水處理的方式包括物理處理和化學(xué)處理。

人類進(jìn)行水處理的方式已經(jīng)有相當(dāng)多年歷史，物理方法包括利用各種孔徑大小不同的濾材，利用吸附或阻隔方式，將水中的雜質(zhì)排除在外，吸附方式中較重要者為以活性炭進(jìn)行吸附，阻隔方法則是將水通過濾材，讓體積較大的雜質(zhì)無法通過，進(jìn)而獲得較為干凈的水。另外，物理方法也包括沉淀法，就是讓比重較小的雜質(zhì)浮于水面撈出，或是比重較大的雜質(zhì)沉淀于下，進(jìn)而取得。化學(xué)方法則是利用各種化學(xué)藥品將水中雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為對人體傷害較小的物質(zhì)，或是將雜質(zhì)集中，歷史最久的化學(xué)處理方法應(yīng)該可以算是用明礬加入水中，水中雜質(zhì)集合后，體積變大，便可用過濾法，將雜質(zhì)去除。

隨著人類生活不斷提高水體富營養(yǎng)化氨氮、磷等營養(yǎng)鹽問題和國家環(huán)保局對污水排放標(biāo)準(zhǔn)一步步提高，沿用了許多年傳統(tǒng)的“一級處理”及“二級處理”水處理工藝技術(shù)和設(shè)備，已經(jīng)難以適應(yīng)當(dāng)今的高濁度和高濃度污水的處理要求，而且處理工藝流程長，系統(tǒng)龐大，而且還散發(fā)大量臭氣。運(yùn)營者要想達(dá)到最新排放標(biāo)準(zhǔn)，需要從新再投入高額的資金擴(kuò)建原有污水處理系統(tǒng)，加大占地面積使用和高額的污水處理設(shè)備及高額后期維護(hù)費(fèi)用，然而,傳統(tǒng)的污水深度處理再生回用技術(shù)系統(tǒng)(如活性炭過濾、微孔過濾、滲透膜凈化等技術(shù)系統(tǒng))投資高、后期維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用高，太多的運(yùn)營者難以承受。

簡單講，“水處理”就是通過物理、化學(xué)、生物的手段，去除水中一些對生產(chǎn)、生活不需要的有害物質(zhì)的過程。是為了適用于特定的用途而對水進(jìn)行的沉降、過濾、混凝、絮凝，以及緩蝕、阻垢等水質(zhì)調(diào)理的過程。由于社會生產(chǎn)、生活與水密切相關(guān)。因此，水處理領(lǐng)域涉及的應(yīng)用范圍十分廣泛，構(gòu)成了一個龐大的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。

水處理包括：污水處理和飲用水處理兩種，有些地方還把污水處理再分為兩種，即污水處理和中水回用兩種。經(jīng)常用到的水處理藥劑有：聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵、堿式氯化鋁，聚丙烯酰胺，活性炭及各種濾料等。

水處理的效果可以通過水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)衡量。

為達(dá)到成品水（生活用水、生產(chǎn)用水或可排放廢水）的水質(zhì)要求而對原料水（原水）的加工過程。

加工原水為生活或工業(yè)的用水時，稱為給水處理；

加工廢水時，則稱廢水處理。廢水處理的目的是為廢水的排放（排入水體或土地）或再次使用（見廢水處置、廢水再用）。

在循環(huán)用水系統(tǒng)以及水的再生處理中，原水是廢水，成品水是用水，加工過程兼具給水處理和廢水處理的性質(zhì)。水處理還包括對處理過程中所產(chǎn)生的廢水和污泥的處理及最終處置（見污泥處理和處置），有時還有廢氣的處理和排放問題。水的處理方法可以概括為三種方式：①最常用的是通過去除原水中部分或全部雜質(zhì)來獲得所需要的水質(zhì)；②通過在原水中添加新的成分，通過物理或化學(xué)反應(yīng)后來獲得所需要的水質(zhì)；③對原水的加工不涉及去除雜質(zhì)或添加新成分的問題。

水中雜質(zhì)包括挾帶的粗大物質(zhì)、懸浮物、膠體和溶解物。粗大的物質(zhì)如河中漂浮的水草、垃圾、大型水生物、廢水中的砂礫以及大塊污物等。給水工程中，粗大雜質(zhì)由取水構(gòu)筑物的設(shè)施去除，不列入水處理的范圍。

廢水處理中，去除粗大的雜質(zhì)一般屬于水的預(yù)處理部分。懸浮物和膠體包括泥沙、藻類、細(xì)菌、病毒以及水中原有的和在水處理過程中所產(chǎn)生的不溶解物質(zhì)等。溶解物有無機(jī)鹽類、有機(jī)化合物和氣體。去除水中雜質(zhì)的處理方法很多，主要方法的適用范圍可以大致按雜質(zhì)的粒度來劃分。由于原水所含的雜質(zhì)和成品水可允許的雜質(zhì)在種類和濃度上差別很大，水處理過程差別也很大。

就生活用水（或城鎮(zhèn)公共給水）而論，取自高質(zhì)量水源（井水或防護(hù)良好的給水專用水庫）的原水，只需消毒即為成品水；取自一般河流或湖泊的原水，先要去除泥沙等致濁雜質(zhì)，然后消毒；污染較嚴(yán)重的原水，還需去除有機(jī)物等污染物；含有鐵、錳的原水（例如某些井水），需要去除鐵、錳。生活用水可以滿足一般工業(yè)用水的水質(zhì)要求，但工業(yè)用水有時需要進(jìn)一步的加工，如進(jìn)行軟化、除鹽等。

當(dāng)廢水的排放或再用的水質(zhì)要求較低時，只需用篩除和沉淀等方法去除粗大雜質(zhì)和懸浮物（常稱一級處理）；當(dāng)要求去除有機(jī)物時，一般在一級處理后采用生物處理法（常稱二級處理）和消毒；對經(jīng)過生物處理后的廢水，所進(jìn)行的處理過程統(tǒng)稱三級處理或深度處理，如當(dāng)廢水排入的水體需要防止富營養(yǎng)化所進(jìn)行的去除氮、磷過程即屬于三級處理（見水的物理化學(xué)處理法）。當(dāng)廢水作為水源時，成品水水質(zhì)要求以及相應(yīng)的加工流程隨其用途而定。理論上，現(xiàn)代的水處理技術(shù)，可以從任何劣質(zhì)水制取任何高質(zhì)量的成品水。

采用合理的水處理工藝，配合水的深度處理，處理水可達(dá)到GB5084-1992、CECS61-94中水回收用水標(biāo)準(zhǔn)等，可以長時間循環(huán)使用，節(jié)約大量水資源。

水處理（water treatment ）對水源水或不符合用水水質(zhì)要求的水，采用物理、化學(xué)、生物等方法改善水質(zhì)的過程。

常用的污水處理技術(shù)有生物化學(xué)法，如活化污泥法（Activated Sludge Process），生物結(jié)層法（Fixed Biofilm Processes），混合生物法（Combined Biological Processes）等；物理化學(xué)法，如粒質(zhì)過濾法(Granular Media Filtration)，活化炭吸附法（Activated Carbon Adsorption），化學(xué)沉淀法（Chemical Precipitation），膜濾/析法（Membrane Processes）等；自然處理法，如穩(wěn)定塘法（Stabilization Ponds），氧化溝法 (Aerated or Facultative Lagoons），人工濕地法（Constructed Wetlands），化學(xué)色可賽思樹脂處理法.

納濾膜又稱為超低壓反滲透膜，日本學(xué)者大谷敏郎曾對納濾膜的分離原理進(jìn)行了具體的定義：操作壓力≤1.50mPa，截留分子量200～1000，NaCl的截留率≤90%的膜可以認(rèn)為是納濾膜。納濾膜分離技術(shù)已經(jīng)從反滲透技術(shù)中分離出來，成為介于超濾和反滲透技術(shù)之間的獨(dú)立的分離技術(shù)，己經(jīng)廣泛應(yīng)用于海水淡化、超純水制造、食品工業(yè)、環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域，成為水處理技術(shù)中的一個重要的分支。

溶解、擴(kuò)散原理：滲透物溶解在膜中，并沿著它的推動力梯度擴(kuò)散傳遞，在納濾膜的表面形成物相之間的化學(xué)平衡，傳遞的形式是：能量=濃度o淌度o推動力，使得一種物質(zhì)通過膜的時候必須克服滲透壓力。

電效應(yīng)：納濾膜與電解質(zhì)離子間形成靜電作用，電解質(zhì)鹽離子的電荷強(qiáng)度不同，造成膜對離子的截留率有差異，在含有不同價態(tài)離子的多元體系中，由于道南（DONNAN）效應(yīng)，使得膜對不同離子的選擇性不一樣，不同的離子通過膜的比例也不相同。

納濾過程之所以具有離子選擇性，是由于在納濾膜上或者膜中有負(fù)的帶電基團(tuán)，它們通過靜電互相作用，阻礙多價離子的滲透。納濾膜可能的荷電密度為0.5～2meq/g。

納濾膜介于RO與UF膜之間，對NaCL的脫除率在90%以下，反滲透膜幾乎對所有的溶質(zhì)都有很高的脫除率，但納濾膜只對特定的溶質(zhì)具有高脫除率；

納濾膜主要去除直徑為1個納米（nm）左右的溶質(zhì)粒子，截留分子量為100～1000，在飲用水領(lǐng)域主要用于脫除三鹵甲烷中間體、異味、色度、農(nóng)藥、合成洗滌劑，可溶性有機(jī)物，Ca、Mg等硬度成分及蒸發(fā)殘留物質(zhì)。

采用合理的水處理工藝，配合水的深度處理，處理水可達(dá)到GB5084-1992、CECS61-94中水回收用水標(biāo)準(zhǔn)等，可以長時間循環(huán)使用，節(jié)約大量水資源。

水處理（water treatment ）對水源水或不符合用水水質(zhì)要求的水，采用物理、化學(xué)、生物等方法改善水質(zhì)的過程。

污水處理一般來說包含以下三級處理：一級處理是它通過機(jī)械處理，如格柵、沉淀或氣浮，去除污水中所含的石塊、砂石和脂肪、鐵離子、錳離子、油脂等。二級處理是生物處理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和轉(zhuǎn)化為污泥。三級處理是污水的深度處理，它包括營養(yǎng)物的去除和通過加氯、紫外輻射或臭氧技術(shù)對污水進(jìn)行消毒。可能根據(jù)處理的目標(biāo)和水質(zhì)的不同，有的污水處理過程并不是包含上述所有過程。

純凈水處理工藝，視原水水質(zhì)而定。

砂濾--活性炭過濾器--軟化（可有可無）--保安過濾器--反滲透--紫外消毒--產(chǎn)水

如果是一般的地表水，在進(jìn)入上述流程之前要?dú)⒕⑻砑有跄齽?/p>

如果是井水，在砂濾后要加除鐵錳過濾器。

水進(jìn)行循環(huán)凈化。

石英砂過濾是去除水中懸浮物最有效手段之一，是污水深度處理、污水回用和給水處理中重要的單元。其作用是將水中已經(jīng)絮凝的污染物進(jìn)一步去除，它通過濾料的截留、沉降和吸附作用，達(dá)到凈水的目的。

1．用于要求出水濁度≤5mg/L能符合飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)用水、生活用水及市政給水系統(tǒng)；

2．工業(yè)污水中的懸浮物、固體物的去除；

3．可用作離子交換法軟化、除鹽系統(tǒng)中的預(yù)處理設(shè)備，對水質(zhì)要求不高的工業(yè)給水的粗過濾設(shè)備；

以及用在游泳池循環(huán)處理系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水凈化系統(tǒng)等。

該技術(shù)是在不通電的情況下，利用微電解設(shè)備中填充的微電解填料產(chǎn)生“原電池”效應(yīng)對廢水進(jìn)行處理。當(dāng)通水后，在設(shè)備內(nèi)會形成無數(shù)的電位差達(dá)1.2V 的“原電池”。“原電池”以廢水做電解質(zhì)，通過放電形成電流對廢水進(jìn)行電解氧化和還原處理，以達(dá)到降解有機(jī)污染物的目的。在處理過程中產(chǎn)生的新生態(tài)[.O H] 、[H] 、[O]、Fe2+ 、Fe3+等能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，比如能破壞有色廢水中的有色物質(zhì)的發(fā)色基團(tuán)或助色基團(tuán)，甚至斷鏈，達(dá)到降解脫色的作用；生成的Fe2+ 進(jìn)一步氧化成Fe3 +，它們的水合物具有較強(qiáng)的吸附- 絮凝活性，特別是在加堿調(diào)pH 值后生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑，它們的絮凝能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般藥劑水解得到的氫氧化鐵膠體，能大量絮凝水體中分散的微小顆粒、金屬粒子及有機(jī)大分子。該工藝具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、處理時間短、操作維護(hù)方便、電力消耗低等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水的預(yù)處理和深度處理中。應(yīng)用廢水種類：染料廢水、焦化廢水、醫(yī)藥廢水、農(nóng)藥廢水、樹脂廢水、助劑廢水、制革廢水、電鍍廢水、造紙廢水、淀粉廢水、大蒜廢水、垃圾滲濾液等工業(yè)類廢水。

陽極：Fe - 2e →Fe2+ E（Fe / Fe2+）=0.44V

陰極：2H﹢ + 2e →H2 E(H﹢/ H2)=0.00V

當(dāng)有氧存在時，陰極反應(yīng)如下：

O2 + 4H﹢ + 4e → 2H2O E (O2)=1.23V

O2 + 2H2O + 4e → 4OH﹣ E（O2/OH﹣）=0.41V

它由多元金屬合金融合催化劑并采用高溫微孔活化技術(shù)生產(chǎn)而成，屬新型投加式無板結(jié)微電解填料。作用于電鍍廢水，可高效去除COD、降低色度、提高可生化性，處理效果穩(wěn)定持久，同時可避免運(yùn)行過程中的填料鈍化、板結(jié)等現(xiàn)象。本填料是微電解反應(yīng)持續(xù)作用的重要保證，為當(dāng)前電鍍廢水的處理帶來了新的生機(jī)。

機(jī)械（一級）處理工段包括格柵、沉砂池、初沉池等構(gòu)筑物，以去除粗大顆粒和懸浮物為目的，處理的方法有兩種，一般通過物理法實(shí)現(xiàn)固液分離，將污染物從污水中分離，這是普遍采用的污水處理方式。機(jī)械（一級）處理是所有污水處理工藝流程必備工程（盡管有時有些工藝流程省去初沉池），城市污水一級處理BOD5和SS的典型去除率分別為25%和50%。在生物除磷脫氮型污水處理廠，一般不推薦曝氣沉砂池，以避免快速降解有機(jī)物的去除；在原污水水質(zhì)特性不利于除磷脫氮的情況下，初沉的設(shè)置與否以及設(shè)置方式需要根據(jù)水質(zhì)特注的后續(xù)工藝加以仔細(xì)分析和考慮，以保證和改善除磷除脫氮等后續(xù)工藝的進(jìn)水水質(zhì)。另一種方法是應(yīng)用化學(xué)處理，應(yīng)用絮凝劑將用害的金屬絮凝沉淀。

污水生化處理屬于二級處理，以去除不可沉懸浮物和溶解性可生物降解有機(jī)物為主要目的，其工藝構(gòu)成多種多樣，可分成活性污泥法、AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化溝法、穩(wěn)定塘法、土地處理法等多種處理方法。日前大多數(shù)城市污水處理廠都采用活性污泥法。生物處理的原理是通過生物作用，尤其是微生物的作用，完成有機(jī)物的分解和生物體的合成，將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變成無害的氣體產(chǎn)物（CO2）、液體產(chǎn)物（水）以及富含有機(jī)物的固體產(chǎn)物（微生物群體或稱生物污泥）；多余的生物污泥在沉淀池中經(jīng)沉淀池固液分離，從凈化后的污水中除去。

在污水生化處理過程中，影響微生物活性的因素可分為基質(zhì)類和環(huán)境類兩大類：

基質(zhì)類包括營養(yǎng)物質(zhì)，如以碳元素為主的有機(jī)化合物即碳源物質(zhì)、氮源、磷源等營養(yǎng)物質(zhì)、以及鐵、鋅、錳等微量元素；另外，還包括一些有毒有害化學(xué)物質(zhì)如酚類、苯類等化合物、也包括一些重金屬離子如銅、鎘、鉛離子等。

(1）溫度。溫度對微生物的影響是很廣泛的，盡管在高溫環(huán)境（50℃～70℃）和低溫環(huán)境（-5～0℃）中也活躍著某些類的細(xì)菌，但污水處理中絕大部分微生物最適宜生長的溫度范圍是20-30℃。在適宜的溫度范圍內(nèi)，微生物的生理活動旺盛，其活性隨溫度的增高而增強(qiáng)，處理效果也越好。超出此范圍，微生物的活性變差，生物反應(yīng)過程就會受影響。一般的，控制反應(yīng)進(jìn)程的最高和最低限值分別為35℃和10℃。

（2）菌膠團(tuán)解體，處理效果急劇惡化。

（3）溶解氧。對好氧生物反應(yīng)來說，保持混合液中一定濃度的溶解氧至關(guān)重要。當(dāng)環(huán)境中的溶解氧高于0.3mg/l時，兼性菌和好氧菌都進(jìn)行好氧呼吸；當(dāng)溶解氧低于0.2-0.3mg/l接近于零時，兼性菌則轉(zhuǎn)入?yún)捬鹾粑^大部分好氧菌基本停止呼吸，而有部分好氧菌（多數(shù)為絲狀菌）還可能生長良好，在系統(tǒng)中占據(jù)優(yōu)勢后常導(dǎo)致污泥膨脹。一般的，曝氣池出口處的溶解氧以保持2mg/l左右為宜，過高則增加能耗，經(jīng)濟(jì)上不合算。

在所有影響因素中，基質(zhì)類因素和PH值決定于進(jìn)水水質(zhì)，對這些因素的控制，主要靠日常的監(jiān)測和有關(guān)條例、法規(guī)的嚴(yán)格執(zhí)行。對一般城市污水而言，這些因素大都不會構(gòu)成太大的影響，各參數(shù)基本能維持在適當(dāng)范圍內(nèi)。溫度的變化與氣候有關(guān)，對于萬噸級的城市污水處理廠，特別是采用活性污泥工藝時，對溫度的控制難以實(shí)施，在經(jīng)濟(jì)上和工程上都不是十分可行的。因此，一般是通過設(shè)計參數(shù)的適當(dāng)選取來滿足不同溫度變化的處理要求，以達(dá)到處理目標(biāo)。因此，工藝控制的主要目標(biāo)就落在活性污泥本身以及可通過調(diào)控手段來改變的環(huán)境因素上，控制的主要任務(wù)就是采取合適的措施，克服外界因素對活性污泥系統(tǒng)的影響，使其能持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)揮作用。

實(shí)現(xiàn)對生物反應(yīng)系統(tǒng)的過程控制關(guān)鍵在于控制對象或控制參數(shù)的選取，而這又與處理工藝或處理目標(biāo)密切相關(guān)。

前已述及溶解氧是生物反應(yīng)類型和過程中一個非常重要的指示參數(shù)，它能直觀且比較迅速地反映出整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，運(yùn)行管理方便，儀器、儀表的安裝及維護(hù)也較簡單，這也是近十年中國新建的污水處理廠基本都實(shí)現(xiàn)了溶解氧現(xiàn)場和在線監(jiān)測的原因。

三級處理是對水的深度處理，它將經(jīng)過二級處理的水進(jìn)行脫氮、脫磷處理，用活性炭吸附法或反滲透法等去除水中的剩余污染物，并用臭氧或氯消毒殺滅細(xì)菌和病毒，然后將處理水送入中水道，作為沖洗廁所、噴灑街道、澆灌綠化帶、工業(yè)用水、防火等水源。

由此可見，污水處理工藝的作用僅僅是通過生物降解轉(zhuǎn)化作用和固液分離，在使污水得到凈化的同時將污染物富集到污泥中，包括一級處理工段產(chǎn)生的初沉污泥、二級處理工段產(chǎn)生的剩余活性污泥以及三級處理產(chǎn)生的化學(xué)污泥。由于這些污泥含有大量的有機(jī)物和病原體，而且極易腐敗發(fā)臭，很容易造成二次污染，消除污染的任務(wù)尚未完成。污泥必須經(jīng)過一定的減容、減量和穩(wěn)定化無害化處理井妥善處置。污泥處理處置的成功與否對污水廠有重要的影響，必須重視。如果污泥不進(jìn)行處理，污泥將不得不隨處理后的出水排放，污水廠的凈化效果也就會被抵消掉。所以在實(shí)際的應(yīng)用過程中，污水處理過程中的污泥處理也是相當(dāng)關(guān)鍵的。

常用的水處理方法有：

（一）沉淀物過濾法

（二）硬水軟化法

（三）活性炭吸附法

（四）去離子法

（五）逆滲透法

（六）超過濾法

（七）蒸餾法

（八）紫外線消毒法

（九）生物化學(xué)法。

(十) 混合離子交換法

GB18918-2002是《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，而GB8978-1996是《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，兩者是不同的概念，兩者都有各自的針對對象，兩者是不可以混用的。

《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》最新的標(biāo)準(zhǔn)國家還沒有出臺，國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)用的還是GB8978-1996。

納米晶技術(shù)是派斯軟水機(jī)獨(dú)有的水軟化技術(shù)，根據(jù)中立的實(shí)驗(yàn)室檢測，除垢率達(dá)99.6%，達(dá)到完美的軟化水的效果，比以前所知的任何一種類型的軟水機(jī)效果都要優(yōu)異。同時也是在無化學(xué)添加成分的情況下，被證明非常有效的軟水機(jī)。 納米晶的技術(shù)原理是TAC（Template Assisted Crys-tallization）技術(shù)，即離子晶體化，利用納米晶聚合球體表面晶核產(chǎn)生的高能量把水中的鈣、鎂、碳酸氫根等離子打包成納米級的晶體，當(dāng)這種晶體長到2納米左右時自動脫落到水中，水中沒有了鈣、鎂、碳酸氫根離子也就不會在有水垢產(chǎn)生。

沉淀物過濾法的目的是將水源內(nèi)之懸浮顆粒物質(zhì)或膠體物質(zhì)清除乾凈。這些顆粒物質(zhì)如果沒有清除，會對透析用水其它精密的過濾膜造成破壞或甚至水路的阻塞。這是最古老且最簡單的凈水法，所以這個步驟常用在水純化的初步處理，或有必要時，在管路中也會多加入幾個濾器（filter）以清除體積較大的雜質(zhì)。濾過懸浮的顆粒物質(zhì)所使用的濾器種類很多，例如網(wǎng)狀濾器，沙狀濾器（如石英沙等）或膜狀濾器等。只要顆粒大小大於這些孔洞之大小，就會被阻擋下來。對於溶解于水中的離子，就無法阻攔下來。如果濾器太久沒有更換或清洗，堆積在濾器上的顆粒物質(zhì)會愈來愈多，則水流量及水壓會逐漸減少。人們就是利用入水壓與出水壓差來判斷濾器被阻塞的程度。因此濾器要定時逆沖以排除堆積其上的雜質(zhì)，同時也要在固定時間內(nèi)更換濾器。

沉淀物過濾法還有一個問題值得注意，因?yàn)轭w粒物質(zhì)不斷被阻攔而堆積下來，這些物質(zhì) 面或許有細(xì)菌在此繁殖，并釋放毒性物質(zhì)通過濾器，造成熱原反應(yīng)，所以要經(jīng)常更換濾器，原則上進(jìn)水與出水的壓力落差升高達(dá)到原先的五倍時，就需要換掉濾器。

硬水的軟化需使用離子交換法，它的目的是利用陽離子交換樹脂以鈉離子來交換硬水中的鈣與鎂離子，以此來降低水源內(nèi)之鈣鎂離子的濃度。其軟化的反應(yīng)式如下：

Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1

Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1

式中的EX表示離子交換樹脂，這些離子交換樹脂結(jié)合了Ca2+及Mg2+之後，將原本含在其內(nèi)的Na+離子釋放出來。

樹脂基質(zhì)（resin matrix）內(nèi)藏氯化鈉，在硬水軟化的過程中，鈉離子會逐漸被使用耗盡，則交換樹脂的軟化效果也會逐漸降低，這時需要作還原（regeneration）的工作，也就是每隔固定時間加入特定濃度的鹽水，一般是10%，其反應(yīng)方式如下：

Ca-EX2+2Na+　（濃鹽水）→　2Na-EX+Ca2+

Mg-EX2+2Na+　（濃鹽水）→　2Na-EX+Mg2+

如果水處理的過程中沒有陽離子的軟化，不只是逆滲透膜上會有鈣鎂體的沉積以致降低功效甚至破壞逆滲透膜，同時病人也容易得到硬水癥候群。硬水軟化器也會引起細(xì)菌繁殖的問題，所以設(shè)備上需要有逆沖的功能，一段時間後就要逆沖一次以防止太多雜質(zhì)吸附其上。另一個值得注意問題的是高血鈉癥，因?yàn)橥肝鲇盟能浕c再還原過程是*計時器來控制，正常情況還原作用大多發(fā)生在半夜，這是*閥門在控制，如果發(fā)生故障，大量鹽水就會涌進(jìn)水源，進(jìn)而造成病人的高血鈉癥。全自動鈉離子交換器采用離子交換原理，去除水中的鈣、鎂等結(jié)垢離子。當(dāng)含有硬度離子的原水通過交換器內(nèi)樹脂層時，水中的鈣、鎂離子便與樹脂吸附的 鈉離子發(fā)生置換，樹脂吸附了鈣、鎂離子而鈉離子進(jìn)入水中，這樣從交換器內(nèi)流出的水就是去掉了硬度的軟化水。

去離子法的目的是將溶解於水中的無機(jī)離子排除，與硬水軟化器一樣，也是利用離子交換樹脂的原理。在這 使用兩種樹脂-陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂。陽離子交換樹脂利用氫離子（H+）來交換陽離子；而陰離子交換樹脂則利用氫氧根離子（OH-）來交換陰離子，氫離子與氫氧根離子互相結(jié)合成中性水，其反應(yīng)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表陽離子，x表電價數(shù)，M+x陽離子與陽離子樹脂上H-Re的氫離子交換，A-z則表陰離子，z表電價數(shù)，A-z與陰離子交換樹脂結(jié)合後，釋放出OH-離子。H+離子與OH-離子結(jié)合後即成中性的水。

這些樹脂之吸附能力耗盡之後也需要再還原，陽離子交換樹脂需要強(qiáng)酸來還原；相反的，陰離子則需要強(qiáng)堿來還原。陽離子交換樹脂對各種陽離子的吸附力有所差異，它們的強(qiáng)弱程度及相對關(guān)系如下：

Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Ni2+>Cd2+>CU2+>Co2+>Zn2+>Mg2+>Ag1+>Cs1+>K1+>NH41+>Na1+>H1+

陰離子交換樹脂與各陰離子的親合力強(qiáng)度如下：

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

如果陰離子交換樹脂消耗殆盡而沒有還原，則吸附力最弱的氟就會逐漸出現(xiàn)在透析用水中，造成軟骨病，骨質(zhì)疏松癥及其它骨病變；如果陽離子交換樹脂消耗盡了，氫離子也會出現(xiàn)在透析用水之中，造成水質(zhì)酸性的增加，所以去離子功能是否有效，需要時常監(jiān)視。一般是*水質(zhì)的電阻系數(shù)（resistivity）或傳導(dǎo)度（conductivity）來判斷。去離子法所使用的離子交換樹脂同樣也會造成細(xì)菌的繁殖引起菌血癥，這是值得注意的一點(diǎn)。

反滲透法可以有效的清除溶解於水中的無機(jī)物，有機(jī)物，細(xì)菌，熱原及其它顆粒等，是透析用水之處理中最重要的一環(huán)。要了解"反滲透"原理之前，要先解釋"滲透（osmosis）的觀念。所謂滲透是指以半透膜隔開兩種不同濃度的溶液，其中溶質(zhì)不能透過半透膜，則濃度較低的一方水分子會通過半透膜到達(dá)濃度較高的另一方，直到兩側(cè)的濃度相等為止。在還沒達(dá)到平衡之前，可以在濃度較高的一方逐漸施加壓力，則前述之水分子移動狀態(tài)會暫時停止，此時所需的壓力叫作 "滲透壓 (osmotic pressure)"，如果施加的力量大於滲透壓時，則水份的移動會反方向而行，也就是從高濃度的一側(cè)流向低濃度的一側(cè)，這種現(xiàn)象就叫作"反滲透"。反滲透的純化效果可以達(dá)到離子的層面，對於單價離子（monovalent　ions）的排除率（rejection　rate）可達(dá)90%-98%，而雙價離子（divalent ions）可達(dá)95%-99%左右（可以防止分子量大於200道爾敦的物質(zhì)通過）。

反滲透水處理常用的半透膜材質(zhì)有纖維質(zhì)膜（cellulosic），芳香族聚醞胺類（aromatic polyamides），polyimide或polyfuranes等，至於它的結(jié)構(gòu)形狀有螺旋型（spiral wound），空心纖維型（hollow fiber）及管狀型（tubular）等。至於這些材質(zhì)中纖維素膜的優(yōu)點(diǎn)是耐氯性高，但在堿性的條件下（pH ≥8.0）或細(xì)菌存在的狀況下，使用壽命會縮短。polyamide的缺點(diǎn)是對氯及氯氨之耐受性差。

如果反滲透前沒有作好前置處理則滲透膜上容易有污物堆積，例如鈣，鎂，鐵等離子，造成反滲透功能的下降；有些膜（如polyamide）容易被氯與氯氨所破壞，因此在反滲透膜之前要有活性碳及軟化器等前置處理。反滲透雖然價錢較高，因?yàn)橐话惴礉B透膜的孔徑約在l0A以下，它可以排除細(xì)菌，病毒及熱原甚至各種溶解性離子等，所以在準(zhǔn)備血液透析析釋用水最好準(zhǔn)備這一道步驟。

反滲透系統(tǒng)的調(diào)試工作顯得尤為重要。我們可以從以下幾個方面來掌握：

運(yùn)行條件

運(yùn)行前準(zhǔn)備

試車運(yùn)行

分離流程

反滲透膜分離工藝設(shè)計中常見的流程有如下幾種：

①一級一段法這種方式是料液進(jìn)入膜組件后，濃縮液和產(chǎn)水被連續(xù)引出，這種方式水的回收率不高，工業(yè)應(yīng)用較少。另一種形式是一級一段循環(huán)式工藝，它是將濃水一部分返回料液槽，這樣濃溶液的濃度不斷提高，因此產(chǎn)水量大，但產(chǎn)水水質(zhì)下降。

②一級多段法當(dāng)用反滲透作為濃縮過程時，一次濃縮達(dá)不到要求時，可以采用這種多步式方式，這種方式濃縮液體體積可減少而濃度提高，產(chǎn)水量相應(yīng)加大。

③兩級一段法當(dāng)海水除鹽率要求把NaCl從35000 mg/L降至500mg/L時，則要求除鹽率高達(dá)98.6%如一級達(dá)不到時，可分為兩步進(jìn)行。即第一步先除去NaCl 90%，而第二步再從第一步出水中去除NaCl 89%，即可達(dá)到要求。如果膜的除鹽率低，而水的滲透性又高時，采用兩步法比較經(jīng)濟(jì)，同時在低壓低濃度下運(yùn)行時，可提高膜的使用壽命。

④多級反滲透流程在此流程中，將第一級濃縮液作為第二級的供料液，而第二級濃縮液再作為下一級的供料液，此時由于各級透過水都向體外直接排出，所以隨著級數(shù)增加水的回收率上升，濃縮液體體積減少濃度上升。為了保證液體的一定流速，同時控制濃差極化，膜組件數(shù)目應(yīng)逐漸減少。

超過濾法與逆滲透法類似，也是使用半透膜，但它無法控制離子的清除，因?yàn)槟ぶ讖捷^大，約10-200A之間。只能排除細(xì)菌，病毒，熱原及顆粒狀物等，對水溶性離子則無法濾過。超過濾法主要的作用是充當(dāng)逆滲透法的前置處理以防止逆滲透膜被細(xì)菌污染。它也可用在水處理的最後步驟以防止上游的水在管路中被細(xì)菌污染。一般是利用進(jìn)水壓與出水壓差來判斷超過濾膜是否有效，與活性碳類似，平時是以逆沖法來清除附著其上的雜質(zhì)。

蒸餾法是古老卻也是有效的水處理法，它可以清除任何不可揮發(fā)性的雜質(zhì)，但是無法排除可揮發(fā)性的污染物，它需要很大的儲水槽來存放，這個儲水槽與輸送管卻是造成污染的重要原因，血液透析用水不用這種方式來處理。

它的殺菌機(jī)理是破壞細(xì)菌核酸的生命遺傳物質(zhì)，使其無法繁殖，其中最重大的反應(yīng)是核酸分子內(nèi)的pyrimidine鹽基變成雙合體（dimer）。一般是使用低壓水銀放電燈（殺菌燈）的人工253.7nm波長的紫外線能量。紫外線殺菌燈的原理與日光燈相同，只是燈管內(nèi)部不涂螢光物質(zhì)，燈管的材質(zhì)是采用紫外線穿透率高的石英玻璃。一般紫外線裝置依用途分照射型，浸泡型及流水型。

在血液透析稀釋用水所使用的紫外線是安放在儲水槽到透析機(jī)器之間的管路上，也就是所有的透析用水在使用之前都要接受一次紫外線的照射，以達(dá)到徹底殺菌的效果。對紫外線的感受性最大的是綠膿菌、大腸菌；相反的，耐受性較大的則是枯草菌芽胞體。因?yàn)樽贤饩€消毒法安全，經(jīng)濟(jì)，對菌種的選擇性少，水質(zhì)也不會改變，所以已廣泛使用這種方法，例如船上的飲用水就常使用這種消毒法。水中的依哥拉菌、巴斯拉菌、沙門氏菌等等全殺光，能潛入水中心360度殺菌，功效等于水面殺菌燈的三倍。能消除水中祿藻，效果顯著，使用方便，紫外線殺菌燈適用于：各種大小漁場過濾，水處理，大小型水池，游泳場、溫泉。殺菌效率可達(dá)99%－99.99%。