Transcript Basic Softening Introduction 軟化原理的介紹

Basic Water Treatment Introduction
水處理-原理介紹
•Basic Softening Introduction 軟化原理的介紹
•Basic Purifying Introduction 淨化原理介紹
•Basic Super Pure Water Introduction 超純水原理介紹
Basic Softening Introduction
軟化原理的介紹
Nature’s Continuous Reuse System
大自然連續重複的循環系統
Water enters the atmosphere by evaporation from open
bodies of water or transpiration (breathing) of plant
and tree foliage. Water exists all around us as the
invisible pure water vapor whose quantity is measured
by humidity. When this moisture condenses into
clouds and the particles become sufficiently large they
fall as rain, snow, sleet or hail. Then there is fog and
dew (including the moisture that collects on the
outside of an iced beverage glass) which are special
close-to earth circumstances of this condensation and
fallout.
What Familiar Mineral Add to Water
在水中有那些我們的熟悉的礦石
(Common Mineral Name)
(Supplies Composition Mineral)
(礦石名稱)
(礦石成分)
Gypsum
石膏
Calcium sulfate
硫酸鈣
Limestone 石灰石
Calcium carbonate 碳酸鈣
螢石
Calcium Fluoride 氟化鈣
Fluorspar
Magnetite, Pyrite 磁鐵礦,黃鐵礦
Magnesite
鎂礦
Iron, Iron sulfate
鐵,硫酸鐵
Magnesium carbonate 碳酸鎂
Hardness Standard
硬度標準
Term
(硬度水平)
Standard of
Grains/Gallon
USA ppm (mg/L)
(克/加崙)
美國標準 (毫克/升)
Standard of China
ppm (mg/L)
中國標準(毫克/升)
Soft - 軟水(級軟水)
Less than 1.0
Less than 17.0
Less than 50
Slightly Hard - 微硬水(軟水)
1.0 ~ 3.5
17.1 ~ 60
50 – 150
Moderately Hard - 中硬水
3.5 ~7.0
60 ~ 120
150 – 300
Hard - 硬水
7.0 ~ 10.5
120 ~180
300 – 450
Very Hard - 級硬水
10.5 and over
180 and over
450 and over
Water Softening Methods
軟化的方法
1. Chemical softening - lime softening, hot and
cold, lime-soda softening(化學軟化法-石灰,熱
冷處理,石灰蘇打)
2. Membrane separation softening – nanofiltration
(膜分離軟化-毫微過濾器)
3. Cation exchange softening – inorganic,
carbonaceous, or organic base exchangers (陽離
子交換軟化-無機的,碳質地,或有機的基礎交
換.
Process (Equation)軟化方程式
•
Softening(軟化分程式)
2RNa
+
Sodium Calcium
Ion Exchange
Resin
納離子樹脂交換
•
Ca(HCO3)2 → R2Ca
Calcium
bicarbonate
in water
水中鈣離子
+ 2NaHCO3
Calcium
ion exchange
Resin
樹脂交換鈣離子
Sodium
bicarbonate
in water
水中納重碳酸鹽
Regeneration(樹脂再生方程式)
R2Ca
+
2NaCl
→
Calcium Sodium
Sodium
ion exchange
chloride
resin
(brine)
樹脂交換鈣離子 納氯化物(鹽水)
* R = Cation Exchange Resin
2RNa
+
Sodium
ion exchange
resin
納離子樹脂交換
CaCl2
Calcium
chloride in water
going to waste
水中鈣氯化物(廢棄物)
Cation exchange softening(陽離子交換軟化配置圖)
Softener System Operating Process
(全自動軟化系統工作流程)
供水(軟水)
原水由上而下流經樹脂罐
與樹脂中納離子作用,
去除鈣鎂離子後經中心管
供應軟水.
反沖洗 – 排污
鹽箱補水
樹脂飽和後原水由下而
上進行反沖洗,將樹脂鬆
動並將累積的懸浮物及
細小顆粒排出.
1) 通過鹽閥向鹽箱注入定量
的水
2) 溶鹽(六小時)產生再生液
以便下一循環再生用
再生
1) 吸鹽液(再生液)
將定量的鹽液注入樹脂層
2) 浸泡
定時浸泡將飽和樹脂中的
鈣鎂置換出以恢復原有活性
正洗 – 排污
1)將再生液及水中鈣氯化物
(廢棄物)由樹脂中排出
2) 清洗樹脂層中殘留的再生
液及鈣鎂離子
Basic Purifying Introduction
淨化原理的介紹
• 水中除硬化物質外上有下列幾類主要雜質:
–
–
–
–
–
–
–
旋浮物(泥沙等)
藻類
重金屬離子(如鉛,汞,砷,鎘,錳,硒,鐵,鉻,鋁,鎳,銅等)
礦物質(鉀,納,鈣,鎂,鋅等)
細菌(大腸菌,霉菌,酵母菌,致病菌)
病毒(腸病毒等)
有機化學物質(農藥,殺蟲劑,漂白水,石碳酸,殘氯,化物揮發酚-苯酚,游
離氯,三濾甲烷,四氯化碳,亞銷酸鹽)
• 水的淨化處理就是有效的將水中雜質過濾掉, 但有幾項基本要素:
– 要有經濟性
– 無二次污染
– 方便性
Media Categories
濾材種類
Name
濾材名稱
Application
應用範圍
活性碳
超純水前過濾處理,飲用水除氯,
KDF
去除水中氯,鐵,氫硫化物,重金屬和抑菌
載銀活性碳
醫藥用水,直飲水殺菌(後置活性碳),除異味
石英砂
前級預處理過濾工序
麥飯石
飲用水,淨化,礦化
陶瓷濾心
飲用水過濾芯蕊
瞭解臭氧淨水技術
洗滌用水,飲用水處理
白金量子材料
飲用水淨化,活化
Activated Carbon
活性碳濾材介紹
(1) 活性碳是一種多孔狀組織的碳
材料,這些極其細微的孔隙大量
增加了活性碳的接觸表面積. 這
樣的組織結構使其具有了吸附化
學物質,有機污染物,異味,異色的
特性. 單顆粒體積越小的活性碳,
會增大活性碳濾層的總體表面積,
從而使吸附能力大幅提昇.
(1) 採用活性碳對水進行淨化處理備廣泛應用在: 飲用水
處理,飲料水處理,水族館設備,家庭淨水或工業淨化等
領域.
(2) Pentair PNR – KC 系列產品採用的“亞甲蘭” ≧
185mg/g的高品質活性碳可使(“碘吸附值”)的吸附
能力高搭1100mg/g以上.
(KDF) MEDIA Introduction
高純度銅鋅合金濾材介紹
Hospitals, restaurants, municipal water treatment facilities, and homes rely on KDF process media to safely
reduce or remove chlorine, iron, hydrogen sulfide, heavy metals, and bacteria from their water.
(1) 去除氧化劑（餘氯）
Zn＋HOCl＋H2O＋2e－ → Zn2＋ ＋Cl－＋H＋＋2OH－
(2) 去除重金属
KDF处理重金属离子的化学反应式如下：
Zn/Cu/Zn＋Pb(NO3)2 →Zn/Cu/Pb ＋ Zn(NO3)2
Zn/Cu/Zn＋HgCl2 → Zn/Cu/Hg＋ ZnCl2
(3) 去除硫化氢
KDF过滤介质有去除硫化氢的功能，生成的硫化铜不溶于水，可在 KDF介质反冲洗时
去除，化学反应式如下：
Cu/Zn＋H2S →Cu/Zn＋CuS＋H2
2H2＋O2 → 2H2O
(4)减少懸浮固體
2Cu＋FeO→Cu2O＋Fe
4Fe＋3O2 →2Fe2O3
(5) 減少礦物結垢: KDF处理介质对碳酸钙垢的作用有二个方面。
一方面，根据pH、二氧化碳浓度和碳酸钙溶解度之间的关系，当二氧化碳从溶液中除去时，pH值升高， 因而碳
酸钙的溶解度降低；KDF通过电化学反应也使水的pH值升高，降低碳酸钙的溶解度，结果使碳酸钙垢容易析出 。
另一方面，由于KDF处理介质中锌离子的溶出，水中的锌离子含量有所增加，水中锌离子的存在能改变垢的晶体生
长
机理，使水中的碳酸钙垢以文石的结晶形态产生沉淀，在容器的器壁上形成软垢，而不是结晶为方解石型的硬垢。
(6) 抑制微生物的繁殖
KDF处理介质中释放出来的锌对微生物有明显的控制作用，锌能阻止酶的合成，从而影响有机体的正 常生长，
达到抑制微生物繁殖的目的。
另外，KDF介质通过阻止叶绿素合成而控制藻类生长，锌离子的存在从本质上降低了有机体从光 合作用生产
食物的能力，细菌种群的食物和能量来源是依靠藻类群落，藻类的减少将显著影响细菌的生长。
Silver Water Carbon
載銀活性炭
• 載銀活性炭採
用優質椰殼為
原料精製而成,
具有殺菌抑菌
的功能,去除
水中異味及微
量有毒物質,
淨化後的自來
水可直接飲用.
廣泛用於賓館,
家庭裝填大,
中,小型淨水
器.
Quality Index 技術指標
Subject 項目
Coarseness
Iodine Absorb
Index 指標
粒度
8-20 目
碘吸附值 mg/g
=>1,000
(BEF)Surface Area 比表面機 m²/g
Dry decrement
%
<=10
4.5 – 7.5
PH值
Loading 填充比重
1000 - 1200
g/cm³
0.45 – 0.55
Residue After Burn 灼燒殘渣
%
<=4
Silver 含銀量
‰
>=1.5-3
Quartz sand
石英砂濾材介紹
石英砂是一種天然濾材。經過
不同程度的粉碎、趼磨、篩選，
被製成不同粒徑的成品。
石英砂由於其特有的廉價、
易於獲得、壽命長、對不同狀
態的污染物適應能強等特點，
經常被用作活性碳處理等工藝
的前級預處理工序。
注：石英粉粒度可根據需要選擇。石英砂粒24目～140目
石英砂含量
SiO2%
Al2O3%
Fe2O3%
TiO2%
A级
≥99.8
≤0.1
≤0.02
≤0.05
B级
≥99.5
≤0.2
≤0.02
≤0.05
Introduction to Chinese Maifan Stone
麥飯石濾材介紹
礦泉水主要元素含量（mg/l）
contents of main trace elements in the mineral water made from our product(mg/l)
麥飯石是一種具有一定生
物活性的礦物質濾材。天
然麥飯石一般産于溪水中，
呈斑狀礫石，因其外觀頗
似大麥飯團而得名。明代
醫學家李時珍在《本草綱
目》中有過麥飯石粉可入
中藥的記載。
用麥飯石處理過的飲
用水，可以增加一些人體
所需的礦物質，並可使水
中離子趨於活躍；同時，
麥飯石可以吸附水中因污
染所致的微量毒性物質，
從而使一般的水可以變爲
有一定活性的礦物質水。
元素
第一次
第三次
第七次
Li（鋰）
0.36
0.28
0.21
Sr（鍶）
0.99
0.46
0.35
Zn（鋅）
0.22
0.09
0.04
其他微量元素含量表（mg/L）
Table of Contents of other Trace Elements(mg/L)
K（鉀）
14.22
Fe（鐵）
0.01
Mo（鉬）
3.76
Na（鈉）
17.85
H2SiO3(矽酸)
78.62
Cu（銅）
7.60
Ca（鈣）
17.50
P（磷）
0.32
Co（鈷）
0.384
Mg（鎂）
5.88
F（氟）
0.90
Mn（錳）
0.051
B（硼）
0.17
Se（硒）
0
9.50
0
本品對水中有害金屬元素吸附淨化率> %
Purification Rate of our Product to the Harmful Metal Elements in Water> %
元素名稱name of the element
淨化率puritication rate
Pb（鉛）
80
Cd（鎘）
60
Hg（汞）
60
As（砷）
45
本品對水中的酸鹼度（PH值）的調節
Regulation of our product to the PH Value of water
放入本品前水的PH值
PH value before putting the Product
放入本品後水的PH值
PH value after putting the Product
酸性水質Acid water 5-8
酸性水質Acid water 7-8
鹼性水質Alkaline water8-9
鹼性水質Alkaline water7-8
Ceramic Filter Cartridge Introduction
陶瓷滤芯介紹
陶瓷滤材最早出现在1827年，英国使用
它来过滤河水及井水，使当时被霍乱疫症困扰
的人民获得了清沌的饮用水。
陶瓷滤芯采用素烧硅藻瓷
（Diatomaceous Kieselguhr）制成，硅藻
瓷质粒子非常细微，粒子之间的隙缝更加狭小，
凝固后内部组成庞大的“微孔道网络”，因此
能够有效的阻止体积大于孔洞的微粒通过，起
到隔除病原菌及有害物质的作用。陶瓷滤芯在
孔道直径应保持在0.10微米以下，可去除泥沙、
铁锈、细菌及寄生虫等微生物。
此种滤芯需用刷子清洗，以便清除污染物
质所形成的粘膜，当新的滤芯表面露出后，又
可再行发挥过滤功能。
瞭解臭氧淨水技術
•
臭氧(O3) 是氧的一種特別形式，原本是由周遭空氣所形成的一種具強烈氣味、狀態極為不穩
定的一種氣體，其較空氣中的氧(O2)多帶一個氧原子。利用臭氧淨化水質是一種較複雜的處
理方法，其原理是利用空氣通過高壓放電的電極裝置以產生臭氧，再將製造出的臭氧氣泡打
入管線或各式容器內的水中，並使其儘量與更多的水接觸，讓臭氧有足夠的時間與水中的污
染物接觸，如此才能確保臭氧去除污染物的效果。
由於臭氧是一種無色且非常不穩定的氣體，無法被控制或儲存，因此臭氧無法在水中提
供持續性的殺菌效果(如：在水中加入氯氣消毒)，所以細菌極可能會在貯水槽或輸送管線中繁
殖，而這正是臭氧處理系統最大的缺點。
Platinum Quantum π Material Introduction
白金量子材料介紹
白金量子材料(含鉑)可活化水质，减小
水的分子团，除去有害离子，减少耗氧并
使水 π 化，生成高能量的活水，使其更容
易渗入人体细胞，将陈旧的废物带出，促
进人体的新陈代谢。
Basic Puring Water Introduction
純水相關原理介紹
• BASIC REVERSE OSMOSIS INTRODUCTION
逆滲透原理介紹
• 何謂滲透,滲透壓及逆滲透 - 1
• 何謂滲透,滲透壓及逆滲透 – 2
• 何謂滲透,滲透壓及逆滲透 – 3
• 其他純水相關處理技術
•
•
•
•
•
UF/RO
UF/2 RO
BDI
DI
CDI 及EDI
BASIC REVERSE OSMOSIS INTRODUCTION
逆滲透原理介紹
BASIC REVERSE OSMOSIS (RO)逆滲透
現有科技中最有效的水處理方法之一 – 它能有效
的處理水中鹽類 (如鈣,鎂等硬度雜質), 重金屬, 化
學殘留物質達百分之九十五以上.
RO逆滲透水處理科技在今日已是到處可見, 如海
水淡化系統, 電子業超純水精練系統, 生化製藥,
洗腎, 化妝品生產製造, 飲料, 桶裝水乃至於一般
家庭直飲過濾使用.
何謂滲透,滲透壓及逆滲透 - 1
對透過的物質具有選擇性的薄膜稱
為滲透膜. 一般將只能透過溶劑而
不能透過溶質的薄模式為理想的滲
透膜.
當把相同體積積的低濃度溶液(如淡
水)和相對高溶度溶液(如海水)分別
置於一容器的兩側, 中間用滲透膜
阻隔, 透過滲透膜中間的過濾孔將
產生自然的滲透作用.
人類頭髮與RO過濾孔徑的比較
.
滲透膜的
過濾孔直徑
(小於0.001微米)
人類頭髮直徑
(100微米)
微米micron (1 micron = 1/1000 mm)
何謂滲透,滲透壓及逆滲透 - 2
右圖中:
低濃度容液中的溶劑(純水分子)將自然的
穿過滲透膜過濾孔, 向高濃度容液(原水)
側流動,高濃度容液的液面會比低濃度容
液的液面高出一定高度, 形成一個壓力差,
達到滲透平衡狀態, 此種壓力即為滲透壓.
(滲透壓的大小取決於容液的種類, 而與
濃度,溫度和膜的性質無關.)
微米
(MW)
代表物
質
小於
0.001
<0.001
原子
病毒
0.01
0.1
糖水
煙塵
分子
1.0
10
100
1,000
細菌
花粉
人類頭
髮
沙子
何謂滲透,滲透壓及逆滲透 - 3
如右圖:
若在高濃度容液一側施加一個大於滲透
壓的壓力時, 濃溶液中的溶劑(水分子)會
向低濃度溶液流動, 此種溶劑的流動方
向與原來滲透方向相反, 這一個過程稱
為逆滲透.
現在我們應該該清楚, 逆滲透是一種在
壓力驅使下, 借助滲透膜的選擇性截流
作用, 將溶液中的溶質與溶劑分開的分
離方式. 目前被廣泛應用於各種液體的
分離與濃縮. 在水處理工藝中, 運用於將
水中無機離子, 細菌, 病毒, 有機物及膠
質等雜質去除,一獲得高質量的飲用水.
其他純水相關處理技術
UF/RO ：表示採用UF前處理及ONE PASS RO設備
UF/2 RO：表示採用UF前處理及 TWO PASS RO (雙級)設備
BDI：表示不再生離子交換樹脂設備
DI： 表示不再生交換樹脂設備
CDI 及EDI： 表示連續式離子交換系統
CDI/EDI
• CDI全名為Continuous Deionization；EDI全名為Electrodeionzation，
其用途都是利用電解+離子交換樹脂的方式來去除水中的離子，尤其運用
在RO（逆滲透）系統後去除水中微量的離子（含Silica矽石、TOC等）。
• The CDI system that follows removes most part of the remaining
ions and raising the water quality to over 10 Mohm.(兆歐)
1Mohm=1g/m³
UF
• 全名為Ultrafiltration membranes
• Ultrafiltration membranes (UF) to remove silt(淤泥), colloids(膠質
物), bacteria(細菌), and suspended solids(懸浮物) from the feed
water thus making the feed water more amicable(友善的) for
Reverse Osmosis treatment.