水处理基本原理讲座

一．            水为什么要处理

二．            各类水处理材料的主要处理原理

三．            一般水处理的流程及优缺点

四．            Culligan产品的主要结构与特点

五．           安装时注意的问题

六．           世界六大城市自来水质比较

七．           各种微粒分离谱图

附件：水处理安装专用工具清单

关于安装增压泵的说明

纯水机安装必须零件

纯水机维修服务备用更换零件

软水机安装必备材料

软水机维修服务更换备用零件

水处理基本原理讲座

一．  水为什么要处理

1．人体元素基本构成

                           人体化学物质的组成                              表1

                     人体必需元素占体重的百分比                      表2

由上表可知,人体维持生命的必须的生物活性原物的定义为：凡含量占人体体重0.01%以下，即万分之一以下的生物活性元素，称之为人体必要的微量元素。

3700多万美国人饮用含有细菌和有毒化学物达到危险程度的自来水。报告说，近几年来美国全国范围的供水系统中，已发现有2110种（全世界已测出2221种）污染物，其中2090种属于有机化学污染物或碳化物，其余多数为金属物；在这2110种污染物中，有765种存在于自来水中，190种显然是对人体有害的，20种已被确认是致癌物，23种是可以致癌物，18种为促癌物，56种是制突变物，他们可引起肿瘤，且多数是胃癌、膀胱癌、直肠癌和结肠癌，以致有15%的美国人靠饮瓶装水（反渗透水、蒸馏水和天然饮料矿泉水）度日，在加利福尼亚南部，这样的居民已达33%。

从医学的角度，成人体内的水约占体重的60%，儿童则高达80%，成人体内水与外界水约每20天为一个周期进行一次交换。

人体失水占体重的2% ~ 5%------口渴、恶心、昏昏欲睡

人体失水占体重的10%------晕眩、头痛、缺少唾液、行走困难

人体失水占体重的15%------送医院抢救

人体失水占体重的20%------死亡

正常人可17天不吃食物，但48小时不饮水就会导致死亡。

正常人每天饮水约为2000~2500毫升（含食物中的水分）。

2．人体所需的矿物质的来源 成人每天需要摄入的宏量元素及生物微量元素          表3 

结论：人体必需的各种微量元素完成可以从各类食物中得到，人体对微量元素的吸收是通过胃液而实施的，即人体只能吸收存在于胃液中的微量元素，而不是只能吸收水中的微量元素。可见正常的人群饮用纯净水不会对人体的生命特征产生不利的影响。

3．我国的饮水状况

1987年9月，我国爱卫会组织经过三年的全国生活饮用水水质和水性疾病调查后指出：我国只有不足11%的人口能饮上符合我国卫生标准的水，还有65.4%的人口正在饮用或浑浊、或苦咸、或含氟、或含砷、或受工业污染、或能传染疾病的水。

我国现有30.6%的人饮用地面水，而地面水是水性疾病传染的主要媒介，肝炎、痢疾、伤寒等传染病有一半以上是因饮水不洁而造成的。有69.4%的人饮用地下水，其中饮用浅井水的占57.8%，深井水的占11.6%。饮用浅井水易蕴水性传染病，而饮深井水易得地方病（如克山病、大骨节病、甲亢等）。我国有2亿多人饮用自来水，占26.9%。在大城市中，经过完全处理的“饮用水”占12.9%；还有3.8亿人靠挑江、河、湖水吃。全国约有7000万人饮用高氟水，约有3000万人饮用高硝酸盐水，约有5000万人饮用高氟化物水，约有1.1亿人饮用高硬度水。

1987年有关环保部门对42个城市的55个地表水源（即地面水源）的监测表明：氨氮超标的占58.5%，亚硝态氮超标的占23.4%，挥发酚超标的占33.3%，悬浮物超标的占41.9%。全国城市地表水污染范围已达80%以上，居民中毒事件屡有发生。

当前，我国城市生活饮用水面临着多种污染源的威胁：一是水源附近有排放有毒有害物废水的工厂；二是农田水土流失，使农药化肥等有毒有害物质污染水源；三是城市人畜粪便和垃圾的侵入；四是不少生活食水和用水水面，被辟为旅游点，增加了人为污染的机会。

在吉林，由于长期饮用遭受化工厂含汞废水和有机废水污染的松花江水，沿江群众体内汞蓄积量达16.5毫克/50公斤体重，明显超过10毫克/50公斤体重的安全界限值。

1998年1月，京杭运河徐州段，突遭上游大量造纸污水污染，溶解氧，高锰酸盐指数、化学耗氧量等均超过了地面三类水标准数十倍至数百倍（下降到劣于五类标准），致使徐州市日供20万吨的自来水被迫停产，40万居民吃水困难，工厂企业也被迫停产。

1999年3月水利部发表的《水资源开发利用现状及存在的主要问题》一文中指出：我国的水环境，总体上呈恶化趋势。1980年全国污水排放量为310多亿吨，1997年为584亿吨，受污染的河水也逐步增加，在全国约10万公里河长中，受污染的占46.5%，全国90%以上的城市水域受到不同程度的污染。

1999年7月，中国预防医学科学院环境卫生监查所公布的我国城市饮水情况如下：目前主要大城市，市政供水中只有23%的居民饮水符合“生活饮用水卫生标准”的要求，如将小城镇和农村计算在内，饮水合格率更低；大城市市政供水的感官性状较差，臭味、浑浊度、铁、锰等项指标的合格率更低，约有30%的居民饮水感官性状还达不到要求：大肠菌群没有严格控制，肠道传染病暴发流行的威胁依然存在；水源受工业污染和生活废弃物污染比较严重，在加氯消毒时，可能产生较多卤代烃化合物，威胁居民身体健康，这是引起各类胃肠癌的根源。

所以，我国城市生活饮用水水源的污染程度，比一般人想象的要严重的多，并有逐年加重的趋势。

至于农村水源的保护，这更加困难。由于绝大多数农民目前仍饮用河、湖、溪、井水，既无水源保护和水之净化措施，又缺少基本的卫生常识，发病率更加普遍。如湖南某苗族自治区，由于长期饮用污水，全县有70%的人患有肠道传染病。

通过以上国内外的资料介绍，可见人体生命安全及健康与饮水关系重大，过去那种“水只要烧开了就能喝，就是安全的水”的传统概念，显然是早已过时的，极为肤浅的认识，即使是经过完全处理的自来水，烧开了也只能消灭细菌，而不能除去挥发性有机化合物致癌、致畸、致突变等物资，而这些物质与人体的健康和生命安全息息相关。

4．世界卫生组织《食水水质准则》中关于水中对人体有害物质举例

水中所有含氯的有机化合物均来自自然界水中的有机物与消毒氯的化合作用，故为了保障人群的饮水安全，我们应该饮用对人体无毒害的安全水。而深度处理后的水可以解决这一问题。这也就是世界各国各种不同的饮水机，桶装水，直饮机越来越多的原因。

5．软水制造的理论根据

由于水从大自然中来，故在自然界的水中溶有大量的钙和镁等金属离子，这就使得自然界的水变得较硬。人们直接饮用这类水会得各种疾病，如结石等。同时用该类水来洗浴，洗衣服，也极不舒适----因为大量的钙镁离子会滞留在人们的皮肤表面，加速人们皮肤的衰老。所以人体接触软水。

制造软水的方法很多，如电渗析，膜分离，蒸馏法等。但最经济的方法还是离子交换，其主要工作原理如下：

RH+NaCl      RNa+HCl

RNa+Ca(Mg)      RCa(Mg)+Na

软水有着很广的用途，以往主要用于工业领域，如：锅炉，发电机冷却，制药，集成电路等。随着经济的发展，人们对自身的保护变得重视起来。为此国外发达国家早就开始应用软水于生活领域。美国人的用水硬度小于50，法国人用水硬度小于30，日本人用水硬度小于10，而目前我国的自来水中南方城市用水硬度是250左右，北方与内地城市大部分在400以上。使用软水是人们生活质量提高的一个重要标志。

综上所述，水是人的生命之本，从生命的角度来说，饮用安全卫生的水比彩电，空调，洗衣机要重要的多。衡量一个国家国民的生活质量不仅看是否有彩电，冰箱，空调。但经济发展到一定空间，这些硬件设施很容易达到，而提高饮用水的质量才是一个民族真正意义上的生活质量提高的重要标志。

请大家关注自己的饮用水----为了爱护自己的生命，为了子孙后代的健康。

二．  各类水处理材料的主要处理原理

1．  砂滤----滤除大颗粒的杂质，典型使用场合----自来水的前级处理。

2．  PP滤（聚丙烯熔喷）----滤除较大颗粒杂质及部分大颗粒的金属。大分子团的有机物等

3．  活性炭----滤除小分子团的有机物，颗粒杂质及余氯，改善色度，浊度及口感。

氯消毒原理：Cl+H₂O        HCl+HOCl

HOCl        H⁺+OCl^-

活性炭除氯原理：Cl₂+H₂O      HCl+HOCl

                HOCl+C      HCl+[O]

C+[O]      CO

C+2[O]     CO₂

4．  KDF滤---- KDF的主要成分是高纯铜与锌，按一定比例溶合后加工而成。由于铜与锌是比较活泼的金属，较易与氯起氧化作用，生成氯化铜与氯化锌，从而达到消耗水中余氯的目的。又由于铜与锌金属的氧化还原电位较高，故KDF还可起到一定的杀菌与抑菌的作用。

5．  超滤----是由聚丙烯或醋酸纤维制成的中孔纤维或平面膜，其表面具有0.1~0.01微米的小孔，故可用于过滤水中的杂质，有机物及大部分的细菌，其过滤后的水称为净水。

由于其特殊的结构，故在过滤时若不排浓水，则超滤芯很快堵死，若边过滤，边排浓水，则又与反渗透原理相似，故一般应用于原水水质较好，有机污染物不十分严重的地方。

6．  纳滤----其结构与材料与反渗透相同，只是孔径较大而已。其孔径一般在0.01~0.001微米之间。经其过滤的水比超滤更纯净，但由于与超滤同样的原因，较少在民用水处理中应用，大部分用于工业界。

7．  R.O膜----R.O滤也叫反渗透。R.O两字来源于REVERSE—OSMOSIS的前2个字母。其工作原理见实物。

R.O滤后的水原则上应叫纯水，其实质是最卫生，最安全的水。

三．  一般水处理的流程及优缺点

自来水处理：

河水       砂滤        混凝        沉淀       砂滤       加氯消毒       出厂

（地下水）

深度水处理

污水排放

中央净水机：

自来水      KDF      活性炭（大容量）      净水

           冲洗

超滤净水机：

自来水      PP滤       活性炭      PP滤      超滤      净水

                                                         浓水 

R.O纯水机(Culligan)：

自来水      PP滤        活性炭       R.O滤      储水器      活性炭      纯水

                                           浓水排放           

四．  Culligan产品的主要结构与特点

1． CWT35ST3.0型纯水机

                            正面照                                                            右侧照

                            左侧照                                                            背面照

                            滤芯对应位置图                                              水龙头

                     水龙头水质显示指示灯                                        储水罐

特点：

（1）       一体设计，无中间管接头，不易漏水，美观大方

（2）       有水质检测体系 —— 由交变电场自动控制

（3）       浓水排放空气隔离装置 —— 减少二次污染

（4）       R.O膜浓水上排放结构

（5）       无水泵，无强电，安全可靠

（6）       脉冲定时检测电路 —— 减少电池的耗电量

2． Medallist Series 软水机

                            正面照                                                            开门照

侧面照

零件包

水射器组件

盐桶

                            吸盐组件                                                        接头

特点：

（1）       离子交换树脂效率高（见说明书）

（2）       离子交换筒内胆由聚乙烯食用级塑料制成 —— 安全卫生

（3）       旁通阀操作方便

（4）       控制头固定螺纹是方牙 —— 可承受较大的压力而不变型，不漏水

（5）       有时间控制和流量控制两种自控程序

（6）       盐水筒有自动水位控制 —— 不用担心水溢问题

3． Gold Series 软水机

                            正面照                                                            侧面照

开门照

特点：除以上相同外，还增加了

（1）       流量控制型还增加了原水的硬度参数，使流量自控进入完全自动控制状态（如补盐数量等）

（2）       时间控制型的吸盐和补盐自动控制，不用担心补水不足的问题（但设定上必须满足其工作条件）

（3）       外面增加了一个外壳 —— 更美观

4． Accusof 一体型软水机

                            正面照                                                            侧面照

开门照

特点：

（1）       一体化设计，占地面积小，外形美观

（2）       有缺盐自动报警装置

（3）       有时间型和流量型两种控制方式

（4）       与Medallist Series软水机相同的树脂

5． PS-150 净水机

安装示意图

接头连接示意图

特点：

（1）       体积小巧，安装与更换十分方便

（2）       由于内部采用了超细活性炭与超滤膜，故过滤的水完全达到卫生部规定的《生活饮用水水质处理的卫生安全与功能评价规范 —— 一般水质处理器》要求，其出水水质的浊度可达到≤0.1 NTU

（3）       该出水水质是净水，而不是纯水，故其口感与纯水有所不同，但水质完全达到中华人民共和国建设部要求的《饮用净水水质标准》

安装注意事项：

（1）       考虑到我国自来水的实际情况，故应在PS-150前增加一级过滤 —— 可选用三合一滤芯或烧结活性炭滤芯

（2）       安装时注意进出水接头的区别，在接头内有黑色限流圈应装在出水口，以增强滤芯内的水压

（3）       在连接管配件时，应在管子的头上加上一只小型管塞，以防水压较大时管子脱落，造成漏水

（4）       该滤芯进口时，缺三通，小球阀，连接管和水龙头，在选配这些零件与材料时应考虑卫生安全特性

五．  安装时注意的问题

1．注意用户的水压及流量

决定安装位置（应考虑再生与反冲洗的水压需要与维修空间）。

2．Culligan R.O机的备件供应问题 —— 三通接头与小球阀在原装中没有，由芝普公司另行提供，不在包装内。

   软水机再生用盐尽可能用专用盐。

3．纯水机

（1） 注意用户的水压及流量

（2） 纯水机管路连接一定要插到底，否则会漏水

（3） 电池应在出水正常情况下再接通，否则会显示黄灯。解决办法将电池接头取下，用金属短路一下即可（注意不是对电池正负极进行短路）

（4） 安装或更换滤芯时，一定要用肥皂清洁双手或带上一次性手套，以确保滤芯不受污染

（5） 放掉筒纯水

（6） 若用户处水压低于0.24MPa时，用户水压较低，但用水量较大时，可安装增压用隔膜泵，详见附件

（7） 废水比安装时不能安错方向

（8） 更换滤芯时应该检查所有的密封圈是否完好，并且应该适当加点医用级凡士林，以保证所有的O圈在插入时不变型

（9） 若从水龙头背后气孔处有水溢出，则是由于浓水排放管有弯折，应将其向下理顺，以便浓水顺利排走。插入排放管处的深度不宜插到排放管的对面内壁，否则也会从气孔处溢水

4．软水机

(1)    查清用户处的水压，若由于水压偏低则应建议安装增压泵

增压泵的规格： 电源220V  50Hz

流量≥1.5m³（根据用户的实际情况而定）

扬程：0.2－0.3 MPa

进出水管接口：根据用户的水管选定

材质：不锈钢，塑料（叶轮）

(2)    进出水管接管一定要按照给排水的规定执行，软水机的进出水口一定要对准，决不允许装反

(3)    与软水剂旁通阀的连接处一定要用活接头，以便今后维修

(4)    进出水管禁止用灰色PVC管，可用铜管，不锈钢管，白色食品级PVC管，PPR管，不锈钢或铜质软管连接

(5)    次安装后应在盐水筒内注水高于盐面10cm以上

(6)    编制短时校验程序，检测反冲，吸盐再生，补盐水与正冲是否正常，特别是注意观察吸盐是否正常，若不吸盐水则应排除故障，主要可能故障是：

水射器小孔被垃圾或树脂堵死 —— 拆开冲洗后按原样装入

盐水吸入口卡死 —— 拆开清洗后恢复原样

水压偏低 —— 改换成较大口径的水射器

(7)    尽可能用软水机专用盐 —— 清洁、卫生，无垃圾

(8)    一切正常后重新调整设定程序。注意：当前时间设定中am与pm的区别

(9)    时间型再生时间的设定依据

若： 当地的原水硬度为250 mg / L

再生耗盐选择4磅

家庭希望用软水的要求为≤50mg / L

则软水总处理水量 ＝ （18300格令 × 64.8 mg／L）／(250 - 50)  = 5929 L ≈6m³

该户月平均用水量为30m³

则再生时间可定为6 m³ ／（30 m³／30天） ＝ 6天

考虑到树脂的不饱和工作状态，则取6天 × 0.8 ＝ 5天

即可设定5天再生一次

若再生耗盐量选择8磅或12磅，则交换容量选择对应值进行计算即可（详见《用户指南》）

(10)为便于观察盐水的吸入与注入，吸盐管则应选择食用级的PVC软管，规格为ф8×6mm

(11)若由于用户的水压较低，盐水吸入不畅 —— 排除所有堵塞因素，可将蓝色水射器取出，换上米色水射器即可

总结：水是生命之源，爱惜生命从饮用水开始。

Culligan将提供世界上的水处理方式，帮助你们提高生活质量。