水处理.docx
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水处理
先说说自来水,上海自来水厂大多数都准备以臭氧消毒工艺为主,液氯消毒为辅。
已经使用的臭氧消毒工艺的水厂有杨树浦水厂。
今年即将要使用该工艺的水厂有南市水厂、临江水厂、闵行源江自来水厂和松江第二自来水厂。
松江的第一和小昆山自来水厂在明后年使用该工艺。
北京也有3~4家自来水厂采用了臭氧消毒,具体是哪几家我忘记了。
天津目前有一家在用臭氧消毒,如果没记错,应该是天津泰达。
臭氧消毒工艺的好处是无色无味,处理后口感好,还有关键一点是杀菌能力比液氯强。
但是,从自来水厂到你家自来水龙头出水,还是含有一定余氯的。
因为臭氧存在时间较短,为了保证在运输过程中不会细菌污染,必须投加一定的液氯,但这个量很小很小。
也正是这个原因,中国臭氧处理的水不能直饮,而国外可以。
中国早期修建的自来水管网不复合直饮要求,还有比较老的小区的自来水管道都是铁质的,还有二次供水的水箱水,自来水在经过上述的途径中,夹带了大量的铁锈、颗粒物、滋生了细菌,所以,没办法啦,为了保证饮水质量,可以在家安装净水器。
我个人觉得,买家用净水器,不一定要迷信国外品牌。
只要其净化原理复合以下工艺流程,就可以了。
自来水先通过pp棉滤芯,然后经过活性炭,再进入反渗透膜(或者超滤膜),最后一个工艺,一般加小T33,如果为了进一步保险,加上消毒(紫外线)。
这样的出水,肯定是没有问题的。
整个工艺中,反渗透膜是最核心的元件。
一般来说,水工业中著名的膜品牌目前都没有涉足家用反渗透膜元件的生产。
例如美国陶氏膜、日本东丽膜以及日本海德能。
美国的GE有没有生产家用膜,我真不知道,但我肯定的是我在这个行业的时候,GE还没有涉及家用膜元件的生产。
国内能够生产反渗透膜的公司真的很少很少,数的出来的不超过3家,但这3家我也没有听说去做家用膜元件。
现在市场上所谓的美国原装进口的膜元件,我敢肯定90%的是假的。
最大最大的可能性是从美国买膜片回来,自己卷制小的膜元件。
这样卷出来的膜元件,每家的水平就不一样拉。
我看过净水器的生产过程。
我看的这家公司是购买东丽膜片回来卷制的。
也有的公司就买国内的膜片,自己卷制。
因此,你买的所谓的国外净水器,其核心膜元件基本上都是国内卷制的。
所以,只要你买的是反渗透的净水器,我个人觉得国外、国内品牌差距不大。
而且,膜这个东西,一般一年就要更换一次。
我现在使用的家用净水器,是以前东丽公司送我的。
以后,我会自己组装一台,呵呵。
如果是超滤膜的净水器的话,能够生产超滤膜的公司实在是太多太多了,国内也有很多公司可以生产,技术含量不高,因此价反渗透系统的净水器,市面上在卖的50加仑的净水器,基本上要浪费80%的水量,这已经是我的保守估计了。
只要是反渗透的净水器,你可以去翻翻他们的宣传资料,保证没有一家宣称自己出水量大是优点,呵呵。
300加仑以上的净水器,浪费的水少一些,70%左右吧。
家用超滤膜净水器,不浪费水的,但是在工业水处理系统中,超滤预处理系统也是要浪费5%左右的水。
活性炭、pp棉过滤工艺,不浪费水。
格也相对低廉很多。
视品牌不同,价格不等。
在购买净水器之前,首先要搞清楚自己到底需要什么样的水。
因为市场上净水器的种类繁多,都挂个净水器的名称,都号称自己获过什么大奖,应用了那些专利,甚至这个科技那个科技的都来了。
但我们只要搞清楚自己的需要,并坚持这个原则,就不会受到迷惑了。
基本上说,现在的净水器可以把水净化成三种形式的水。
1、还是自来水,但是干净很多了,没有了余氯,没有了铁锈,也没有了颗粒物,甚至还少了一些细菌。
这种类型的水,对那些担心饮用纯净水不健康的人来说,是非常有用的。
但是还是烧开之后喝比较好。
2、软水。
也就是自来水中间的钙镁离子没有了。
这个概念,我想北方的朋友可能更有体会一些。
这种水的好处是,没有硬度,不会结垢。
如果用来洗衣,则衣服会保持色泽鲜艳,毛巾也不会老化。
很多宾馆就是用这种水,所以,宾馆的毛巾永远都是那么松软。
热水器的热水管里面也不会结垢,有地暖的人家,水管也不会结垢。
但是这种水的盐分会增加。
3、纯净水。
就是产水中,什么物质都没有了。
就是纯粹的水(H2O)分子组成的物质。
这话有些绝对,起码是99%的物质都是(H2O)分子。
这种水是可以直接饮用的。
但是对于那些担心喝纯净水会影响健康的人来说,估计不太适用。
能够达到目的1的净水器有很多种,有pp棉+活性炭+pp棉滤芯的三级净水器,有pp棉+活性炭+pp棉+超滤膜元件+后置活性炭滤芯的五级过滤器。
后者要比前者好一些。
能够达到目的2的净水器有软水器,其工作主要原理是离子交换树脂取置换自来水中间的钙镁离子。
该净水器一般都比较大,现在讲的中央净水器,大多都是以这个为主。
注意,离子交换树脂是会饱和的,需要用不含碘的盐来再生。
这个过程比较简单,一般的都自动化进行了。
反渗透净水器也能达到这个目的,只是反渗透净水器会有废水产生,而且废水量是产水量的2~6倍(试反渗透膜元件的通量而定),所以这种机器的产水一般用来饮用、做饭比较适合。
能够达到目的3只有反渗透净水器了。
这种类型净水器的利弊上面讲过了,这里不再重复。
首先讲讲爱惠浦这个品牌,估计是爱惠浦进入上海比较早,所以买的人也比较多。
首先要说,在中国销售的爱惠浦净水器都是进口产品,不像某些品牌,号称是某个国家品牌,其实是地地道道的国产品牌。
看了一下爱惠浦所有型号的产品,国家卫生部认证的结果,都是活性炭+聚乙烯微滤膜(孔径0.5微米)为主要核心工艺。
这样的工艺处理出来的水,我个人认为是不建议直饮的。
事实上,国家卫生部在2004年对于爱惠浦第一批型号认证的时候,在注意一栏第二条注上了成品水不宜生饮。
那个时候的材料和工艺和现在看起来是一样的,还是活性炭+微滤膜(孔径0.5微米)。
以下是中国国家卫生部关于爱惠浦某款产品的鉴定。
产品名称:
爱惠浦H-100型净水器
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产品名称(英文):
EVERPUREWATERFILTERSYSTEMH-100
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产品类别:
涉水产品水质处理器进口
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生产企业:
美国爱惠浦有限公司
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生产企业(英文):
EVERPUREInc.U.S.A.
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生产国(地区):
美国
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地址:
2375SandersRoadNorthbrookIL60062
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在华责任单位名称:
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在华责任单位地址:
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批准文号:
卫水进字(2000)第0009号
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批准日期:
2004-04-07
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批件有效期:
截止2008年4月6日
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备注:
2004年4月7日批准变更生产企业地址和产品名称,原生产企业地址为“660BLACKHAWKDRWESTMONTIL60559”,原产品名称为“爱惠浦净水器H-100型”。
附件:
产品说明:
类型:
小型水质处理器
主要参数:
净水流量1.89L/min,额定总净水量5.7m3,工作
压力0.069MPa~0.843MPa。
出水水质:
符合《生活饮用水水质处理器卫生安全与功能评
价规范——一般水质处理器》(2001)的要求。
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主要成份
或部件:
活性炭(55~60μm)
微孔滤膜(聚乙烯0.5μm)
活性炭(55~60μm)
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使用范围:
以符合《生活饮用水水质卫生规范》的市政自来水为原水。
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注意事项:
1、定期更换滤芯。
2、成品水不宜生饮。
2008年之后认证的所有产品都没有第二条了,不光是爱惠浦这一个品牌。
实际上,水中的很多细菌自身的粒径是小于0.5微米的。
要注意的第二点就是,国家卫生部也建议,定期清洗更换滤芯。
清洗是不可能的了,只有更换。
国家没有规定多长时间更换。
但是我们看看国家对于某个品牌,某个型号的净水器都有一个额定净水量。
备注:
附件:
产品说明:
类型:
小型水质处理器
主要参数:
型号净水流量(L/min)额定总净水量(L)工作压力(MPa)
OW4plus型0.45000.14-0.35
OW2plus型0.23000.14-0.35
出水水质:
符合《生活饮用水水质处理器卫生安全与功能评价规
范——一般水质处理器》(2001)的要求。
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主要成份
或部件:
(某型号plus型)
聚丙烯滤芯5μm1支
复合滤芯(活性炭50-60μm150g,
KDF50%铜50%锌40g,
聚乙烯微滤膜0.5μm)1支
AS滤壳1支
金属外壳聚乙烯内衬滤壳1支
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使用范围:
以市政自来水为原水。
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注意事项:
定期清洗更换滤芯。
以上是某型号型净水器,请注意额定净水量的数值。
一般来说国家卫生部进行测试的时候,条件是非常严格的,不会像我们家庭时候这么宽松。
所以,我按照这个数值放大20倍。
也就是10个立方米的水,也就是10吨水。
请各位想想,10吨水对于一个家庭来说可以用多久。
我觉得抛除洗澡、洗衣服等用水,半年够多了吧。
另外,活性炭是有吸附容量的。
150g的活性炭可以吸附多少有机物、余氯,说实话,目前我不知道,因为我进入不了中国期刊网。
等我一查到,我就会贴上来。
一旦活性炭吸附饱和之后,如果不即时更换,其表面吸附的有机物会成为细菌滋生的温床,尤其是在夏天,水温在20度左右的时候,非常适宜。
即使是一个封闭的滤芯环境,还是会滋生细菌的。
因为细菌分为好氧细菌和厌氧细菌。
其实自来水中还是含有溶解氧的。
这点,其实在工业水处理上也是个很大的难题,一到夏天,活性炭罐里面细菌繁殖很快,会严重影响后续工艺。
所以,我认为,爱惠浦净水器的滤芯半年到一年,肯定是要更换滤芯的。
至于滤芯价格贵,那是因为滤芯是美国进口的,加上关税、中间渠道和销售商的利润,当然就贵了。
我相信,这个滤芯在美国肯定不需要50美元,呵呵。
继续爱惠浦机器简析。
爱惠浦有几款机器宣传是除铅功能非常强大,这里我就不列举什么型号了。
我一点不怀疑机器的除铅功能。
我要提醒大家注意的地方还是国家卫生部针对某款型号机器的额定净水量,有兴趣的TX可以去查一下,爱惠浦机器一般在200~700升之间。
额定净水量数据一般是这么出来的。
比如,某款机器宣称有什么功能,则国家卫生部检测人员会设定相应的进水环境来检测。
比如,爱惠浦有除铅功能,那么,检测人员会在进水中添加铅的含量。
然后保证通水,一直到能够在产水中检测出饮用水规定的铅含量的限定值为止。
那也就是说,如果自来水中有铅的话,机器在净化水量200升~700生之后就失效了。
其实中国绝大多数城市的自来水中铅的含量是几乎没有的。
因此,这个除铅功能的设计,我个人觉得是过度设计,不必为这样功能花钱。
还有一点,就是爱惠浦净水器在某些型号中,添加了复磷酸盐,也叫硅磷晶。
这种物质具有阻垢作用。
不知道ST的商家有没有宣传说这个是“饮用水阻垢防锈剂”,如果有的话,纯粹是误导或欺骗消费者。
因为这个物质99%是应用在工业方面,而且大都应用在非食品安全级的工业。
不管大家能不能看得懂,我想把这个物质在水中能够阻垢的反应式放上来:
Na2[Na4(PO3)6]+CaX→Na2[Na2Ca(PO3)6]+Na2X
Na2[Na2Ca(PO3)6]+CaX→Na2[Ca2(PO3)6]+Na2X(可溶性络合物)
Fe(OH)2+Na2[Ca2(PO3)6]→FeCa2(PO3)6+NaOH(难溶性膜),k2w1w-I.w8G*`7
w8G*`7n
这个反应式的意思是说明,复磷酸盐把水中的钙(镁)离子变成了可溶性的络合物了,不会形成水垢。
水垢是不会形成了,但是却释放出了2倍的钠离子,同时钙离子变成了可溶的物质。
如果饮用这样的水,其实是摄取了更多的钙镁离子进入人体,因为钙镁离子实际上并没有去除,只是变成了可溶。
要知道,任何一种金属离子过量的摄取也是不安全的。
同时,第三个反应式说明,虽然去除了铁锈,但是却形成了NaOH,如果大家不了解这个物质是什么,可以去搜索一下NaOH的化学性质,希望不会吓到你。
所幸的是,自来水中铁锈的浓度非常低,但也不可忽视长期积累的作用。
不过,国外的产品能够做到复合指标要求,最大的优势应该是有足够的技术可以控制释放的比例。
但是一款净水器中添加的复磷酸盐的量在20g左右。
其实很快就会被消耗完毕的。
其实,阻垢技术还有一种更为安全的方式,就是使用离子交换树脂,可以去除绝大部分的钙镁离子,注意,这里是去除,而不是把钙镁离子变成可溶性基团。
虽然同样增加了钠离子,却绝对没有增加钙镁离子。
最终,我个人想对爱惠浦品牌机器做个总结。
这是一款很不错的机器,如果经济条件还不错的家庭,是可以考虑的。
但是成品水不宜生饮。
而且我个人认为,最好不要选择有复磷酸盐成份的产品。
注意及时更换滤芯,一般6个月~12个月更换一次滤芯。
关于爱惠浦机器其他方面的问题,可以跟帖,如果我知道,我一定会解答。
接下来讲怡口净水器吧。
我曾经浏览了两个其他论坛所有怡口净水器的型号,从工作原理上可以分为四类:
第一类就是依靠依靠活性炭+超滤膜净水器;第二类就是比较常规的反渗透净水器,这个与国内的很多反渗透净水器相似,但销售价格远远高于同类的产品,实际上怡口的反渗透净水器也是国产的;第三类,也是怡口的主打产品工作原理,利用交换树脂来去除市政自来水的硬度。
第四类,就是个前置过滤器。
这里提醒大家一下,怡口净水器并非所有的型号都为美国进口产品,比如怡口的超滤、反渗透净水器就为昆山生产的,但是这个价格却并非国产的价格。
超滤和反渗透机器,前面的很多帖子也介绍了,后面我可能也会专门来讲,这里就不详细描述了。
反正怡口的这个反渗透净水器和国产品牌工艺上没有任何差异。
主要还是讲怡口的主打产品,软水机吧。
首先来讲讲交换树脂方面的知识吧:
离子交换树脂是一种聚合物,带有相应的功能基团。
一般情况下,常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子。
当水中的钙镁离子含量高时,离子交换树脂可以释放出钠离子,功能基团与钙镁离子结合,这样水中的钙镁离子含量降低,水的硬度下降。
硬水就变为软水,这是软化水设备的工作过程。
当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后,树脂的软化能力下降,可以用氯化钠溶液流过树脂,此时溶液中的钠离子含量高,功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合,这样树脂就恢复了交换能力,这个过程叫作“再生”。
我随便一款怡口的软水机器产品的参数给大家解释一下:
怡口软水机825ECD
这是他与之相关的参数:
周期产水量10T
树脂量25升
再生剂储量80KG
自动清洗分流器;
这款型号的机器内部含有25升的交换树脂,最多可以处理10吨的水,也就是说处理十吨水之后,就需要再生了。
再生是需要氯化钠溶液,也就这里的再生剂(为什么不说盐,值得思考哦,呵呵),我稍微计算了一下,25升树脂,再生一次大概需要1.5kg盐(这里我假定是逆流再生、盐的纯度为85%),如果盐的纯度为95%,则大概需要1.3kg盐。
也就是说,这里kg的盐可以再生53次,这个型号净水器可以净化530吨水。
如果他使用的是罗门哈斯的树脂,罗门哈斯宣称可以再生5000次,那么在这个净水器的使用中,你一共需要7500kg的氯化钠。
不知道这个怡口机器盐是否可以自己添加?
不知道怡口的机器在离子交换树脂前面有没有pp棉和活性炭作为前置过滤器,如果没有的话,自来水中的杂质、铁锈等会附着在树脂表面,很难反冲洗,影响树脂使用寿命和软化效果,自来水中的游离氯会使得阳离子交换树脂氧化。
所以,建议购买怡口软水机器的TX,一定要在前面添加pp棉和活性炭滤芯。
另外严重注意的是,如果商家告诉你这个再生剂要使用特定的产品,其实在生活中使用不含碘的盐就可以替代。
为什么不能使用含碘的食盐来作为再生盐呢,理由如下:
碘对树脂颗粒的表面有很强的穿透力,长期使用碘盐,使树脂的表面强度、硬度、机械强度、体积膨胀强度、圆曲率降低,树脂容易破碎,树脂的交换能力下降(指强酸型树脂)。
提醒一下:
一般以自来水为原水的阳离子交换树脂出水呈酸性。
软水机器,作为中央净水器是不错的,但是软水不能用来饮用。
因为钙镁离子去除了,却增加了2份的钠离子。
最好再配一个反渗透净水器作为直饮水机器。
另外,碰到有的怡口经销商可能会宣传怡口软水机器,保留了微量矿物质,其实不然。
因为:
强酸型阳离子交换树脂对反离子的选择如下:
Fe+3>Al+3>Ba+2>Sr+2>Ca+2>Mg+2>K+1>NH4+1>Na+1>H+1>Li+1。
可以看出来,钡、锶在钙镁之前就被交换掉了(如果自来水中有锶离子的话,一般自来水是不含有该种离子)。
反渗透(RO)净水器出来的水是纯净水,可以生饮。
但是这种类型净水器产水与废水比例在1:
6~1:
3之间不等(视各种型号而定)。
超滤净水器出来的水是比较干净的自来水,没有了余氯、颗粒物、铁锈和部分细菌,不可以生饮,但是没有废水产生。
一般反渗透净水器的主要作用还是用来饮用、煮饭等,如果用来洗菜,流速可能会比较慢,但是超滤机器可以。
超滤净水器对于水压的影响比较小
介绍了怡口净水器之后,第二位介绍水丽净水器。
我浏览了一些网站上水丽净水器的型号,从工作原理上可以分为五类:
第一类就是90~110微米滤芯,从网站介绍上看不出使用的是什么材料,他自称的优势就是反冲洗功能;第二类就是活性炭+超滤膜,这个其实和其他超滤膜净水器没有太大的差别,还加了复磷酸盐,关于这个复磷酸盐,我前面已经说过了,这里不再重复叙述;第三类,利用交换树脂来去除市政自来水的硬度,从这个角度上讲就和怡口差别不大;第四类,就是纳米通,看了很久,也查了很多资料,这个机器仅仅有抑制结垢,出水的硬度没有变化,不能算作是软水机,烧开之后还是会有垢类出现;第五类就是防腐投加机器,投加的就是这个复合磷酸盐,有兴趣的同学可以自己baidu一下这种东西的用处。
首先讲讲纳米通这个机器,他的宣传上提到:
传统软水机去除了对人体有益的钙、镁离子,增加了钠离子,软水因钠离子的增加而增加了腐蚀性。
我觉得这是在误导消费者,钙镁离子对身体有益,但是人体所需的钙镁离子是从水中间得到么?
增加了钠离子就增加了腐蚀性,这个就不对了。
管道的腐蚀和很多因素有关系,据我所知,水中的氯离子对管道的腐蚀性要远远大于钠离子,具体可以查一查电化学腐蚀的相关的知识。
另外,纳米通这种抑制结垢的原理,国家于1991年颁布动部关于慎用高频电(磁)场进行锅炉水处理的通知(1991年5月11日 劳锅字(1991)7号),有兴趣的同学可以XX一下这个通知。
再者就是水丽软水机对其功能的描述中有这么一句:
德国水丽软水机有一种专利的分离装置,每次再生时电解氯化纳中的氯离子,对树脂进行消毒杀菌,避免软水机中的树脂成为二次污染物。
我看了半天也没想明白:
电解氯化钠中的氯离子,形成了氯气,氯气溶解水中以后形成了次氯酸钠,这个东西虽然可以杀菌,但是应用次氯酸钠消毒可能会产生致癌的卤代物,且次氯酸钠本身对树脂有氧化性,影响树脂的寿命,所以对这个设计,我搞不明白是什么意思。
我并不是否认这些机器,只是对于他误导消费者的宣传有些微辞,请TF自己仔细分辨清楚。
介绍了怡口净水器之后,第二位介绍水丽净