水的凈化和純化說課

① 如何除去飲用水中雜質

~一、水的來源及含雜質情況
水對很多物質都有良好的溶解能力，這就造成水中容易混入雜質的缺點。
從自然界得到的水中往往含有許多雜質，這些雜質或者溶解或者懸浮在水中。懸浮在水中的無機物包括少量砂土和煤灰；有機懸浮物包括有機物的殘渣及各種微生物。溶解在水中的氣體包括來自空氣中的氧氣、二氧化碳、氮氣和工業排放的氣體污染物如氨、硫氧化物、氮氧化物、硫化氫、氯氣等；溶解在水中的無機鹽類主要有碳酸鈣、碳酸氫鈣、硫酸鈣、氯化鈣以及相應的鎂鹽、鈉鹽、鉀鹽、鐵鹽、錳鹽和其他金屬離子的鹽，溶解的有機物，主要是動植物分解的產物。
由於天然水的來源不同，其中溶解的雜質也不盡相同。下面分別加以介紹。
(1)雨水 雨水是天空中水蒸氣凝聚而成，總的來說雨水中含雜質較少，是含鈣、鎂離子較少的軟水。但也溶解有一部分來自空氣的少量氧氣、二氧化碳和十定量的塵埃。還可能含有由雷電作用產生的含氮化合物。在城市上空受工業廢氣污染可能含有二氧化硫，這種雨水有酸性，俗稱酸雨，有較強的腐蝕性。
(2)江河水 河流是降水經過地面流動匯集而成的。它在發源地可能受高山冰雪或冰川的補給，沿途可能與地下水相互交流。由於江河流域面積十分廣闊，又是敞開流動的水體，所以江河水的水質成分與地區和氣候條件關系密切i而且受生物活動尋口人類社會活動的影響最大。
(3)湖泊水 湖泊是由河流及地下水補給而在低窪地帶形成的。湖泊的水質與它來源的水質有一定關系，但又不完全相同。日照及蒸發的強度也強烈影響湖泊的水質。如果蒸發強烈水中溶解物濃度就會逐漸增加，特別是水中含有的硝酸鹽、磷酸鹽的濃度增加時，會帶來水質富營養化的傾向，造成水生植物過度生長，水中含氧量降低，會使水腐敗變質。
(4)地下水 地下水是降水或地表水經過土壤地層滲流而形成的。十般地下水經過土壤地層的過濾，所含懸浮雜質較少，常為清澈透明；受地面污染蠖少因而含有機，物及細菌相對較少；但一般溶解的無機鹽含量較高，硬度和含礦物質高；有的地區地下水含可溶性二價鐵鹽異常高，由於二價鐵離子不穩定易氧化成三價鐵離子並生成不溶性三價鐵鹽或氫氧化鐵沉澱，所以在利用這種地下水之前，需要經過曝氣處理以分離去除所含的鐵離子。
(5)自來水 經過水廠處理得到的自來水，應該達到適合飲用水的標准，但其中仍有少量雜質。
表5—4 天然水中的雜質

來源
懸浮物
膠體
氣體
非離子固體
陽離子
陰離子

從礦物，土壤和岩石中來的
粘土、砂礫、
其他無機的土壤污物
粘土
SiO2
Fe2O3
Al2O2
MnO2

CO2

Ca2+、Mg2+
Na+、K+
Fe2+、Mn2+
Zn2+、Cu2+

HCO3-、Cl-
SO42-、NO3-
CO32-、HSiO3-
H2BO3-、HPO42-
H2PO4-、OH-、F-

從大氣中來

NH3、N2、
O2、CO2、
SO2

HCO3-、
SO42-

從有機物分解現時來

有機污物、有機廢水

蔬菜的色素物質，有機廢水

O2、NH3
CO2、N2
H2S、CH4
H2
蔬菜色素物質，有機廢水

Na+
NH4+
H+

Cl-
HCO3-
NO2-、NO3-
OH-、HS-
其他有機陰離子

活的微生物
魚、藻、微生物、硅藻
細菌、藻類、病毒、硅藻

從表5—4可看出，天然水中雜質主要分為兩大類，即懸浮雜質和溶解雜質。懸浮雜質包括懸浮物和膠體；溶解雜質包括氣體』、司巨電解質和電解質固．體，其中電解質雜質以離子狀態存
在於水中。天然水中雜質來自於四個方面：即從礦物、土壤和岩石中溶入的；從空氣中帶入的；有機物分解帶人的和活的微生物產生的。
二、雜質對水質的不良影響
1．水中溶解的氣體
水中熔解的氣體主要有氮氣、氧氣、二氧化碳、氨二氧化硫和硫化氫等。對水質影響較大的氧氣、二氧化碳、氨、二氧化硫和硫化氫；
(1)氧氣 水中溶解的氧氣常是造成工業生產中鍋爐等金屬設備腐蝕的原因d：溶解氧不僅可以引起金屬的化學腐蝕，而且由於水中氧濃度分布不均勻還會導致危害更大的電化學腐蝕。水中氧濃度分布不均的區域稱為氧濃差區域l氧濃度較高的區域稱為高氧區廣氧濃度較低的區域稱為貧氧區；由於氧濃度的不伺在金屬表面形成濃差電池發生電化學腐蝕時i牛富氧區是腐蝕電池的陰極，貧氧區是電池的陽極；由於氣體在水中擴散十分緩、慢十因此水的深度不同會產生氧濃差。離水面較深的區域，一旦氧氣被消耗不能及時得到補充成為貧氧區，而在水面附近與空氣接觸、易溶入氧氣形成富氧區；而在攪動邢流動的水中雖然象水的流動，氧的濃度比較均勻卜但在水中某些部位廠水流動受阻，會成為水的滯流區，因此也會形成貧氧區和濃度差而造成電化學腐蝕。
在化工生產的動力鍋爐用水中士溶解氧濃度是一項重要監測指標，鍋爐水中微量溶解氧存在時會使鋼鐵表面鈍化膜破裂而導致嚴重的點蝕或局部腐蝕主因此必須除去水中；的溶解氧，而且鍋爐壓力越高，÷允許殘留在水中的氧濃度就越低。通常的作法是先用蒸氣加熱的方法脫 氧再加入聯氨；亞硫酸鈉之類的還原劑：與氧反應使氧濃度進扒步下降，當含氧量小於0.005mg/L時，一般不會引起鍋爐腐蝕。
(2)二氧化碳 溶於水中二氧化碳一方面對水的pH值產生影響，含CO2多的水顯酸性，會導致金屬設備的腐蝕，為此工業生產中在水中加入環己胺或嗎福啉等揮發性鹼來調節水的pH值以防止二氧化碳腐蝕。
另一方面在水溶液中二氧化碳、碳酸氫根和碳酸根離子濃度之間存在一個平衡關系：溶於水的二氧化碳(H2CO：)在水中發生兩級電離，
一級電離為：
一級電離平衡常數 (5—2)
二級電離為：
二級電離平衡常數 (5—3)
計算表明，當pH<8.3即氫離子濃度cH+＝4.7X10-9mol/L時，溶液中主要以H2CO3，和HCOi-3離子形式存在，COi2-3離子濃度低。而水中COi—離子和Ca2+離子濃度過高是造成水垢產生的原因，因此要把水溶液控制在一個近中性(pH＝7)的合適范圍，既不引起金屬腐蝕，也防止碳酸鹽水垢的產生。
(3)氨氣 氨氣是易溶於水的鹼性物質，通常水中含氨量很少，不會對水質造成影響，但是當水中含蛋白質等含氮有機物較高時，在微生物作用下可分解產生氨。氨在潮濕空氣中或含氧水中會引起銅和銅合金腐蝕。氨與銅離子能形成穩定絡合物而降低了銅的氧化還原電極電位使銅易被氧化腐蝕，導致銅質工業設備損壞。
(4)硫化氫和二氧化硫 溶於水中的二氧化硫和硫化氫都使水顯酸性，其中硫化氫的危害更大些，這是因為硫離子有強烈的促進金屬腐蝕的作用。工業生產設備中與水接觸的碳鋼表面出現「鼓泡」等腐蝕現象，主要是硫化氫作用的結果。硫化氫有強還原性，會與水中的氧化性殺菌劑或鉻酸鹽等強氧化性緩蝕劑反應而使它們失效。另外許多金屬硫化物在水中溶解度很低，所以硫化氫是一種金屬離子沉澱劑，會使含鋅等金屬離子緩蝕劑形成硫化物沉澱而失效。因此要盡力減少水中硫化氫的含量。
2。水中溶解的無機鹽類
(1)無機鹽在水中的溶解性規律 無機鹽在水中溶解度受溫度影響的變化規律分為三類：絕大多數鹽的溶解度都是隨溫度升高而增加的；有些鹽溶解度受溫度變化的影響不顯著(如食鹽)；也有些鹽類溶解度是隨溫度升高而下降的，屬於這一類的有碳酸鈣、硫酸鈣、碳酸鎂等微溶和難溶鹽，因此在受熱過程中，這些鹽特別容易形成水垢。
(2)溶鹽含量的表示方法 常用mg/L(ppm)表示溶解鹽(或離子)的含量。如lm水中含有鈣離子40g相當於40mg/L(Ca2+)，有時用mg/L(CaC03)表示，即摺合成每升水中含碳酸鈣多少毫克。由於Ca的相對原子質量為40，而CaCO3的相對分子質量為100，所以40mg/L(Ca2+)相當於100mg/L(CaC03)。目前通常用mg/L(CaC03)作為水硬度的單位， lmg/L(CaC02)叫1度。
(3)總溶固含量和電導率 總溶固含量(TDS)是水質控制的第一個重要指標。溶於水的總固體物質包括鹽類和可溶性有機物，但後者在水中含量一般很低：實際上總溶固量就是水中溶解鹽的數量，根據水中的總溶固量的不同而將水質分為淡水、鹹水、高鹽水三類。
測定水中總固含量需把水蒸至干，很費時間。由於水中溶解的鹽有導電能力，含鹽量高導電力強，因此直接測定溶液的導電率即可換算出總溶固含量。電導率是一定體積溶液的電導，是溶液電阻率的倒數。對於同一類型淡水，在pH＝5～9范圍，電導率是與總溶固含量大 致成線性關系。電導率測定通常在25℃恆溫下進行，溫度變化l℃，電導率可有2％變化量鍋爐壓力越高，要求控制電導率越低，即總溶固含量越低。
(4)鈣鎂離子與硬度 一般從自然界得到的水都溶有一定的可溶性鈣鹽和鎂鹽，這種含可溶性鈣鹽、鎂鹽較多的水稱為硬水。又根據鈣鹽、鎂鹽具體種類的不同，又分為暫時硬水和永久硬水。含有碳酸氫鈣和碳酸氫鎂的硬水在煮沸過程中會變成碳酸鹽沉澱析出，所 以把這種硬水叫做暫時硬水；而把含鈣、鎂的硫酸鹽、氯化物的硬水稱為永久硬水，因為它們在煮沸時也不會析出。而把含鈣、鎂離子少的水稱為軟水。
水中含鈣；鎂離子這種雜質時對洗滌危害是較大的。鈣、鎂離子會使肥皂和一些合成洗滌劑的洗滌效力大為降低。肥皂中含有的高碳脂肪酸根(如硬脂肪酸根)會與鈣、鎂離子生成不溶性的硬脂酸鈣(俗稱鈣皂)或硬脂酸鎂，而使肥皂失去洗滌去污的作用。同時生成的鈣皂沉澱物會牢固地附著在洗滌對象的表面，不易去除，嚴重影響洗滌質量：
2C17H35COONa+Ca2+=====(C17H35COO)2Ca↓+2Na+
同樣，合成洗滌劑、烷基苯磺酸鈉雖有一定的耐硬水能力，但也會與鈣、鎂離子發生反應：

原來十二烷基苯磺酸鈉是易溶於水的，當形成十二烷基苯磺酸鈣之後則不易溶於水，只能在一定程度上分散在水中。因此洗滌時最好使用含鈣、鎂離子少的軟水。
水的硬度是反映水中含鈣、鎂鹽特性的一種質量指標。把水中含有的碳酸氫鈣、碳酸氫鎂的量叫碳酸鹽硬度。由於將水煮沸時，這些鹽可分解成碳酸鹽沉澱析出，故又稱之為暫時硬度。把水中含有的鈣、鎂硫酸鹽及氯化物的量叫非碳酸鹽硬度，因為用煮沸方法不能除掉這些鹽，故又稱為永久硬度。把上述兩類硬度的總和稱為總硬度。
世界各國雖都規定有自己的硬度單位標准，但通常把一百萬份水中含一份碳酸鈣作為硬度單位(即lkg水中含有lmg碳酸鈣)。
水的硬度與水質的關系如表5—5所示。
表5-5 水的硬度分級

水質
硬度/(CaCO3mg/kg)

水技
硬度/(CaCO3mg/kg

很軟的水
軟水
較軟的水
0～40
40～80
80～120

較硬功夫的水
硬水
很硬的水
120～180
180～300
300以上

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硬水對肥皂的洗滌性能影響很大。有實驗結果表明，用硬脂酸鈉製成的肥皂，以硬度為、100的水配成質量分數為0.2％的溶液時，大約有1/4的硬脂酸鈉轉變成沒有滌滌作用硬脂酸鈣，而且它們會沾附在洗滌對象表面造成污染。假如用硬度為200的水配製上述溶液時，肥皂的起泡性和洗滌效果都受到很大影響，甚至用眼看，手摸都能感覺到鈣皂沉澱的存在。
硬水不僅不適合做洗滌用水，也不適合作鍋爐用水，它容易產生水垢，使鍋爐熱效率降低，甚至引起鍋爐爆炸。因此必須把硬水進行軟化處理。
(5)鐵離子的危害 水中含鐵量過高時，飲用時有發腥發澀的感覺，用於洗滌衣物和瓷器會染上黃色。水牛鐵離子包括Fe2+、Fe3+兩種形式。由於Fe(OH)3溶度積很小，所以在中性水中Fe3+都是以膠體狀態的氫氧化鐵形式懸浮於水中，會相互作用凝聚沉積在鍋爐房金屬表面形成難以去除的銹垢，並弓[發金屬進一步腐蝕。而溶在水中的FeZ+的危害作用在於它是水中鐵細菌的營養源，Fe2+含量過多會引起鐵細菌的滋生。Fe2+與磷酸根離子結合形成的磷酸亞鐵是粘著性很強的污垢。而且Fe2+能在碳酸鈣過飽和溶液中起到晶核作用，能加快碳酸鈣沉澱的結晶速度。因此在水中要嚴格控制含鐵量。
(6)銅離子的危害 雖然銅離子在水中含量一般不高，但它對金屬腐蝕有明顯影響。由於銅離子易被鐵、鋅、鋁等活潑金屬還原成金屬銅，而在金屬表面形成以銅為陰極的微電池，引發金屬電化學腐蝕，造成金屬的點蝕而穿孔，因此要嚴格控制水中含銅量。
(7)水中的陰離子與鹼度 水中含有的陰離子有OH-、C02-、PO3-4、Si02-3、C1-和SO24離子等，其中能引起金屬腐蝕是通常在水中含量較高的C1-離子。研究表明，C1-離子雖然並沒有直接參加電極反應，但能明顯加速腐蝕速度，這可能是與C1-離子容易變形發生離子極化，極化後的Cl-離子具有較高極性和穿透性有關。由於它的高極性和穿透性使Cl-離子易於吸附在金屬表面，並滲入到金屬表面氧化膜保護層內部，造成破壞而導致腐蝕發生。
鹼度是指水中能與H+發生反應的物質總量。水中能與H+發生反應的物質包括OH-、CO2-3、HCO-3、HP02-4、H2PO-4、HSi0-3等陰離子和NH3，測量鹼度時，加入酚酞指示劑，用強酸滴定到紅色褪去所消耗酸的數量叫酚酞鹼度。加入甲基橙指示劑用強酸滴定至溶液顯紅色所消耗的酸的總量叫甲基橙鹼度或總鹼度。甲基橙鹼度總是大於酚酞鹼度的。根據兩者的關系可判斷水中OH-、C02-3、HCO-3離子的相對含量。
滴至酚酞變色發生的反應是：
而進一步滴定至甲基橙變色發生的反應是：
由於將C02-3滴定至HCO-3，與將HCO-3滴定至H2CO3所消耗的酸量相等，而OH-與HC0-3不能同時共存於溶液，因此當酚酞鹼度等於甲基橙鹼度時，說明溶液中只有OH-，沒有HC0-3、CO2-3離子，當甲基橙鹼度等於酚酞鹼度二倍時，說明溶液中只有C02-3離子。而當甲基橙鹼度小於酚酞鹼度二倍時，說明溶液中有OH-、C02-3，沒有HCO-3(因為OH-與HCO-3不能同時存在於同一溶液中)。
由於OH-、C02-3、HC0-3離子與鈣鎂離子一樣都是成垢離子的來源，為了防止結垢就必須控制溶液的硬度和鹼度。因此鹼度也是水質控制的重要指標。
3．水中其他雜質的危害
(1)油污 水中含有油污，一方面它會粘附在金屬表面上影響金屬的傳熱效率，還會阻止緩蝕劑與金屬表面充分接觸，使金屬不能受到很好的保護而腐蝕。還會對水中各種污垢起粘結劑作用加速污垢的形成和聚積。油污還是微生物的營養源會加快微生物的滋生和形成微生物粘泥，因此水中含油量必須嚴格控制。
(2)二氧化硅 水中溶解少量以硅酸或可溶性硅酸鹽形式存在的二氧化硅對金屬的腐蝕有一定的緩蝕作用。但含量過高時會形成鈣鎂的硅酸鹽水垢或二氧化硅水垢。這種水垢熱阻大、難以去除對鍋爐危害特別大，因此要嚴格加以控制。
三、水的凈化與純化
1．硬水軟化
把硬水轉變成軟水的過程叫硬水軟化。軟化硬水的方法較多，有加熱法、化學沉澱法和離子交換法。目前廣泛採用的是離子交換法，即用離子交換劑來軟化硬水的方法。過去曾用過磺化煤、泡沸石來軟化硬水，目前普遍使用的離子交換劑是高分子離子交換樹月旨，它是有交換離子能力的高分子化合物。它是由不溶於水的交換劑本體及能在水中解離的活性交換基團兩個基本部分組成。根據可交換的離子是陽離子或陰離子而分別稱為陌離子交換樹脂和陰離子交換樹脂，如通常使用的苯乙烯型離子交換樹脂，它的交換劑本體是由苯乙烯與部分對苯二乙烯共聚而成的不溶性高聚物。當本體上連有磺酸基(一SO-3Na+)或季銨基[一N+ (CH3)3Cl-]後則分別具有交換陽離子或陰離子的能力。
用離子交換樹脂軟化硬水分為兩步：處理工程和再生工程。
當硬水通過陽離子交換樹脂時，水中的鈣、鎂離子與陽離子交換樹脂上的活性基團鈉離 —B子發生交換並被吸附，使水軟化：
口一(S03Na)2+Ca2+——>口一(SO3)2·Ca+2Na+ (處理工程)
當陽離子交換樹脂上的鈉離子幾乎全部被鈣、鎂離子所交換時就失去了交換離子的能力；必須通過再生恢復它的交換能力。通常使用食鹽為再生劑，再生過程中先用清水洗滌離子交換樹脂，然後通人質量分數為10％的食鹽水浸泡而使離子交換樹脂吸附的鈣、鎂離子解吸下來，然後隨廢液排出。
口一(S03)2Ca+2Na+——>口一(S03Na)2+a2+ (再生工程)
在離子交換過程中，不僅鈣、鎂離子會被交換，水中含有的鐵、錳、鋁等金屬離子也可同舊寸被交換去除。當硬水先後通過陽、陰離子交換樹脂後；水中的電解質陽、陰離子基本均可被去除，這種方法得到的軟水叫去離子水。見圖5—3。
圖5—3 離子交換樹脂軟化硬水示意圖

一般鍋爐中使用的軟水，精密工業清洗領域使用的洗滌及沖洗用水，大都是採用離子交換樹脂法製得的。這種方法簡便、成本低，水中的離子性雜質基本被去除，在許多場合去離子水被用來代替成本較高的蒸餾水使用。
目前中國大型工礦軟化水大都仍採用石灰法。其他軟化方法成本較高只適用於少量水系統。用石灰可以去除水中的二氧化碳和碳酸氫鈣、碳酸氫鎂。
Ca(OH)2+C02====CaCO3↓+H20
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2====2CaCO3↓+2H20
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2====Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H20
有時為了去除非碳酸鹽硬度(如CaSO+，CaCl。等)要配合加入適量Na2CO汁
CaSO4+Na2C03=CaCO3+Na2S04
MgSO4+Na2CO3+Ca(OH)2====Mg(OH)2+CaCO↓+Na2SO4
2．混凝劑去除懸浮膠體
為了去除水中懸浮粘土和膠體要加入混凝劑。分散很細的粘土膠體，單靠重力沉降很難從水中分離。混凝劑的作用在於通過吸附作用使細小粘土顆粒聚集在一起首先形成直徑在1μm的聚集體，再通過化學粘結、共同沉澱等作用使聚集體進一步聚集成羊毛絨狀的絮狀體。絮狀體在重力作用下可以發生沉降而被去除。
工業上常用的無機混凝劑有硫酸鋁[A12(SO4)·18H20l鋁銨礬[Al2(SO4)·(NH4)2SO4·24H20]孔氯化鋁(A1C13)；—鋁鉀礬[A12(SO4)3·K2SO4· 24H20]三氯化鐵(FeCl3)，綠礬(FeSO4·H20)，硫酸高鐵等。
有機絮凝劑有聚丙烯醯胺等。
無機混凝劑的作用機理是鋁、鐵離子在水中發生水解，形成單核或多核的羥基絡離子：
這些永解產物有混凝作用，它們可以把表面帶負電荷的粘土顆粒的雙電層壓縮，使所節凈負電荷減少。當鋁、鐵離子形成氫氧化鐵或氫氧化鋁等絮狀沉澱物時會把粘土顆粒卷掃攜同沉澱。它們也可以通過吸附架橋作用把粘土顆粒連在一起形成聚集體。
聚丙烯醯胺等有機高分子絮凝劑主要通過架橋作用使粘土顆粒絮凝沉澱，當聚合物分子與膠體粒子接觸時，聚合物分子的一些基團吸附到膠體粒子表面，而聚合物分子的剩餘部分仍留在溶液中。一個聚合物分子有多個位置可與膠體粒子發生吸附，當聚合物分子同時與多個膠體粒子發生吸附作用時就會發生架橋作用，把膠體粒子聚集在一起，並在重力作用下形成沉澱，如圖5—4所示。
經過混凝處理之後的水再通過細砂、活性炭組成的過濾池就可把水中懸浮顆粒基本去除。
3．純水和超純水
由於現代工業技術的發展，對水質提出日益嚴格的要求，因而直接採用批水作原料、工藝用水或生產過程用水的部門逐漸增多，製造純水的技術也相應得到迅速發展。
所謂純水並非指化學純的水，而是指在千定程度上去除了各種雜質的水。用離子交換法主要去除的是水的硬度(Ca2+、Mg2+)，而並沒有把水中包括非硬度鹽在內的所有強電解質者陸除，而且水中還存在硅酸等弱電解質以及氣體、膠體、有機物、細菌等雜質，根據這些雜質的去除程度把純水又分為除鹽水、純水和超純水幾個等級。
按生產工藝的實際需要，許多部門都提出了對純水的。要求。如在醫葯、精．製糖、高級紙製造、合成纖維、電影膠片、電子工業、高壓鍋爐用水以及其他部門都要求使用除鹽水或純水。而在超高壓鍋爐、高絕緣材料、精密電子元件、原子能工業等則要求使用超純水。在精密工業清洗的許多領域，水中含有微量雜質都會影響製品的精度，如屬於最先進的精密工業的光學儀器、電子機械、半導體元件等領域，洗滌後沖洗用水中存在的微量雜質在乾燥之後會在被洗物表面形成污點或斑跡，這是造成元件表面覆蓋膜會存在氣孔的原因，也是造成其導電性變差，機械性能變壞的原因。電子工業中一些精密元件的製造和清洗都要求使用高純水心口果電子管陰極塗面混入雜質則會影響電子發射；在電視攝像管和電視機熒光屏製造過程中混入微量銅、鐵等金屬就會使畫面變色。在半導體晶體管製造、集成電路蝕刻過程中對水質要求更高。
測量水的純度有多種指標，而電·阻率是通常衡量水純度的重要指標。水的電阻率早與水中含有的離子性雜質多少直接有關的。因為水中溶解的各種鹽都是以離子狀態存在而具有導電能力的。水的導電能力越強<電阻率越低)說胡含有離子性雜質越多，而電阻率越高則說明水越純。理論上不含離子性雜質的純水可達到電阻率的極限為18.3M∏·cm(25℃)。只有經過蒸餾的純水的電阻率才能達到這個標准。讀者可根據表5—6了解各種水的電阻率與所含離子性雜質的關系。
下面列出天然水經處理後其中含鹽量。
除鹽水是指水中包括非硬度鹽類的各種電解質都去除到一定程度的水，其含鹽量在1～5mg/L范圍。
純水又稱深度除鹽水，其中不僅除去了強電解質，而且大部分硅酸和二氧化碳等弱電解質也已除去，含鹽量降至1.0mg兒以下。
超純水要求把水中的氣體、膠體、有機物、…細菌等各種雜質都去除到最低限度，達到工業上可達到的最高純度，此時水中的含鹽量降低到0．tmg／i以下。見表5—?。
表5-7 超純水水質標准(電子工業甲)

項目
ASTM①
SEMI②

項目
ASTM①
SEMI②

電陰率/M∏·cm(25℃)
微粒數/（個/cm3)

細菌數/（個/L）
SiO2（μg/L)
TOC(總有機碳)/(μg/L)
18
2(粒徑<
1μm)
10
75
200
17
1000(粒徑<
0.8μm)
2(菌族)
5(膠體)
75

銅/(μg/L)
氯離子/(μg/L)
鉀郭子/(μg/L)
鈉離子/(μg/L)
鋅/(μg/L)
TDS③/(μg/L)
2
10
2
2
10
10
2
20
1
1
1
15

①ASTM：美國材料試驗標准。
②SEMI：電子材料工業標准。
⑧TDS：可溶性固體總含量·
超純水的製造系統通常由以下幾個步驟組成。
(1)前處理 目的為減少後續處理步驟的負荷，包括凝聚沉澱、精密過濾、活性炭吸附層過濾等步驟，使水中含有的較粗大顆粒雜質得以去除。
(2)離子交換處理 通過離子交換樹脂脫除各種可溶的離子性雜質，為了去除鈣、鎂離子以外的其他非硬度強電解質離子；·有時要增加高性能的離子交換裝置；
(3)超濾膜處理 目的在於去除懸浮在水中的各種微小雜質(包括細菌、有機物殘渣)。
(4)反滲透處理 將超濾膜無法去除的更微小的可溶性雜質(如可溶性蛋白質)加以去除。應詞注意，反滲透處理工藝使用的半透膜耐壓壽命較短+應當盡量減少此種半透膜的負荷：
(5)紫外燈處理 利用紫外線的殺菌作用對水牛微生物進行殺滅。
其整個處理流程如圖5—5所示。
圖5—5 超純水制連流程圖

製造超純水時，應考慮到不銹鋼和玻璃器材雖然耐水腐蝕性很好，但仍會在水中溶解邱微量離子性雜質．，因此製造超純水生產路線的管道以及各種反應容器應該使用對水更加穩定
的氟樹脂和其他塑料來製造。 同時在保存、使用超純水的過程中，會因種種原因使水的純度降低，比如由於靜電弓I力而附著在容器上的污垢落入水中，微量的食鹽或其他電解質溶解到水中，二氧化碳氣體溶解到水中，都會使純水的純度下降導：電性增加，所以在保存過程中要十分小心。
上面是我幫你找的..
希望對你有用噢 .
寫的夠詳細了吧

② 水的純化，凈化有哪些方法

1.氕、氘、氚可以形成的H2組合有6種
16O、17O、18O可以形成的O組合有3種

水分子是H2O
所以總的組和數為3×＝18
含量最大的是H2O（16）
有三種物理形態：氣態，液態，固態
水的密度比冰大。水分子的排列比較混亂，不像冰中的分子那樣，按一定的規律排列。分子在液態中的運動雖然比在冰中更自由，但分子與分子間的平均距離比在冰中更小，所以水的密度比冰的密度大。。
2.凈化是為了飲用，純話是為了工業和實驗用
3.1、稀清糖汁脫鈣（軟化）。

用離子交換樹脂中的鈉離子，置換稀清糖汁中的鈣離子，其置換反應為：Ca＋＋＋2NaR→2Na＋＋＋CaR2 （NaR代表陽離子交換樹脂）

再生反應為：2Na＋＋＋CaR2→Ca＋＋＋2NaR

再生時，先將不再與鈣離子起作用的樹脂，用清水反沖洗，除去機械污物和沉澱，並使大小粒子重新分層，然後用飽和食鹽溶液（Nacl）再生。再生反應為：2Na＋Cl－＋CaR2→2NaR＋Ca＋＋Cl－2 。

根據法國54家糖廠的統計，稀清糖汁脫鈣前後，鈣鹽含量平均由85毫克CaO/升，降低到25毫克CaO/升，有效地減少了蒸發罐加熱管積垢。

2、二號糖蜜脫鉀、鈉。

稀清糖汁脫鈣後，增加了清糖汁中的鈉離子量，如不除去，將增加廢蜜中的糖分損失；一些糖廠採用鎂離子交換樹脂進行二號糖蜜脫鉀、鈉處理。其置換反應如下：

MgR＋2Na＋（或K＋）→Na2R（或K2R）＋Mg＋＋

由於鎂鹽成蜜系數低，因而減少了廢蜜中糖分損失。

據法國八家採用此法的糖廠統計，廢蜜平均純度由60降低到54，由此可多收回糖分0.5%對甜菜重量。

離子交換樹脂的再生，也是先用清水反沖洗，然後用氯化鎂（MgCl2）溶液再生。反應式如下：

Na2R＋Mg＋＋Cl－2→MgR＋2Na＋Cl－

法國糖廠所使用的鈉離子交換樹脂為荷蘭產IMACTI牌號；所使用的鎂離子交換樹脂為德國產Reichling牌號。據介紹，每個製糖期樹脂損耗不超過6%。（星 火）

參考資料：（星 火）

③ 膜分離設備的在食品加工中的應用

利用超濾技術，可以除去酒及酒精飲料中殘存的酵母菌、雜菌及膠體物質等，可以改善酒的澄清度，延長保存期，還能使生酒具有熟成味，縮短老熟期。經超濾處理後，酒的風味有所改善，變得清爽可口，而又醇香延綿。此法還可避免酒的熱殺菌易引起的混濁成分的析出，簡化過濾設備。所處理的酒類有葡萄酒、威士忌、燒酒、清酒、黃酒等。
生啤酒的口味雖優於熟啤酒，但不能長期保存，給運輸及銷售等帶來一定的困難。採用超濾技術進行啤酒的精濾和無菌過濾，可以使生啤酒不經低溫加熱滅菌而能長期保存。 膜技術在豆製品工業中的主要應用是分離和回收蛋白質。生產豆乳時產生的大豆乳清，通常方法只能從中提取60%的蛋白質，利用超濾法濃縮殘留蛋白質，能夠增加20～30%的豆腐收得率。採用超濾法還可以在濃縮蛋白的同時，去除產生豆膻味和影響豆乳穩定性的低分子物質，提高豆乳質量。
豆製品工業中的乳清處理，對防止水體污染意義重大。大豆乳清中含有多種低分子蛋白質、多糖類、肽、少糖類等物質，採用超濾法可以從大豆乳清中回收濃縮大豆蛋白，以滿足人類和畜牧業的需求。此外，還可獲得β-澱粉酶產品。
利用膜技術還可以獲得大豆異黃酮、大豆寡糖、大豆分離蛋白、寡肽、免疫球蛋白、竹葉黃酮等功能食品的功能配料。 城市污水深度處理和回用開始於20世紀60年代。城市污水具有量大、集中、水質較為穩定的特點，是一種潛在的水資源。城市污水深度處理通常以污水處理廠的二級或三級排放液為水源，用反滲透（RO）對它進行最後的脫鹽，脫COD、BOD以及微量有機物和重金屬離子的脫除，出水水質可達到飲用水標准。但由於某些主觀原因，大多不直接用作飲用水。國外常將其注入地下蓄水層或淡水水庫進行自然凈化（通常需存放兩年），也有用作工業冷卻水，鍋爐用水等非飲用目的。城市缺水制約著經濟的發展，把城市的二級出水進行處理後再生回用是解決水源短缺的一條途徑。二級排放液在進RO裝置前需進行預處理，以使進水水質符合RO裝置的使用要求。預處理的好壞是RO技術應用成敗的關鍵。RO前採用MF或UF預處理的深度水處理過程已成為非直接飲用水回用工程中城市廢水處理的工業標准，國內外都在積極地採用膜技術大規模地把城市污水開發為新的水資源。我國採用「微絮凝纖維過濾+膜濾」對洗浴廢水進行了研究，試驗表明，此工藝具有出水穩定、佔地面積小的特點。天津經濟技術開發區污水處理廠引進挪威SBR序批式活性污泥法先進工藝，每天可提供10萬噸二級生化處理出水作為水源，使污水深度處理後回用成為可能。我國的城市污水再生回用並不普及，膜技術在深度處理的應用相對也很少，今後我們還需在污水的再生回用和深度處理技術上進行研究。
由於工業的發展，大量工業廢水排入水體，這些工業廢水，面廣量大、危害深，大多含有不同濃度的化學物質，其中有些具有較高的經濟價值，而有些則具有毒性，對人類環境有害。為保護環境不受污染，並回收有用物質，在工業廢水排放之前必須進行凈化處理，膜分離技術既能對工業廢水進行有效的凈化，又能回用其中的有用物質，同時還可節省能源。膜技術在處理電鍍廢水、造紙廢水、重金屬廢水、含油廢水和印染廢水這五大類主要工業廢水中都得到了廣泛的應用。
隨著人們生活水平的提高，對飲用水的水質要求也越來越高，加上傳統工藝中的某些弊端，如加氯殺菌會使氯與水中的某些有機物反應生成新的危害巨大的三致（致癌、致突變、致畸變）化合物。膜技術用於飲用水處理是一個重大突破。
水的凈化與純化是從水中去除懸浮物、細菌、病毒、無機物、農葯、有機物和溶解氣體等，在這方面，膜分離技術發揮了其獨特的作用。膜分離中的微濾、超濾和納濾所組成的水處理方法，對去除水中的微米級的顆粒優於常規水處理技術中的過濾能力，而且還具有去除過濾所不具備的納米級微粒的能力，可有效去除水中的懸浮物、細菌、病毒、無機物、農葯、有機物和溶解氣體等雜質。符合飲用水水質不提高的要求。
我國西部省區嚴重缺水問題在中國這個缺水國家尤為突出，苦鹹水淡化是解決我國西部省區缺水的一個有效途徑。用於苦鹹水淡化的膜技術主要有：電滲析技術、反滲透技術、納濾技術。我國西部油田幾乎都用電滲析法製取生活飲用水。電滲析不能去除水中的有機物和細菌，設備運行能耗大，這使其在苦鹹水淡化工程的應用受到限制。苦鹹水也可用一級反滲透裝置脫鹽製得飲用水。反滲透系統淡化苦鹹水，其出水水質優於我國飲用水衛生標准。對含高氟、低礦化度苦鹹水通過反滲透淡化，出水水質可達到我國飲用水衛生標准。反滲透法比電析法生產成本低，無污染，是苦鹹水淡化最經濟的方法。納濾是一種低壓反滲透技術，在較低的壓力下具有較高的脫鹽性能。對特定溶質，尤其是苦鹹水的表徵離子，具有很好的脫鹽效果。對苦鹹水較多的西部省區，納濾將是製取優質飲用水的有效途徑。

④ 化學試卷分析

是初三還是高中？給你初三的試卷分析 （一）重視基礎知識
學生對於能夠體現化學核心觀念的基礎知識掌握較好，如：基本概念和原理中的物質的變化、分類、分子、原子、元素、化合價等知識；化學式的有關計算；常見物質的重要性質、用途；實驗基本技能、重要實驗現象、簡單的實驗設計等。這說明多數教師都能准確把握學科教學本質，在教學中重視基礎知識和基本技能，為學生的發展奠定良好的基礎。
（二）學生能力發展水平有所提高
初中化學教學強調形成觀察能力、分析能力、思維能力、自學能力。《課程標准》十分重視實驗能力的培養，通過近兩年考題的引導，各校均加強了實驗教學，加強了實驗能力培養，故在本次考試中，這類試題較多，學生也比較適應。
（三）比較重視STS，關注社會，培養對社會、對自然的情感
化學教學要求使學生從化學的角度，逐步認識自然與環境的關系，分析有關的社會現象，認識化學在人類與社會可持續發展中的地位和作用，初步理解科學、技術、社會（STS）間的關系。大多數教師顯然對這個問題有了較為深刻的理解，盡力挖掘素材，設置情景，進行了十分有益的教學探索，收到了良好效果。
（四）科學探究能力有所提高
化學是一門科學課程，倡導形成以科學探究為主的多樣化的學習方式，要讓學生主動體驗探究過程，在「做科學」中養成科學的態度，獲得科學的方法。部分試題以學習方法、研究性學習、實驗設計等具體形式，考試答題情況來看，學生基本適應。 五、主要問題是我們的教學課時嚴重不足，沒有充分的時間進行比較系統的復習，尤其在期中考試時第三章的教學非常不足，以至期末考試中也是第三章的基礎知識失分率較高的主要原因。雖然我們進了最大努力但課時的不足使我們練習不充分，是理科教學的大忌。六、今後教學的建議
（一）、重視夯實基礎，緊扣化學核心觀念，全面落實教學目標
教師都要以學習和貫徹課程標准作為教學工作的主線，切實轉變教學觀念，和教學行為。在制定教學目標以及實施教學時，要全面落實「知識與技能」「過程與方法」和「情感態度價值觀」三方面的目標
化學概念教學要注意概念的階段性、發展性和學生的可接受性，使學生在學習過程中逐步的加深認識。。
元素化合物知識教學要重視知識性和趣味性，注意聯系實際，糾正傳統教學中讓學生死記硬背的簡單做法，
化學計算教學中意在讓學生體會從量的角度研究物質切記繁瑣的數學運算。
化學實驗技能教學要注意從實際出發，有計劃、有步驟的在學生的實驗活動中予以落實，防止講實驗的形式主義的傾向。
（二） 創設生動活潑的學習情景
真實的情景能夠增強學習的目的性和針對性，有利於發揮情感在教學中的作用，激發學生興趣，使學習更有效，也便於及時檢驗學習效果。在創設情景時，力求真實、生動、直觀而又富有啟迪性，要運應演示實驗、小故事、科學史實、新聞報道、實物、圖片、模型和影象等多種形式，來創設教學情景。在教學中，教師要善於引導學生從真實的情景中發現問題，有針對性的展開討論，提出解決問題的思路，使學生的認識逐步得到發展。
今後習題與考試題的設計都要更加註重情景化，突出從生活走向化學，從化學走向社會的觀念，重視學生解決實際問題的能力。
（三）重視科學方法的教育，培養學生的探究能力
實施科學探究教學，要充分尊重學生的自主性，充分調動學生探究的積極性，培養學生探究的興趣，要注重引導學生主動發現和提出問題，並通過積極的探索解決問題。在探究教學中，要重視對學生進行科學方法的教育。如對復雜的化學現象進行分類、提出有關的假設、設計實驗和控制實驗條件進行探究。學生的知識背景不同思考問題的方式也可能不同，他們對同一個問題的認識角度和認識水平必然存在差異。在探究教學中教師要有目的的組織學生進行相互交流和討論，這樣既有利於培養學生交流與合作的技能，也有利於發展學生的評價能力。因此，要加強以小組為單位的合作探究式學習。
化學實驗是進行科學探究的主要方式，有利於學生認識化學現象的本質，實驗的教學功能是其他教學手段無法替代的。要注意改進傳統的實驗教學，探討將演示實驗拓展為探究性實驗的可行性。
（四）重視從學生的生活入手，聯系社會實際
化學教學要注意從學生熟悉的身邊現象入手，引導他們發現問題並展開探究活動來獲得有關的經驗。要緊密結合學生的生活實際，使他們感受身邊的化學物質和化學變化，增強學習興趣，加深他們對化學知識在生活實際中的應用的認識，體現「從生活走向化學，從化學走向社會」的教育理念。
對於與學生生活實際緊密聯系的物質及其變化現象，在教學中要注意尋找新的視角和切入點，使學生形成新的認識。如：水是學生生活中最熟悉的物質，在水的教學中，可引導學生從化學的視角出發認識水的組成和性質，認識水的污染、認識水的凈化和純化，認識生活中的各種飲用水等。生活中存在大量與化學有關素材，如燃料和燃燒、溶液、酸、鹼、鹽、有機物和各種材料等。教學中可以根據學生的具體情況和教學需要來收集和篩選，以充實教學內容，增大教學的開放度。

⑤ 什麼情況下選擇水的凈化,什麼情況下選擇水的純化

純水一號水處理為您解答：

純化，一般是使用在生物醫療制葯行業；凈化，既可以是工業用水的凈化，也可以是飲用水的凈化。

⑥ 凈化水與純化水一樣嗎

凈化與純化有差別：
凈化，只要求變得干凈，除去某些有害的物質，使水適合內於某一用途，不要容求除干凈所有的雜質。
純化，則要求除干凈所有的雜質，不管雜質是良性的還是惡性的。
如凈化成飲用水：水中的有害雜質除凈了，而水中的鈣、鐵等離子無害，反而是營養成份，就沒有必要除掉了。
水的純化，則是將水中所有的無機物和有機物都除去，只剩水。

⑦ 凈化後的水和純化後的水有什麼區別

凈化水：簡言之就是對水的凈化。水的凈化，是通過相應的過濾材料，根據不同的最終專用水需求，以物屬理或化學的方式，去除水中的鐵銹、泥沙、余氯、有機物、有害的重金屬離子、細菌、病毒等的過程。顯而易見，如果水凈化全程運用的是物理過濾方式，則不會在水中產生或添加任何新的物質，更不會改變水的性狀，因而是最安全的方式，目前在西方國家廣泛採用。水得到凈化，去除了危害人體健康的物質，我們稱之為「凈水」。

純化水：純化水H2O 18.02本品為飲用水經蒸餾法、離子交換法、反滲透法或其他適宜的方法製得的供葯用的水，不含任何添加劑。

您明白了吧，一種是人可直接飲用的，純化水是制葯用的水！

⑧ 初中化學試題中 水的凈化程度由低到高的順序

原水→ 加明礬→ 沉澱→ 過濾→ 空氣氧化→加氯氣/臭氧ClO2（殺菌）→水槽（儲存）
4、水的凈化
（1）水的凈化效果由低到高的是 靜置、吸附、過濾、蒸餾（均為 物理 方法），其中凈化效果最好的操作是 蒸餾；既有過濾作用又有吸附作用的凈水劑是活性炭。
<1>沉澱法：十二水合硫酸鋁鉀(Alum) KAl（SO4）2?12H2O（有時亦可寫作K2SO4?Al2(SO4)3?24H2O ） ，又稱：明礬、白礬、鉀礬、鉀鋁礬、鉀明礬，是含有結晶水的硫酸鉀和硫酸鋁的復鹽。明礬性味酸澀，寒，有毒。故有抗菌作用、收斂作用等，可用做中葯。明礬還可用於制備鋁鹽、發酵粉、油漆、鞣料、澄清劑、媒染劑、造紙、防水劑等。
<2>過濾法：砂層，活性炭過濾。

（2）硬水與軟水 A.定義 硬水是含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水；
軟水是不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水。
B．鑒別方法：用肥皂水，有浮渣產生或泡沫較少的是硬水，泡沫較多的是軟水
C．硬水軟化的方法：蒸餾、煮沸
D．長期使用硬水的壞處：浪費肥皂，洗不幹凈衣服；鍋爐容易結成水垢，不僅浪費燃料，還易使管道變形甚至引起鍋爐爆炸。
（3）自來水生產過程
原水→ 加明礬→ 沉澱→ 過濾→ 空氣氧化→加氯氣/臭氧ClO2（殺菌）→水槽
（4）水的存化;蒸餾冷凝

⑨ 水的純化，凈化有哪些方法

水的凈化在城市的自來水廠是比較簡單的。一般就是沉澱、簡單過濾、消毒。這幾個步驟或者版多重復權幾次。它的目的只是去除大部分污染物，殺死病菌，一般的話是可以直接飲用自來水的。城市自來水的凈化過程為取水-沉降-過濾-吸附-消毒-配水，
純凈水廠的凈水過程就比較復雜了！比方說，一個桶裝水廠使用大河人家的凈水設備來過濾，要經過好幾層的過濾凈化，沉澱濾芯可以去除泥沙、鐵銹等雜質，前置活性炭可以完全祛除水中的余氯及其它異味，反滲透膜過濾掉水中細小微生物和雜質，後置炭可以去除其它揮發性物質，增強水的口感。這僅僅是凈水的過程，真正要建成桶裝水廠還需要其它的一些設備，比如「風淋室」「灌裝機」等等。
凈水劑的話，包含有許多種的，每種葯劑針對不同的污染物。比如聚合硫酸鐵
、聚丙烯醯胺
、硫酸鋁、聚合氯化鋁鐵
等。
初中化學中所涉及到水的凈化過程由低到高可排位：靜置-沉澱-過濾-吸附-蒸餾-。
靜置：使水樣分層：
沉澱：使固體不溶物沉至底部。
過濾：除去不溶性雜質。
吸附：除去水中臭味。一般使用的吸附劑為活性炭。
蒸餾：除去水中可溶性雜質，得到純水。