相反常喝矿泉水对体内结石有一定的防治作用。

清华大学环境学院饮用安全研究所所长刘文君教授在CCTV-13《每周质量报告》栏目中明确指出:“以前大家有误解,觉得硬度会导致结石。现在明确的医学证据表明是不会导致结石的”。

9、常温下看不见沉淀的硬水,喝到人体内之后会形成碳酸钙和碳酸镁沉淀吗?

不会。因为人体体温在37℃左右,不会低于20℃,不会超过50℃。更不会到水烧开沸腾时的100℃。

硬水在温度低于20℃时,水中的一些钙盐和镁盐才可能结晶析出,在温度升至50℃以上时,水中的一些钙盐和镁盐才会分解沉淀。

10、纯净水是如何产生的?

纯净水是用自来水或者其他水作为原水,通过蒸馏、过滤或离子膜反渗透法等技术手段,去除水中的各种无机物和有机物,只留下水分子的水。

人们之所以生产纯净水,最初是为了减少蒸汽锅炉结垢;后来,为了提高化验的准确度;再后来,为了既减少宇航飞行器的负荷,又保证宇航员用水,就让宇航员在太空中把饮用后排放的废水净化循环使用,同时给宇航员口服钙镁铁锌等微量元素防止缺钙等。

11、喝纯净水能解除脱水吗?

纯净水可以暂时解除口渴但不能解除脱水。饮用纯净水后,由于补充了水分,血液中的渗透压下降,细胞内外的渗透压产生压差,可能引起细胞的功能障碍。因此,当渗透压达到一定值,渗透压感受器再次启动,发出“不需要再饮水”的指令。

出汗时,流失的不仅是体内的水分,体液中含有的钠离子、钾离子、钙离子、镁离子等电解质也随之流失。身体进入脱水状态时,补充血液中水分的是组织液,当脱水量逐渐增加时,细胞内液也开始进入脱水状态,这就是稀释性脱水。在恢复细胞内液活力方面,电解质溶液比水更有效。而电解质含有钙、镁、钾、钠、锌、锶等益生矿物质离子。

12、为什么纯净水被称为不健康水?

一、在我们日常生活中所接触到的纯净水是经过特殊装置,多层过滤后生产出来的水。在多层过滤的过程中滤除了钙、镁、氟、碘、硒等人体所需的矿物质和微量元素。有资料显示,饮用水中的钙、镁摄入量要占总摄入量的5%~20%,缺少这部分的摄入有可能影响青少年的正常发育。

二、由于纯净水中不含有任何矿物质,所以称为不饱和水或饥渴水。它进入我们身体后,会大量带走原来属于我们身体的矿物质使自己达到饱和状态,并随着排泄被带走。

三、纯净水的pH值呈酸性。健康人体质的pH值在7.35~7.45之间,因此人体以弱碱性较佳。一旦体质倾向于酸性,细胞作用就会变差,身体各个器官、组织机能也会减弱;新陈代谢趋缓,废物则不容易排出;肾脏与肝脏的负担都会加重,从而导致各种慢性疾病的形成。事实上,在许多国家只有洗肾的人才喝纯净水。

当我们的体液pH值呈现在7.0~7.2之间的时候,已经是酸性体质了,并且给癌细胞创造出了生存、发展的空间。所有患癌症的人,都是体质先酸化的。而纯净水的pH值在7以下,如果长期饮用纯净水,不只是肾会出问题,很可能导致泌尿系统、内分泌系统及生殖系统也出问题,更可怕的是,在长期饮用纯净水的情况下,体内环境紊乱,癌细胞可以乘虚悠游自在地快速发展。

三、纯净水属于大分子团水,这种大分子团水由于不能直接通过细胞膜通道,所以不利于人体吸收。

综上所述,纯净水非但不能被人体正常吸收,而且不利于人体健康,所以被称为不健康水。

13、在什么情况下人才喝纯净水?

除非在没有洁净天然水的特殊情况下,为了活命才不得不暂时喝。因为长期喝纯净水会出现缺钙等问题,危害健康。“水至清则无鱼”,长期用毫无营养的纯净水养鱼,鱼也会死掉。

14、中国为什么是全球最大的纯净水消费国?

中国在快速发展工业时期,一些工业最发达地区“先污染,后治理”,使许多饮用水水源被污染,许多江河湖泊水库的水不能直接饮用,且自来水厂的输水管道系统易产生二次污染,难以保证饮用水的安全。而矿泉水量少价高,又难以满足需求,于是纯净水在中国迅速发展。

纯净水生产企业往往在城市就地取用自来水为原水,低成本大量生产瓶装和桶装纯净水以供应市场。由于中国的水盲比文盲多,许多消费者不能区分水的种类,把瓶装水都看成矿泉水、看成好水。纯净水烧开不结垢,许多人就认为纯净水比矿泉水好,步入长期饮用纯净水的误区辨别,如何辨别软水和硬水与此同时也就朝着缺钙、骨质疏松和心脑血管病高发的方向步步挺进。

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水处理学习资料预处理

各种原水中均含有一定浓度的悬浮物和溶解性物质。悬浮物主要是无机盐、胶体和微生物、藻类等生物性颗粒。溶解性物质主要是易溶盐(如氯化物)和难溶盐(如碳酸盐、硫酸盐和硅酸盐)金属氧化物,酸碱等。在反渗透过程中,进水的体积在减少,悬浮颗粒和溶解性物质的浓度在增加。悬浮颗粒会沉积在膜上,堵塞进水流道、增加摩擦阻力(压力降)。难溶盐在超过其饱和极限时,会从浓水中沉淀出来,在膜面上形成结垢,降低RO膜的通量,增加运行压力和压力降,并导致产品水质下降。这种在膜面上形成沉积层的现象叫做膜污染,膜污染的结果是系统性能的劣化。需要在原水进入反渗透膜系统之前进行预处理,去除可能对反渗透膜造成污染的悬浮物、溶解性有机物和过量难溶盐组分,降低膜污染倾向。对进水进行预处理的目的是改善进水水质,使RO膜获得可靠的运行保证。

对原水进行预处理的效果反映为TSS、TOC、COD、BOD、LSI及铁、锰、铝、硅、钡、锶等污染物水质指标的绝对值降低,在上一章中有对于这些污染物水质指标的详细描述。表征膜污染倾向的另外一个重要的水质指标是SDI。通过预处理,除了要将上述指标降到反渗透膜系统进水要求的范围内,还有重要的一点是尽量降低SDI,理想的SDI(15分钟)值应小于3。

5.1化学预处理

为了改善反渗透系统的操作性能,在进水中可以加入添加下列一些药剂:酸、碱、杀菌剂、阻垢剂和分散剂。

1 加酸-防止结垢

在进水中可以加入盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)来降低pH。硫酸价格便宜、不会发烟腐蚀周围的金属元器件,而且膜对硫酸根离子的脱除率较氯离子高,所以硫酸比盐酸更为常用。没有其他添加剂的工业级硫酸即适宜于反渗透使用,商品硫酸有20%和93%两种浓度规格。93%的硫酸也称为66波美度硫酸。在稀释93%硫酸时一定要小心,在稀释到66%时发热可将溶液的温度提升到138℃。一定要在搅拌下缓慢地将酸加入水中,以免水溶液局部发热沸腾。盐酸主要在可能产生硫酸钙或硫酸锶结垢时使用。使用硫酸会增加反渗透进水中的硫酸根离子浓度,直接导致硫酸钙结垢倾向增加。工业级的盐酸(无添加剂)购买非常方便,商品盐酸一般含量为30-37%。降低pH的首要目的是降低RO浓水中碳酸钙结垢的倾向,即降低朗格里尔指数(LSI)。LSI是低盐度苦咸水中碳酸钙的饱和度,表示碳酸钙结垢或腐蚀的可能性。在反渗透水化学中,LSI是确定是否会发生碳酸钙结垢的是个重要指标。当LSI为负值时,水会腐蚀金属管道,但不会形成碳酸钙结垢。如果LSI为正值,水没有腐蚀性,却会发生碳酸钙结垢。LSI由碳酸钙饱和的pH减去水的实际pH。碳酸钙的溶解度随温度的上升而减小(水壶中的水垢就是这样形成的),随pH、钙离子的浓度即碱度的增加而减小。LSI值可以通过向反渗透进水中注入酸液(一般是硫酸或盐酸)即降低pH的方法来调低。推荐的反渗透浓水的LSI值为0.2(表示浓度低于碳酸钙饱和浓度0.2个pH单位)。还可以使用聚合物阻垢剂来防止碳酸钙沉淀,一些阻垢剂供应商声称其产品可以使反渗透浓水的LSI高达 2.5(比较保守的设计是LSI为+1.8)。

2 加碱-提高脱除率

在一级反渗透中加碱使用较少。在反渗透进水中注入碱液用来提高pH。一般使用的碱剂只有氢氧化钠(NaOH),购买方便,而且易溶于水。一般不含其他添加剂的工业级氢氧化钠便可满足需要。商品氢氧化钠有100%的片碱,也有20%和50%的液碱。在加碱调高pH时一定要注意,pH升高会增加LSI、降低碳酸钙及铁和锰的溶解度。最常见的加碱应用是二级RO系统。在二级反渗透系统中,一级RO产水供给二级RO作为原水。二级反渗透对一级反渗透产水进行“抛光”处理,二级RO产水的水质可达到4兆欧。在二级RO进水中加碱有4个原因:

a.在pH8.2以上,二氧化碳全部转化为碳酸根离子,碳酸根离子可以被反渗透脱除。而二氧化碳本身是一种气体,会随透过液自由进入RO产水,对于下游的离子交换床抛光处理造成不当的负荷。

b.某些TOC成分在高pH下更容易脱除。

c.二氧化硅的溶解度和脱除率在高pH下更高(特别是高于9时)。

d.硼的脱除率在高pH下也较高(特别是高于9时)。

加碱应用有一个特例,通常被叫做HERO(高效反渗透系统)过程,将进水pH调到9或10。一级反渗透用来处理苦咸水,苦咸水在高pH下会有污染问题(比如硬度、碱度、铁、锰等)。预处理通常采用弱酸性阳离子树脂系统和脱气装置来除去这些污染物。

3 脱氯药剂-消除余氯

RO及NF进水中的游离氯要降到0.05ppm以下,才能达到聚酰胺复合膜的要求。除氯的预处理方法有两种,粒状活性炭吸附和使用还原性药剂如亚硫酸钠。在小系统(50-100gpm)中一般采用活性碳过滤器,投资成本比较合理。推荐使用酸洗处理过的优质活性炭,去除硬度、金属离子,细粉含量要非常低,否则会造成对膜的污染。新安装的碳滤料一定要充分淋洗,直到碳粉被完全除去为止,一般要几个小时甚至几天。我们不能依靠5μm的保安过滤器来保护反渗透膜不受碳粉的污染。碳过滤器的好处是可以除去会造成膜污染的有机物,对于所有进水的处理比添加药剂更为可靠。但其缺点是碳会成为微生物的饲料,在碳过滤器中孳生细菌,其结果是造成反渗透膜的生物污染。

亚硫酸氢钠(SBS)是较大型RO装置选用的典型还原剂。将固体偏亚硫酸氢钠溶解在水中配制成溶液,商品偏亚硫酸氢钠的纯度为97.5-99%,干燥储存期6个月。SBS溶液在空气中不稳定,会与氧气发生反应,所以推荐2%的溶液的使用期为3-7天, 10%以下的溶液使用期为7-14天。从理论上讲,1.47ppm的SBS(或0.70ppm偏亚硫酸氢钠)能够还原1.0ppm的氯。设计时考虑到工业苦咸水系统的安全系数,设定SBS的添加量为每1.0ppm氯1.8-3.0ppm。SBS的注入口要在膜元件的上游,设置距离要保证在进入膜元件有29秒的反应时间。推荐使用适当的在线搅拌装置(静态搅拌器)。

介质过滤

从水中去除悬浮固体普遍的方法是多介质过滤。多介质过滤器以成层状的无烟煤、石英砂、细碎的石榴石或其他材料为床层。床的顶层由质轻和质粗品级的材料组成,而最重和最细品级的材料放在床的底部。其原理为按深度过滤——水中较大的顾粒在顶层被除去,较小的颗粒在过滤器介质的较深处被除去。

在单一介质过滤器中,最细的颗粒材料反洗至床的顶部。大多数过滤发生在床顶部5cm区域内,其余作为支撑介质。有一泥浆层形成。虽然单一介质过滤器的滤速限制为81.5—163L/(min.m2)过滤面积,多介质过滤器的水力过程流速可高达815L/(min.m2),但因高水质的要求,通常在RO预处理中流速限制在306L/(min.m2)。

由于胶体悬浮物既很细小又由于介质电荷之间的排斥,所以单独过滤不起作用。在这些情况下,在过滤前必须加絮凝剂或絮凝化学药品。常用的絮凝剂有三氯化铁、矾和阳离子聚合物。因为阳离子聚合物在低剂量下就有效果,且不明显地增加过滤器介质的固体负荷,所以最常用。另一方面,如果阳离子聚合物进入现在采用的某些最通用的膜上,则它们却是非常强的污染物。很少量的阳离子聚合物就能堵塞这些膜,且往往难以去除。务须谨记当用阳离子聚合物作为过滤助剂时,必须小心使用。

2除铁、锰——氧化过滤

通常含盐量为苦咸水范围的某些井水呈还原态,典型特点是含有二价的铁和锰,有时还会存在硫化氢和氨。如果对这类水源进行氯化处理,或当水中含氧量超过5mg/L时,Fe2 将转化为Fe3 形成难溶解性的胶体氢氧化物颗粒。铁和锰的氧化反应如下:

4Fe(HCO3)2 O2 2H2O→4Fe(OH)3 8CO2

4Mn(HCO3)2 O2 2H2O→4Mn(OH)3 8CO2

由于铁的氧化在很低的pH值时就会发生,因而出现铁污染的情况要比锰污染的情况要多,即使SDI小于5,RO进水的铁含量低于0.1mg/L,仍会产生铁污染的问题。碱度低的进水铁离子含量要高,这是因为FeCO3的溶解度会限制Fe2 的浓度。

处理这类水源的一种方法时防止整个RO过程中与空气和任何氧化剂如氯的接触。低pH值有利于延缓Fe2 的氧化,当pH<6,氧含量<0.5mg/L时,最大允许Fe2 浓度4mg/L,另一种是用空气、Cl2或KMnO4氧化铁和锰,将所形成的氧化物通过介质过滤器除去,但需要主要的是,由硫化氢氧化形成的胶体硫可能难以由过滤器除去,在介质过滤器内添加氧化剂通过电子转移氧化Fe2 ,即可一步同时完成氧化和过滤。

海绿石就是这样一种粒状过滤介质,当其氧化能力耗尽时,它可通过KMnO4的氧化来再生,再生后必须将残留的KMnO4完全冲洗掉,以防止对膜的破坏。当原水中含Fe2 的量小于2mg/L时,可以采用这一处理方法,如原水中含更高的Fe2 的量小于2mg/L时,可以采用这一处理方法,如原水中含更高的Fe2 时,可在过滤器进水前连续投加KMnO4,但是在这种情况下,必须采取措施例如安装活性炭滤器以保证没有高锰酸钾进入膜元件内。

Birm过滤也可以有效地用于从RO/NF进水中去除Fe2 ,Birm是一种硅酸铝基体上涂有二氧化锰形成沉淀,并且通过滤器反洗可将这些沉淀冲出滤器。由于该过程pH将升高,可能会发生LSI值变化,因而要预防滤器和RO/NF系统内出现CaCO3沉淀。

“如何辨别软水和硬水 水处理学习资料预处理”所述的内容,是我们的小编精心为大家准备的,还记得上篇水处理配件中说了什么吗?这些或许都有些不全面的地方,我们会在以后的文章中为大家一一说明!

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