水的物理性质:
纯净的水没有颜色、没有气味、没有味道的液体。在101KPa时,水的凝固点是0摄氏度,沸点是100摄氏度,4摄氏度是密度最大,为1g /cm3.水结冰时体积膨胀,所以冰的密度小于水的密度,能浮在水的上面。
水的化学性质:
1、通电产生氢气和氧气 2H2O 通电 2H2↑+ O2 ↑
2、与碱性氧化物反应生成碱 CaO + H2O == Ca(OH)2
3、与酸性氧化物反应生成酸 H2O + CO2== H2CO3
水的用途
1、水对气候具有调节作用。
2、水是所有生命体的重要组成部分。人体中水占体重的70%;水是维持生命必不可少的物质,没有水就没有生命,人每天都离不开水!
3、水上人类的日常生活必备的物质。如炊事、洗涤、沐浴、清洁等等
4、工业生产离不开水。如原料用水、产品处理用水、锅炉用水、洗涤用水、冷却用水等等。
5、水利是农业的命脉。农业生产上,需要大量的水进行灌溉。
地表面有3/4被水覆盖,但可用的淡水只占全球储水总量的2.53%,其中大部分还分布在两极冰川与雪盖、高山冰川和永久冻土层中难以利用。克利用的水只约占30.4%。加之随着现代工业的迅速发展,大量排放各种废水,使自然水系受到显著污染,水质普遍下降,可供安全使用的淡水更日显不足。节约用水、防止水体污染、保护水资源是当前重要的一项基本国策!
基本信息:中文名称 水中文别名 氧化氢; 一氧化二氢英文名称 Water英文别名 Water,purified; Water vapor; Distilled water; Diprotium oxide; Dihydrogen Monoxide; Dihydrogen oxideCAS号 7732-18-5分子式 H2O分子量 18。
01530生产方法:制备纯水的方法主要有蒸馏法和离子交换法。将自来水直接蒸馏可获得一般实验所需的蒸馏水。
对于重要的物理化学和分析化学实验,通常采用二次或三次蒸馏水,这种蒸馏最好在石英装置中进行,所得的纯水应收集在耐高温玻璃、石英或聚乙烯瓶中。 为了除去水中的有机杂质和NH 4与Cl-,最好在每升被提纯的水中加入0。
05g KMnO4,半小时后加入0。5~1g钾明矾,再过半小时后加入0。
66g Na2HPO4,静置半小时后过滤,滤液煮沸10min后再加入蒸馏瓶中进行蒸馏,除去馏出物开头和最后的馏份(各10%)。 离子交换法是制备高纯度水的更好方法。
离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂,两种树脂在装柱前分别进行预处理。阳离子交换树脂先用自来水反复漂洗除去其中的色素、水溶性杂质及其他夹杂物,直至水清无泡沫,并用纯水浸泡4h。
然后用5%的盐酸溶液浸泡树脂(以没过树脂为宜)4h,适当搅拌,将盐酸排尽后以纯水反复洗至近中性为止。阴离子交换树脂同样用水反复漂洗直至水清无泡沫,并用纯水浸泡4h。
再用5%氢氧化钠溶液浸泡4h,适当搅拌,然后将氢氧化钠溶液排尽,以纯水反复洗至近中性为止。 处理好的树脂装入准备好的有机玻璃交换柱中,交换流程按阳离子交换柱阴离子交换柱混合树脂交换柱(阳、阴离子交换树脂充分混匀)的顺序设定。
控制一定流速向交换柱中通入蒸馏水(或自来水),从混合树脂交换柱中流出纯水,当水质达到要求后即可使用。
1)离子交换法:采用特定的阳离子交换树脂,以钠离子将水中的钙镁离子置换出来,由于钠盐的溶解度很高,所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。这种方法是目前最常用的标准方式。主要优点是:效果稳定准确,工艺成熟。可以将硬度降至0。采用这种方式的软化水设备一般也叫做“离子交换器”(由于采用的多为钠离子交换树脂,所以也多称为“钠离子交换器”)。
2)膜分离法:纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子,从而从根本上降低水的硬度。这种方法的特点是:效果明显而稳定,处理后的水适用范围广;但是对进水压力有较高要求,设备投资、运行成本都较高。一般较少用于专门的软化处理。
3)石灰法:向水中加入石灰,主要是用于处理大流量的高硬水,只能将硬度降到一定的范围。
4)加药法:向水中加入专用的阻垢剂,可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性,从而使水垢不能析出、沉积。目前工业上可以使用的的阻垢剂很多。这种方法的特点是:一次性投入较少,适应性广;但水量软大时运行成本偏高,由于加入了化学物质,所以水的应用受到很大限制,一般情况下不能应用于饮用、食品加工、工业生产等方面。在民用领域中也很少应用。由于加药法只是从化学原理上阻止水垢的生成,并没有降低水的硬度,所以一般不归入软化方法中,而是称为阻垢。
5)电磁法:采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性,从而改变碳酸钙(碳酸镁)沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成。其特点是:设备投资小,安装方便,运行费用低;但是效果不够稳定性,没有统一的衡量标准,而且由于主要功能仅是影响一定范围内的水垢的物理性能,所以处理后的水的使用时间、距离都有一定局限。多用于商业(如中央空调等)循环冷却水的处理,不能应用于工业生产及锅炉补给水的处理(同时由于该种设备的机理并未得到真正的理论证实)。另外,此种方法与加药法类似也是阻止水垢的生成,而不是降低硬度,所以一般不应归入软化方式中,而是应该称为防垢或阻垢。
1、物理法:
利用物理作用来分离废水中的悬浮物或乳浊物。常见有格栅、筛滤、离心、隔油、澄清、过滤等。
2、化学法:
利用化学反应的作用来去除废水中的溶解物质或胶体物质。常见的有中和、沉淀、氧化还原、催化氧化、光催化氧化、微电解、电解絮凝、焚烧等方法。
3、物理化学法:
利用物理化学作用来去除废水中溶解物质或胶体物质。常见的有混凝、浮选、吸附、离子交换、膜分离、萃取、汽提、吹脱、蒸发、结晶、焚烧等。
4、生物处理法:
利用微生物代谢作用,使废水中的有机污染物和无机微生物营养物转化为稳定、无害的物质。常见的方法有活性污泥法、生物膜法、厌氧生物消化法、稳定塘与湿地处理等。
纯净水,指的是不含杂质的H2O。
从学术角度讲,纯水又名高纯水,是指化学纯度极高的水,其主要应用在生物、化学化工、冶金、宇航、电力等领域,但其对水质纯度要求相当高,所以一般应用最普遍的还是电子工业。例如电力系统所用的纯水,要求各杂质含量低达到“微克/升”级。在纯水的制作中,水质标准所规定的各项指标应该根据电子(微电子)元器件(或材料)的生产工艺而定(如普遍认为造成电路性能破坏的颗粒物质的尺寸为其线宽的1/5-1/10),但由于微电子技术的复杂性和影响产品质量的因素繁多,至今尚无一份由工艺试验得到的适用于某种电路生产的完整的水质标准。不过近年来电子级水标准也在不断地修订,而且高纯水分析领域的许多突破和发展,新的仪器和新分析方法的不断应用都为制水工艺的发展创造了条件。
高纯水的国家标准为:GB1146.1-89至GB1146.11-89[168],目前我国高纯水的标准将电子级水分为五个级别:Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级,该标准是参照ASTM电子级标准而制定的。
高纯水的水质标准中所规定的各项指标的主要依据有:1.微电子工艺对水质的要求;2.制水工艺的水平;3.检测技术的现状。
在高纯水的生产过程中,水中的阴、阳离子可用电渗析法、反渗透法及离子交换树脂技术等去除;水中的颗粒一般可用超过滤、膜过滤等技术去除;水中的细菌,目前国内多采用加药或紫外灯照射或臭氧杀菌的方法去除;水中的TOC则一般用活性炭、反渗透处理。在高纯水应用的领域中,水的纯度直接关系到器件的性能、可靠性、阈值电压,导致低击穿,产生缺陷,还影响材料的少子寿命,因此高纯水要求具有相当高的纯度和精度。
天然水中溶解的气体主要有O2、、CO2、SO2和少量的CH4、氡气、氯气等,在高纯水的生产过程中,还必需去除这类的气体。为了有效的去除杂质,在生产高纯水的过程中,加入了一些化学杀菌剂,如甲醛、双氧水、次氯酸钠等。这些都是为什么高纯水不能作为饮用水的原因之一。
那么什么为纯净水呢?所谓纯净水是指其水质清纯,不含任何有害物质和细菌,如有机污染物、无机盐、任何添加剂和各类杂质,有效的避免了各类病菌入侵人体,其优点是能有效安全地给人体补充水份,具有很强的溶解度,因此与人体细胞亲合力很强,有促进新陈代谢的作用。
它是采用离子交换法、反渗透法、精微过滤及其他适当的物理加工方法进行深度处理后产生的水。一般情况下纯净水在生产过程中,源水只有50%-75%被利用,也就是说,1公斤自来水或地下水大约只能生产出0.4公斤左右的纯净水,而剩下的0.6公斤左右的水不能当作饮用水,只能另作它用。
物理处理法 通过物理作用分离、回收废水中不溶解的悬浮状态污染物(包括油膜和油珠)的方法,可分为重力分离法、离心分离法和筛滤截留法等。
属于重力分离法的处理单元有沉淀、上浮(气浮)等,相应使用的处理设备是沉砂池、沉淀池、隔油池、气浮池及其附属装置等。离心分离法本身就是一种处理单元,使用的处理装置有离心分离机和水旋分离器等。
筛滤截留法有栅筛截留和过滤两种处理单元,前者使用的处理设备是格栅、筛网,而后者使用的是砂滤池和微孔滤机等。以热交换原理为基础的处理方法也属于物理处理法,其处理单元有蒸发、结晶等。
一种去除废水中有机物的方法是活性炭吸附法。活性炭处理可以与活性污泥法一同使用,在这一过程中使用粉末活性炭。
粉末活性炭可吸附那些对微生物有毒的物质,并最终同污泥一起收集。活性炭法在污水处理过程中存在的最主要的危险是失效的活性炭可能一直存在于水中。
废水物理处理有哪些方法,详情请咨询和睦环保。
目前,工业废水的处理技术主要有以下几种。
一、混凝沉淀法 混凝沉淀法是利用混凝剂对工业废水进行净化处理的一种方法。混凝剂通常有无机高分子絮凝剂、有机高分子絮凝剂和生物高分子絮凝剂3大类。
目前,在水处理方面应用最为广泛的是无机高分子絮凝剂中的聚铝盐和复合型聚铝盐。聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)是工业上应用最广泛的两种聚铝盐,其生产工艺成熟,生产原料来源广泛。
实验证明,PAC对处理石油化工废水具有高效的絮凝效果,不仅去浊率高,对原水的pH值影响小,处理后水的色度好,可作为石化污水回收处理的絮凝剂。用其处理河水除浊和除COD(化学需氧量)效果良好(除浊度低于 4mg/L、COD低于 6 mg/L )。
PAS的絮凝效果大大优于传统的硫酸铝絮凝剂,温度适用范围广泛,适合于饮用水、工业用水及绝大多数废水的絮凝处理,用其处理河水无论是除浊还是去除COD均能达到良好的处理效果。近年来,为了改善单一聚铝盐的絮凝效果,人们合成了新型的高分子复合铝盐絮凝剂,如聚合氯化铝铁(PAFC)、聚合硫酸铝铁(PAFS)、聚合硫酸氯化铝铁(PAFCS)、聚合硅(磷)酸铝(铁)等。
这些高分子复合铝盐絮凝剂广泛用来处理饮用水、工业用水、矿井废水、油田含油废水、生活用水、天然黄河水、长江原水、印染废水等。 二、吸附法 吸附法是利用吸附剂对废水进行处理。
目前工业上应用较多的吸附剂有氢氧化镁、活性纤维素碳(ACF)及新型的吸附剂-壳聚糖及其衍生物。氢氧化镁作为酸性工业废水处理剂的应用范围很广,可以用于造纸和印染废水、城市生活污水、电镀废水、含氟废水等,安全可靠,即使中和过量其PH值也不会超过9,且中和过程平缓,沉淀晶粒粗大密实,淤泥易于过滤和排放。
由于其比表面积大,吸附力强,可从各种不同的工业废水中吸附并除去对环境造成危害的Ni2+、Cd2+、Mn2+、Cr3+、Cr6+等重金属离子。氢氧化镁还可以有效地除去工业废水和生活污水中的氨和磷,降低江河等水系的富营养化,控制藻类的生长,有利于生态保护;活性纤维素碳(ACF)是一种高效的吸附材料,是天然纤维、人造纤维经炭化后得到的。
其微孔结构分布狭窄均匀,微孔的体积占总体积的90%左右,其孔径在1nm左右,它具有巨大的比表面积(2000m3/g),因而具有极强的吸附能力。它可以使水澄清、去除水中的异详情味、吸附水中的锰、铁离子效果最好,对于CN-、Cl-、F-、苯酚的去除率在98%以上,对于细菌有很好的过滤作用。
与高分子絮凝剂相比,活性纤维素碳具有极强的再生能力,因此在水处理工业中具有很广的应用前景;壳聚糖是甲壳素的主要衍生物,分子中含有活性基团-胺基和羟基,是一种很好的絮凝剂和螯合剂,对过渡金属离子有极强的鏊合作用,可除去工业废水中的铜、铬、镉、汞、锌等贵金属离子,其中对汞离子的去除率大于99。8%,对电镀废水中的重金属离子Cr3+、Ni2+、Cu2+、Zn2+的去除率均大于99%,且可回收重金属。
壳聚糖的羧甲基化衍生物对水溶性染料废水特别是水溶性很好的阴离子型染料脱色效果显著。研究表明,用羧甲基壳聚糖处理的印染废水,不仅脱色效果好,而且絮凝速度快,絮体不易破碎,优于合成高分子有机絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)和明矾。
用壳聚糖其衍生物处理食品废水或含高蛋白质废水可以回收残渣作饲料,不引起二次污染。研究表明,用其处理味精厂废水,除浊率可达99.5%, CODcr的去除率可达89.7%;用于处理大豆加工食品生产的废水,可有效絮凝回收蛋白类固体,也可将处理后的残渣加工成饲料或饵料。
另外,它还广泛用于水中有机物(如氯酚、联苯)、造纸废水的处理、城市生活污水和海水的处理,也用于处理赤潮生物及海水中的COD及固定氧化池废水中的藻类物质等。 三、生物降解法。
目前,印染和造纸废水是造成环境污染的两大主要因素。现在所用染料大多是人工合成的大分子芳香类化合物,结构复杂,难以降解,染料工业废水颜色深,用物理方法处理的染料废水色度降低程度虽大,但对COD的去除率较差,且处理费用昂贵,并易引起二次污染,而用化学合成的有机物则会使水体发生中毒,使用生物降解法不仅可以克服上述问题,同时还具有以下优点:①不需对污染物进行预处理;②对其它微生物具有抗括作用;③可以处理污染重、毒性大的污染物;④降解物具有广谱性。
白腐真菌和黄胞原毛平抱菌是两种很好的可降解含本质素印染造纸废水的菌种。 四、离子交换树脂法 离子交换树脂(IER)是一种含有活性基团的合成功能高分子材料,它是交联的高分子共聚物引入不同性质离子交换基团而成的。
离子交换树脂具有交换。选择、吸附和催化等功能,在工业废水处理中,主要用于回收重金属和贵稀有金属,净化有毒物质,除去有机废水中的酸性或碱性的有机物质如酚、酸以及胺等。
目前,在工业废水处理中使用的离子交换树脂有阴离子交换树脂、阳离子交换树脂、两性离子交换树脂,应用IER进行工业废水处理,不仅树脂可以再生,而且操作简单,工艺条件成熟且流程短,目前已为一些大型企业采用,。
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