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濾泥沙、膠體(ti) 懸浮物、氣體(ti) 與(yu) 部分金屬離子，但是這樣的過濾並不能十分高效的處理源水，那麽(me) 是否有更好的產(chan) 品可以作為(wei) 超純水製備的預處理呢？

　　—、矽藻土的過濾工藝

　　
　　矽藻土過濾是以矽藻土作為(wei) 過濾介質，預塗成膜後，靠膜過濾使水澄清，它是一種預塗型過濾器、故必須要有一個(ge) 預塗階段。這樣，預塗、道濾、反衝(chong) 洗是矽藻土過濾的工藝過程。過濾係統的組成見圖1。

　　
　　1、預塗先將矽藻土用自來水或矽藻上濾後水配成一定濃度的漿液。此種漿液稱為(wei) “預塗劑”。用水泵將漿液打入過濾器進行循環。循環的流速一般為(wei) 過濾時流速兩(liang) 倍左右。經過10~15min的循環，矽藻土即可在濾器內(nei) 的濾元表麵均勻地形成—層1~2mm的預塗膜。當循環漿液濁度達到所要求的濾後水質時，循環停止，轉入過濾。一般，每m2過濾麵積可預塗400~850g矽藻土。所用矽藻土的規格、品種及數量、主要取決(jue) 於(yu) 原水水質，一般說粗細兩(liang) 種規格的矽藻土搭配使用可以得到滿意的過濾效果。我們(men) 在試驗中采用寧波向陽染化廠產(chan) 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、過濾 矽藻土過濾的機理有三個(ge) 方麵：①篩分，當水流通過矽藻土濾膜時，懸浮雜質顆粒粒徑大幹矽藻土孔隙的全部被截留下來。篩分作用往往發生在濾膜表麵；②阻流，當部分較紉的雜質顆粒穿過濾膜表麵，穿入濾膜的內(nei) 部，則被濾膜內(nei) 部彎彎曲曲的微孔溝道和濾膜內(nei) 更小的孔隙所阻留而被去除；②吸附，一些比矽藻土本身內(nei) 部孔隙還小的顆粒，隨水流通過濾膜時，碰撞在矽藻土的內(nei) 部表麵上，並被相反電荷所吸引。另外，雜質顆粒之間，異電相吸，形成鏈團而吸附在過濾介質上。

　　
　　影響矽藻土過濾效果的主要固素如下：

　　
　　（1）附加劑

　　
　　為(wei) 了使濾膜（即濾餅）中始終保持一定孔隙率，延緩水頭損失增長速度，需要投加適量的矽藻土（稱為(wei) 附加劑）至原水中。影響矽藻土過濾的主要因隸是附加劑。在一定投加量範圍內(nei) ，附加劑投加量大，水頭損失增長速度減小，過濾周期延長。

　　
　　（2）濾速

　　
　　濾速也是影響矽藻土過濾的一個(ge) 很重要的因素。在過濾中可采用恒壓變速、恒壓等速和變壓變速過濾方式。在保證濾後水質和選定矽藻土規格、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矽藻土所過濾的水量，即製水成本。一般說，起始濾速過大，水頭損失增長快，過濾周期縮短。起始濾速不同的具體(ti) 過濾特性見圖3。從(cong) 固中可以看出，由於(yu) 曲線D起始濾速大（即v＝3.4m／h），過濾周期最短；曲線A（V＝2.4m／h）；曲線B（V＝1.56m／h）5曲線C的起始濾速最小（v＝1.46m／h），C曲線員平緩，即水頭損失增長員慢，使其過濾周期最長。

　　
　　在水質要求較高的情況下，如純水製備過程中的預處理，最好采用較慢的濾速，通常采用2~3m／h較合適。影響矽藻土過濾效果的因索還很多，諸如原水水質、采用矽藻土的型號、規格、預塗劑量、濾速等。但實踐證明，溫度對矽藻土過濾基本上沒有影響。

　　
　　3、反衝(chong) 洗當過濾周期結束時，需將裁留下雜質的濾餅衝(chong) 洗掉以便重新進行預塗。衝(chong) 洗的方法有四種：反向水流衝(chong) 洗；反向水流加空氣助衝(chong) ；噴射流衝(chong) 洗；空氣撞擊反衝(chong) 洗。反向水流衝(chong) 洗是員常用的易於(yu) 進行的一種衝(chong) 洗方法。一般以8一l0L／（m2.e）衝(chong) 洗強度，僅(jin) 2min即可衝(chong) 洗幹淨，衝(chong) 洗水約占過濾水量的2％左右。對於(yu) 超純水製備的預處理，反衝(chong) 可直接用原水（即自來水）。反衝(chong) 務求徹底、幹淨，否則，將嚴(yan) 重影響下一周期的過濾。

　　
　　二、矽藻土過濾的功能

　　
　　1、懸浮固體和膠體物質的去除

　　
　　直接用矽藻土過濾，即可去除水中的懸浮顆粒和很大比例的肢體(ti) 雜質。較粗等級的矽藻土可去除5um以上的雜質顆粒；較紉等級的矽藻土可去除50nm以下的顆粒。

　　
　　2、細菌的去除

　　
　　美國弗吉尼亞(ya) 州Fort Belvoir的軍(jun) 隊工程研究和發展實驗室的工作說明，使用較細等級的矽藻土過濾不但能夠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大學所做的工作指出，員粗等級的矽藻土，隻可去除大腸杆菌大於(yu) 50％（100ml進水中含有2l0—1300個(ge) 大腸杆菌），而最細等級的矽藻土可以完全去除進水中的全部大腸杆茵，甚至100m1進水中含有幾千個(ge) 大腸杆菌，也可去除。 我們(men) 在試驗中也發現，矽藻土過濾的除茵率始終保持在—個(ge) 較高的範圍內(nei) ，有時高達100％。

　　
　　3、除鐵除錳

　　
　　未經任何氧化處理的含鐵水，直接用矽藻土過濾，原水中的含鐵量可去除30％左右。若水中含有低價(jia) 鐵、鍺（如地下水），首先應經過氧化預處理，待水中的低價(jia) 鐵、錳氧化成高價(jia) 鐵、錳，再用矽藻土過濾去除。不過，與(yu) 其它除鐵方法相比，氧化不必過於(yu) 充分，這是矽藻土除鐵的優(you) 點。國外使用矽藻土過濾技術去除地下水中的鐵和錳已有三十年的曆史。

　　
　　4、其它物質的去除

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

　　
　　三、矽藻土過濾作為電滲析和離子交換預處理的特點與益處

　　
　　如前所述，預處理的主要對象是懸浮物質、膠體(ti) 、微生物、有機物等。經矽藻土過濾的最大特點是去除上述雜質顆粒的效果很好。在長海醫院製劑室的試驗表明，矽藻土過濾後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，且水質穩定，使離子交換樹脂的再生周期延長20％左右，除菌率可達90％以上。矽藻土過濾預處理對電滲析和離子交換器產(chan) 生如下有益效果：

　　
　　1、對電滲析的效果

　　
　　矽藻土過濾除濁徹底和除菌率高，既延長了離子交換膜的使用壽命又使其電阻降低，有益於(yu) 出水水質。因為(wei) ，粘附在膜麵上的懸浮物，成為(wei) 離子遷移的一層障礙後細菌又以膜為(wei) 有機養(yang) 料，在膜麵上蟹殖，均會(hui) 使膜電阻增加和水質惡化。 矽藻土過濾過程具有除鐵、除鍺的特性，可避免鐵和鍺高價(jia) 金屑離子使離子交換膜中毒。

　　
　　2、對離子交換樹脂的效果

　　
　　矽藻土過濾除濁、除茵較徹底，避免了各種雜質附著於(yu) 交換樹脂顆粒表麵而降低其交換容量及堵塞樹脂層孔隙，引起水頭損失增加，當反衝(chong) 洗不良時，上述雜質還可能深入內(nei) 部，使交換劑層結塊造成偏流，從(cong) 而惡化出水水質。矽藻土過濾除色的特點有利於(yu) 保證出水水質。一般說，含較多的泥沙為(wei) 黃色；含大量泥沙及腐殖質的水為(wei) 黃褐色；含膠體(ti) 鐵的水為(wei) 淺黃色或綠色；含藻類的水為(wei) 亮綠或棕色或暗褐色。顯色度物質會(hui) 汙染交換樹脂，堵塞樹脂層孔隙，蟹殖紉茵，惡化出水水質。矽藻土過濾除鐵、降錳的特性，更有利於(yu) 離子交換樹脂。因水中的鐵、錳離子易被樹脂吸附，且不易被低濃度再生劑取代，積累在樹脂顆粒內(nei) 部，使樹脂交換容量降低。若形成氫氧化物沉澱，會(hui) 堵塞樹脂微孔和孔隙，使水頭損失增大。總之，矽藻土過濾作為(wei) 製各超純水的預處理，使離子交換膜和交換樹脂的使用壽命增加，出水水質可得到提高。

　　
　　3、注意事項

　　
　　（1）當矽藻土過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(wei) 0.15MPa時，需停泵中斷過濾。停泵後，可馬上重新開啟，經l0~15min的循環，濾後水達到要求的水質時，再轉入正常過濾。

　　
　　（2）當一個(ge) 過濾周期結束時，矽藻土實際上並沒得到充分利用。濾餅中有矽藻土（預塗劑和附加劑）以及雜質顆粒，為(wei) 充分利用矽藻土，可用本該排放的濾餅按照（1）中的方法重新開始一個(ge) 周期；或使本該排放的濾餅倒流回預塗桶中，然後用此漿液再進行預塗，這種做法叫做矽藻土的重複使用。

　　
　　通常，重複利用的濾膜的初始水頭損失高於(yu) 清潔矽藻土預塗所形成的濾膜，且隨著重複使用次數的增加，起始水頭損失一次比一次高；而在過濾過程中，水頭損失的增長速度隨重複利用的次數，一次比一次緩慢。在保證濾後水質的前提下，原水濁度高時，重複利用的次數可為(wei) 2~3次，對於(yu) 濁度較低的原水，可重複利用6~7次甚至l0次。

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