1、沉淀物过滤法

    沉淀物过滤法的目的是将水源內的悬浮颗粒物质或胶体物质清除干 净。这些颗粒物质如果没有清除，会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的淨水法，所以这个步骤常用在水纯化的初步处 理，或在必要时，在管路中也会多加入几个滤器(filter)以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多，例如网状滤器、沙状滤器 (如石英沙等)或膜状滤器等。只要颗粒大小大于这些孔洞，就会被阻挡下来。对于溶解于水中的离子，就无法阻拦下来。如果滤器太久没有更换或清洗，堆积在滤 器上的颗粒物质会越来越多，则水流量及水压会逐渐减少。人们就是利用入水压与出水压差來判断滤器被阻塞的程度。因此滤器要定时逆沖以排除堆积其上的杂质， 同时也要在固定时间內更换滤器。

沉淀物过滤法还有一个问题值得注意，因为颗粒物质不断被阻拦而堆积下来，这些物质表面或许有细菌在此繁殖，并释放毒性物质通过滤器，造成热原反应，所以要经常更换滤器，原则上进水与出水的压力落差升高达到原先的五倍时，就需要换掉滤器。

2、硬水软化法

    硬水的软化需使用离子交换法，它的目的是利用阳离子交换树脂以钠立志来交换硬水中的钙与镁离子，靠此來降低水源內之钙镁离子的浓度。其软化的反应式如下:

    Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1

    Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1

    式中的EX表示离子交换树脂，这些离子交换树脂结合了Ca2+及Mg2+之后，将原本含在其內的Na+离子释放出來。

    现在市面上出售的离子交换树脂为球状的合成有机物高分子电解质。树脂基质(resinmatrix)內藏氯化钠，在硬水软化的过程中，钠离子会逐渐被使 用耗尽，则交换树脂的软化效果也会逐渐降低。这时需要作还原(regeneration)的工作，也就是每隔固定时间加入特定浓度的盐水，一般是10%， 其反应方式如下:

    Ca-EX2+2Na+(浓盐水)→2Na-EX+Ca2+

    Mg-EX2+2Na+(浓盐水)→2Na-EX+Mg2+

    如果水处理的过程中没有阳离子的软化，不只是逆渗透膜上会有钙镁体的沉积以致降低功效甚至破坏逆渗透膜，同时病人也容易得到硬水症候群。硬水软化器也会 引起细菌繁殖的问题，所以设备上需要有逆沖的功能，一段时间后就要逆冲一次以防止太多杂质吸附其上。另一个值得注意的问题是高血钠症，因为水的软化与再还 原过程是靠计时器来控制，正常情况还原作用大多发生在半夜，這是靠阀门在控制，如果发生故障，大量盐水就会涌进水源，进而造成人群的高血钠症。

3、活性炭

    活性炭是由木头，残木屑，水果核，椰子壳，煤炭或石油底渣等物质在高温下干馏炭化而成，制成后还需以热空气或水蒸气加以活化。它的主要作用是清除氯与氯 氨以及其它分子量在60到300的溶解性有机物质。活性炭的表面呈颗粒状，內部是多孔的，孔內有许多约1Onm~lA大小的毛细管,1g的活性炭內部表面 积高达700-1400m2，而这些毛细管內表面及颗粒表面就是吸附作用的所在。影响活性炭清除有机物能力的因素有活性炭本身的面积，孔洞大小以及被清除 有机物的分子量及其极性(Polarity)，它主要靠物理的吸附能力来排除杂质，当吸附能力达饱和之后，吸附过多的杂质就会掉落下来污染下游的水质，所 以必須定时利用逆沖的方式来清除吸附其上的杂质。

    这种活性炭滤器如果吸附能力明显下降，必須更新。测定进水及出水的TOC浓度差 (或细菌数量差)是考量更换活性炭的依据之一。有些逆渗透膜对氯的耐受性不佳，所以在逆渗透之前要有活性炭的处理，使氯能够有效的被活性炭吸附，但是活性 炭上的孔洞吸附的細菌容易繁殖滋长，同时对于分子较大有机物的清除，活性炭的功效有限，所以必须靠逆渗透膜在后面补充。

去离子法

    去离子法的目的是将溶解于水中的无机离子排除，与硬水软化器一样，也是利用离子交换树脂的原理。在这里使用两种树脂-阳离子交换树脂与阴离子交换树脂。 阳离子交换树脂利用氢离子(H+)来交换阳离子;而阴离子交换树脂则利用氢氧根离子(OH-)来交换阴离子，氢离子与氢氧根离子互相结合成中性水，其反应 方程式如下:

    M+x+xH-Re→M-M-Rex+xH+1

    A-z+zOH-Re→A-Rez+zOH-1

    上式中的的M+x表阳离子，x表电价数，M+x阳离子与阴离子树脂上H-Re的氢离子交换，A-z则表阴离子，z表电价数，A-z与阴离子交换树脂结合后，释放出OH-离子。H+离子与OH-离子结合后即成中性的水。

    這些树脂的吸附能力耗费之后也需要再还原，阳离子交换树脂需要强酸来还原;相反的，阴离子則需要强碱来还原。阳离子交换树脂对各种阳离子的吸附力有所差 异，它们的强弱程度及相对关系如 下:Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Ni2+>Cd2+>CU2+>Co2+>Zn2+>Mg2+>Ag1+>Cs1+>K1+>NH41+>Na1+>H1+

    阳离子交换树脂与各阳离子的亲合力强度如下:

    S02-4+>I->NO3->NO2->Cl->HCO3->OH->F-

    如果阳离子交换树脂消耗殆尽而没有还原，则吸附力最弱的氟就会逐渐出現在水中，造成软骨病，骨质疏松症及其它骨病变;如果阳离子交换树脂消耗尽了，氢离 子也会出现在水中，造成水质酸性的增加，所以去离子功能是否有效，需要時常监视。一般是靠水质的电阻系数(resistivity)或传导度 (conductivity)来判断。去离子法所使用的离子交换树脂同样也会造成细菌的繁殖引起菌血症，这是值得注意的一点。

5、超过滤法

    超过滤法与逆渗透法类似，也是使用半透膜，但它无法控制离子的清除，因为膜的孔径较大，约10-200A之间。只能排除细菌、病毒，热原及颗粒状物等， 对水溶性离子则无法过滤。超过滤法主要的作用是充当逆渗透法的前置处理以防止逆渗透膜被细菌污染。它也可用在水处理的最后步骤以防止上游的水在管路中被细 菌污染。一般是利用进水压与出水压差来判断超过滤膜是否有效，与活性炭类似，必须以逆沖法来清除附着其上的杂质。

6、蒸馏法

    蒸馏法是古老却也是有效的水处理法，它可以清除任何不可挥发性的杂质，但是无法排除可挥发性的污染物，它需要很大的储水槽来存放，这个储水槽与输送管却是造成污染的重要原因，目前饮用水不用这种方式来处理。

7、紫外线消毒法

    紫外线消毒法是目前常使用的方法之一，它的杀菌原理是破坏细菌核酸的生命遗传物质，使其无法繁殖，其中最重大的反应是核酸分子內的pyrimidine 盐基变成双合体(dimer)。一般是使用低压水银放电灯的人工253.7nm波长的紫外线能量。紫外线杀菌灯的原理与日光灯相同，只是灯管內部不涂萤光 物质，灯管的材质是采用紫外线穿透率高的石英玻璃。一般紫外线裝置依用途分照射型、浸泡型及流水型。

    在饮用水处理中所使用的紫外 线是安放在储水槽到出水口之间的管路上，也就是所有的水在使用之前都要接受一次紫外线的照射，以达到彻底杀菌的效果。对紫外线的感受性最大的是线肠杆菌， 大肠杆菌；相反的，耐受性较大的则是枯草菌芽胞体。因为紫外线消毒法安全，经济，对菌种的选择性少，水质也不会改变，所以近年已广泛使用这种方法，例如船 上的饮用水就常使用这种消毒法。

8、逆渗透法

    逆渗透法可以有效的清除 溶解于水中的无机物，有机物，细菌，热原及其它颗粒等，是饮用水处理中最重要的一环。要了解“逆渗透”原理之前，要先解释“渗透(osmosis)”的观 念。所谓渗透是指以半透膜隔开两种不同浓度的溶液，其中溶质不能透过半透膜，则浓度较低的一方水分子会通过半透膜到达浓度较高的另一方，直到两侧的浓度相 等为止。在还没达到平衡之前，可以在浓度较高的一方逐渐施加压力，则前述的水分子移动状态会暂时停止，此时所需的压力叫作“渗透压 (osmoticpressure)”，如果施加的力量大于渗透压时，则水份的移动会反方向而行，也就是从高浓度的一方流向低浓度的一方，这种现象就叫作 “逆渗透”。逆渗透的纯化效果可以达到离子的层面，对于单价离子(monovalentions)的排除率(rejectionrate)可达 90%-98%，而双价离子(divalentions)可达95%-99%左右(可以防止分子量大于200的物质通过)。

    如果 逆渗透前没有作好前置处理则渗透膜上容易有污物堆积，例如钙、镁、铁等离子，造成逆渗透功能的下降;有些膜容易被氯与氯氨所破坏，因此在逆渗透膜之前要有 活性炭及软化器等前置处理。逆渗透膜价钱较高，因为一般逆渗透膜的孔径在0.0001微米以下，它可以排除细菌，病毒及热原甚至各种溶解性离子等，所以现 在的高品质饮用水都采用这种方式来处理。

9、臭氧灭菌法<BR>臭氧是由三个氧原子组成的，分子式为O3，臭氧很不稳定，在水中易分解成O2和活泼氧[O]，这个活泼氧是一种很强的氧化剂，它能与水中的细菌及其它微生物或有机物作用，使其失去活性。

    臭氧的性质

    气味阀值：0.01mg/l<BR>密度:氧气的150%

    在水中的半衰期:自然水中的半衰期只能持续几分钟,而在纯净水中有6-8小时,在瓶装水中有1-2天。

    臭氧同时能增加水中氧气的含量，去除如铁、镁、硫等不合适杂质，从而改善饮用水的口感。普遍适用纯净水生产。

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