超純水機預處理部分是由活性炭、石英砂和PP棉組成，這一套預處理可以有效的過(guò)濾泥沙、膠體懸浮物、氣體與部分金屬離子，但是這樣的過(guò)濾并不能十分高效的處理源水，那么是否有更好的產(chǎn)品可以作為超純水制備的預處理呢？

　　—、硅藻土的過(guò)濾工藝

　　
　　硅藻土過(guò)濾是以硅藻土作為過(guò)濾介質(zhì)，預涂成膜后，靠膜過(guò)濾使水澄清，它是一種預涂型過(guò)濾器、故必須要有一個(gè)預涂階段。這樣，預涂、道濾、反沖洗是硅藻土過(guò)濾的工藝過(guò)程。過(guò)濾系統的組成見(jiàn)圖1。

　　
　　1、預涂先將硅藻土用自來(lái)水或硅藻上濾后水配成一定濃度的漿液。此種漿液稱(chēng)為“預涂劑”。用水泵將漿液打入過(guò)濾器進(jìn)行循環(huán)。循環(huán)的流速一般為過(guò)濾時(shí)流速兩倍左右。經(jīng)過(guò)10~15min的循環(huán)，硅藻土即可在濾器內的濾元表面均勻地形成—層1~2mm的預涂膜。當循環(huán)漿液濁度達到所要求的濾后水質(zhì)時(shí)，循環(huán)停止，轉入過(guò)濾。一般，每m2過(guò)濾面積可預涂400~850g硅藻土。所用硅藻土的規格、品種及數量、主要取決于原水水質(zhì)，一般說(shuō)粗細兩種規格的硅藻土搭配使用可以得到滿(mǎn)意的過(guò)濾效果。我們在試驗中采用寧波向陽(yáng)染化廠(chǎng)產(chǎn)品#401和浙江嵊縣原土搭配，處理效果較單獨使用一種好得多。

　　
　　2、過(guò)濾 硅藻土過(guò)濾的機理有三個(gè)方面：①篩分，當水流通過(guò)硅藻土濾膜時(shí)，懸浮雜質(zhì)顆粒粒徑大干硅藻土孔隙的全部被截留下來(lái)。篩分作用往往發(fā)生在濾膜表面；②阻流，當部分較紉的雜質(zhì)顆粒穿過(guò)濾膜表面，穿入濾膜的內部，則被濾膜內部彎彎曲曲的微孔溝道和濾膜內更小的孔隙所阻留而被去除；②吸附，一些比硅藻土本身內部孔隙還小的顆粒，隨水流通過(guò)濾膜時(shí)，碰撞在硅藻土的內部表面上，并被相反電荷所吸引。另外，雜質(zhì)顆粒之間，異電相吸，形成鏈團而吸附在過(guò)濾介質(zhì)上。

　　
　　影響硅藻土過(guò)濾效果的主要固素如下：

　　
　?。?）附加劑

　　
　　為了使濾膜（即濾餅）中始終保持一定孔隙率，延緩水頭損失增長(cháng)速度，需要投加適量的硅藻土（稱(chēng)為附加劑）至原水中。影響硅藻土過(guò)濾的主要因隸是附加劑。在一定投加量范圍內，附加劑投加量大，水頭損失增長(cháng)速度減小，過(guò)濾周期延長(cháng)。

　　
　?。?）濾速

　　
　　濾速也是影響硅藻土過(guò)濾的一個(gè)很重要的因素。在過(guò)濾中可采用恒壓變速、恒壓等速和變壓變速過(guò)濾方式。在保證濾后水質(zhì)和選定硅藻土規格、品種的前提下，所采用起始濾速的大小，直接影響到單位重量硅藻土所過(guò)濾的水量，即制水成本。一般說(shuō)，起始濾速過(guò)大，水頭損失增長(cháng)快，過(guò)濾周期縮短。起始濾速不同的具體過(guò)濾特性見(jiàn)圖3。從固中可以看出，由于曲線(xiàn)D起始濾速大（即v＝3.4m／h），過(guò)濾周期最短；曲線(xiàn)A（V＝2.4m／h）；曲線(xiàn)B（V＝1.56m／h）5曲線(xiàn)C的起始濾速最?。╲＝1.46m／h），C曲線(xiàn)員平緩，即水頭損失增長(cháng)員慢，使其過(guò)濾周期最長(cháng)。

　　
　　在水質(zhì)要求較高的情況下，如純水制備過(guò)程中的預處理，最好采用較慢的濾速，通常采用2~3m／h較合適。影響硅藻土過(guò)濾效果的因索還很多，諸如原水水質(zhì)、采用硅藻土的型號、規格、預涂劑量、濾速等。但實(shí)踐證明，溫度對硅藻土過(guò)濾基本上沒(méi)有影響。

　　
　　3、反沖洗當過(guò)濾周期結束時(shí)，需將裁留下雜質(zhì)的濾餅沖洗掉以便重新進(jìn)行預涂。沖洗的方法有四種：反向水流沖洗；反向水流加空氣助沖；噴射流沖洗；空氣撞擊反沖洗。反向水流沖洗是員常用的易于進(jìn)行的一種沖洗方法。一般以8一l0L／（m2.e）沖洗強度，僅2min即可沖洗干凈，沖洗水約占過(guò)濾水量的2％左右。對于超純水制備的預處理，反沖可直接用原水（即自來(lái)水）。反沖務(wù)求徹底、干凈，否則，將嚴重影響下一周期的過(guò)濾。

　　
　　二、硅藻土過(guò)濾的功能

　　
　　1、懸浮固體和膠體物質(zhì)的去除

　　
　　直接用硅藻土過(guò)濾，即可去除水中的懸浮顆粒和很大比例的肢體雜質(zhì)。較粗等級的硅藻土可去除5um以上的雜質(zhì)顆粒；較紉等級的硅藻土可去除50nm以下的顆粒。

　　
　　2、細菌的去除

　　
　　美國弗吉尼亞州Fort Belvoir的軍隊工程研究和發(fā)展實(shí)驗室的工作說(shuō)明，使用較細等級的硅藻土過(guò)濾不但能夠100％的去除阿米巴痢疾孢囊，而且能夠有效地去除其它病原性微生物；Rutgers大學(xué)所做的工作指出，員粗等級的硅藻土，只可去除大腸桿菌大于50％（100ml進(jìn)水中含有2l0—1300個(gè)大腸桿菌），而最細等級的硅藻土可以完全去除進(jìn)水中的全部大腸桿茵，甚至100m1進(jìn)水中含有幾千個(gè)大腸桿菌，也可去除。 我們在試驗中也發(fā)現，硅藻土過(guò)濾的除茵率始終保持在—個(gè)較高的范圍內，有時(shí)高達100％。

　　
　　3、除鐵除錳

　　
　　未經(jīng)任何氧化處理的含鐵水，直接用硅藻土過(guò)濾，原水中的含鐵量可去除30％左右。若水中含有低價(jià)鐵、鍺（如地下水），首先應經(jīng)過(guò)氧化預處理，待水中的低價(jià)鐵、錳氧化成高價(jià)鐵、錳，再用硅藻土過(guò)濾去除。不過(guò)，與其它除鐵方法相比，氧化不必過(guò)于充分，這是硅藻土除鐵的優(yōu)點(diǎn)。國外使用硅藻土過(guò)濾技術(shù)去除地下水中的鐵和錳已有三十年的歷史。

　　
　　4、其它物質(zhì)的去除

　　
　　硅藻土過(guò)濾還可以去除藻類(lèi)、色度、腐植酸等有機物。除色的效果一般可過(guò)60％左右；硅藻土對腐植酸等有機物尚有吸附作用。

　　
　　三、硅藻土過(guò)濾作為電滲析和離子交換預處理的特點(diǎn)與益處

　　
　　如前所述，預處理的主要對象是懸浮物質(zhì)、膠體、微生物、有機物等。經(jīng)硅藻土過(guò)濾的最大特點(diǎn)是去除上述雜質(zhì)顆粒的效果很好。在長(cháng)海醫院制劑室的試驗表明，硅藻土過(guò)濾后的水比棉纖做的蜂房式管狀濾芯出水濁度低0.2一0.4度，且水質(zhì)穩定，使離子交換樹(shù)脂的再生周期延長(cháng)20％左右，除菌率可達90％以上。硅藻土過(guò)濾預處理對電滲析和離子交換器產(chǎn)生如下有益效果：

　　
　　1、對電滲析的效果

　　
　　硅藻土過(guò)濾除濁徹底和除菌率高，既延長(cháng)了離子交換膜的使用壽命又使其電阻降低，有益于出水水質(zhì)。因為，粘附在膜面上的懸浮物，成為離子遷移的一層障礙后細菌又以膜為有機養料，在膜面上蟹殖，均會(huì )使膜電阻增加和水質(zhì)惡化。 硅藻土過(guò)濾過(guò)程具有除鐵、除鍺的特性，可避免鐵和鍺高價(jià)金屑離子使離子交換膜中毒。

　　
　　2、對離子交換樹(shù)脂的效果

　　
　　硅藻土過(guò)濾除濁、除茵較徹底，避免了各種雜質(zhì)附著(zhù)于交換樹(shù)脂顆粒表面而降低其交換容量及堵塞樹(shù)脂層孔隙，引起水頭損失增加，當反沖洗不良時(shí)，上述雜質(zhì)還可能深入內部，使交換劑層結塊造成偏流，從而惡化出水水質(zhì)。硅藻土過(guò)濾除色的特點(diǎn)有利于保證出水水質(zhì)。一般說(shuō)，含較多的泥沙為黃色；含大量泥沙及腐殖質(zhì)的水為黃褐色；含膠體鐵的水為淺黃色或綠色；含藻類(lèi)的水為亮綠或棕色或暗褐色。顯色度物質(zhì)會(huì )污染交換樹(shù)脂，堵塞樹(shù)脂層孔隙，蟹殖紉茵，惡化出水水質(zhì)。硅藻土過(guò)濾除鐵、降錳的特性，更有利于離子交換樹(shù)脂。因水中的鐵、錳離子易被樹(shù)脂吸附，且不易被低濃度再生劑取代，積累在樹(shù)脂顆粒內部，使樹(shù)脂交換容量降低。若形成氫氧化物沉淀，會(huì )堵塞樹(shù)脂微孔和孔隙，使水頭損失增大?？傊?，硅藻土過(guò)濾作為制各超純水的預處理，使離子交換膜和交換樹(shù)脂的使用壽命增加，出水水質(zhì)可得到提高。

　　
　　3、注意事項

　　
　?。?）當硅藻土過(guò)濾器的水頭損失達到期終允許值（一般期終允許水頭損失值為0.15MPa時(shí)，需停泵中斷過(guò)濾。停泵后，可馬上重新開(kāi)啟，經(jīng)l0~15min的循環(huán)，濾后水達到要求的水質(zhì)時(shí)，再轉入正常過(guò)濾。

　　
　?。?）當一個(gè)過(guò)濾周期結束時(shí)，硅藻土實(shí)際上并沒(méi)得到充分利用。濾餅中有硅藻土（預涂劑和附加劑）以及雜質(zhì)顆粒，為充分利用硅藻土，可用本該排放的濾餅按照（1）中的方法重新開(kāi)始一個(gè)周期；或使本該排放的濾餅倒流回預涂桶中，然后用此漿液再進(jìn)行預涂，這種做法叫做硅藻土的重復使用。

　　
　　通常，重復利用的濾膜的初始水頭損失高于清潔硅藻土預涂所形成的濾膜，且隨著(zhù)重復使用次數的增加，起始水頭損失一次比一次高；而在過(guò)濾過(guò)程中，水頭損失的增長(cháng)速度隨重復利用的次數，一次比一次緩慢。在保證濾后水質(zhì)的前提下，原水濁度高時(shí)，重復利用的次數可為2~3次，對于濁度較低的原水，可重復利用6~7次甚至l0次。

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