超純水機(jī)預(yù)處理部分是由活性炭、石英砂和PP棉組成，這一套預(yù)處理可以有效的過濾泥沙、膠體懸浮物、氣體與部分金屬離子，但是這樣的過濾并不能十分高效的處理源水，那么是否有更好的產(chǎn)品可以作為超純水制備的預(yù)處理呢？

　　—、硅藻土的過濾工藝

　　
　　硅藻土過濾是以硅藻土作為過濾介質(zhì)，預(yù)涂成膜后，靠膜過濾使水澄清，它是一種預(yù)涂型過濾器、故必須要有一個預(yù)涂階段。這樣，預(yù)涂、道濾、反沖洗是硅藻土過濾的工藝過程。過濾系統(tǒng)的組成見圖1。

　　
　　1、預(yù)涂先將硅藻土用自來水或硅藻上濾后水配成一定濃度的漿液。此種漿液稱為“預(yù)涂劑”。用水泵將漿液打入過濾器進(jìn)行循環(huán)。循環(huán)的流速一般為過濾時流速兩倍左右。經(jīng)過10~15min的循環(huán)，硅藻土即可在濾器內(nèi)的濾元表面均勻地形成—層1~2mm的預(yù)涂膜。當(dāng)循環(huán)漿液濁度達(dá)到所要求的濾后水質(zhì)時，循環(huán)停止，轉(zhuǎn)入過濾。一般，每m2過濾面積可預(yù)涂400~850g硅藻土。所用硅藻土的規(guī)格、品種及數(shù)量、主要取決于原水水質(zhì)，一般說粗細(xì)兩種規(guī)格的硅藻土搭配使用可以得到滿意的過濾效果。我們在試驗中采用寧波向陽染化廠產(chǎn)品#401和浙江嵊縣原土搭配，處理效果較單獨(dú)使用一種好得多。

　　
　　2、過濾 硅藻土過濾的機(jī)理有三個方面：①篩分，當(dāng)水流通過硅藻土濾膜時，懸浮雜質(zhì)顆粒粒徑大干硅藻土孔隙的全部被截留下來。篩分作用往往發(fā)生在濾膜表面；②阻流，當(dāng)部分較紉的雜質(zhì)顆粒穿過濾膜表面，穿入濾膜的內(nèi)部，則被濾膜內(nèi)部彎彎曲曲的微孔溝道和濾膜內(nèi)更小的孔隙所阻留而被去除；②吸附，一些比硅藻土本身內(nèi)部孔隙還小的顆粒，隨水流通過濾膜時，碰撞在硅藻土的內(nèi)部表面上，并被相反電荷所吸引。另外，雜質(zhì)顆粒之間，異電相吸，形成鏈團(tuán)而吸附在過濾介質(zhì)上。

　　
　　影響硅藻土過濾效果的主要固素如下：

　　
　?。?）附加劑

　　
　　為了使濾膜（即濾餅）中始終保持一定孔隙率，延緩水頭損失增長速度，需要投加適量的硅藻土（稱為附加劑）至原水中。影響硅藻土過濾的主要因隸是附加劑。在一定投加量范圍內(nèi)，附加劑投加量大，水頭損失增長速度減小，過濾周期延長。

　　
　?。?）濾速

　　
　　濾速也是影響硅藻土過濾的一個很重要的因素。在過濾中可采用恒壓變速、恒壓等速和變壓變速過濾方式。在保證濾后水質(zhì)和選定硅藻土規(guī)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硅藻土所過濾的水量，即制水成本。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過濾特性見圖3。從固中可以看出，由于曲線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?。╲＝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(zhì)要求較高的情況下，如純水制備過程中的預(yù)處理，最好采用較慢的濾速，通常采用2~3m／h較合適。影響硅藻土過濾效果的因索還很多，諸如原水水質(zhì)、采用硅藻土的型號、規(guī)格、預(yù)涂劑量、濾速等。但實踐證明，溫度對硅藻土過濾基本上沒有影響。

　　
　　3、反沖洗當(dāng)過濾周期結(jié)束時，需將裁留下雜質(zhì)的濾餅沖洗掉以便重新進(jìn)行預(yù)涂。沖洗的方法有四種：反向水流沖洗；反向水流加空氣助沖；噴射流沖洗；空氣撞擊反沖洗。反向水流沖洗是員常用的易于進(jìn)行的一種沖洗方法。一般以8一l0L／（m2.e）沖洗強(qiáng)度，僅2min即可沖洗干凈，沖洗水約占過濾水量的2％左右。對于超純水制備的預(yù)處理，反沖可直接用原水（即自來水）。反沖務(wù)求徹底、干凈，否則，將嚴(yán)重影響下一周期的過濾。

　　
　　二、硅藻土過濾的功能

　　
　　1、懸浮固體和膠體物質(zhì)的去除

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

　　
　　2、細(xì)菌的去除

　　
　　美國弗吉尼亞州Fort Belvoir的軍隊工程研究和發(fā)展實驗室的工作說明，使用較細(xì)等級的硅藻土過濾不但能夠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(xué)所做的工作指出，員粗等級的硅藻土，只可去除大腸桿菌大于50％（100ml進(jìn)水中含有2l0—1300個大腸桿菌），而最細(xì)等級的硅藻土可以完全去除進(jìn)水中的全部大腸桿茵，甚至100m1進(jìn)水中含有幾千個大腸桿菌，也可去除。 我們在試驗中也發(fā)現(xiàn)，硅藻土過濾的除茵率始終保持在—個較高的范圍內(nèi)，有時高達(dá)100％。

　　
　　3、除鐵除錳

　　
　　未經(jīng)任何氧化處理的含鐵水，直接用硅藻土過濾，原水中的含鐵量可去除30％左右。若水中含有低價鐵、鍺（如地下水），首先應(yīng)經(jīng)過氧化預(yù)處理，待水中的低價鐵、錳氧化成高價鐵、錳，再用硅藻土過濾去除。不過，與其它除鐵方法相比，氧化不必過于充分，這是硅藻土除鐵的優(yōu)點(diǎn)。國外使用硅藻土過濾技術(shù)去除地下水中的鐵和錳已有三十年的歷史。

　　
　　4、其它物質(zhì)的去除

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

　　
　　三、硅藻土過濾作為電滲析和離子交換預(yù)處理的特點(diǎn)與益處

　　
　　如前所述，預(yù)處理的主要對象是懸浮物質(zhì)、膠體、微生物、有機(jī)物等。經(jīng)硅藻土過濾的最大特點(diǎn)是去除上述雜質(zhì)顆粒的效果很好。在長海醫(yī)院制劑室的試驗表明，硅藻土過濾后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(zhì)穩(wěn)定，使離子交換樹脂的再生周期延長20％左右，除菌率可達(dá)90％以上。硅藻土過濾預(yù)處理對電滲析和離子交換器產(chǎn)生如下有益效果：

　　
　　1、對電滲析的效果

　　
　　硅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，有益于出水水質(zhì)。因為，粘附在膜面上的懸浮物，成為離子遷移的一層障礙后細(xì)菌又以膜為有機(jī)養(yǎng)料，在膜面上蟹殖，均會使膜電阻增加和水質(zhì)惡化。 硅藻土過濾過程具有除鐵、除鍺的特性，可避免鐵和鍺高價金屑離子使離子交換膜中毒。

　　
　　2、對離子交換樹脂的效果

　　
　　硅藻土過濾除濁、除茵較徹底，避免了各種雜質(zhì)附著于交換樹脂顆粒表面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(dāng)反沖洗不良時，上述雜質(zhì)還可能深入內(nèi)部，使交換劑層結(jié)塊造成偏流，從而惡化出水水質(zhì)。硅藻土過濾除色的特點(diǎn)有利于保證出水水質(zhì)。一般說，含較多的泥沙為黃色；含大量泥沙及腐殖質(zhì)的水為黃褐色；含膠體鐵的水為淺黃色或綠色；含藻類的水為亮綠或棕色或暗褐色。顯色度物質(zhì)會污染交換樹脂，堵塞樹脂層孔隙，蟹殖紉茵，惡化出水水質(zhì)。硅藻土過濾除鐵、降錳的特性，更有利于離子交換樹脂。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(nèi)部，使樹脂交換容量降低。若形成氫氧化物沉淀，會堵塞樹脂微孔和孔隙，使水頭損失增大?？傊?，硅藻土過濾作為制各超純水的預(yù)處理，使離子交換膜和交換樹脂的使用壽命增加，出水水質(zhì)可得到提高。

　　
　　3、注意事項

　　
　?。?）當(dāng)硅藻土過濾器的水頭損失達(dá)到期終允許值（一般期終允許水頭損失值為0.15MPa時，需停泵中斷過濾。停泵后，可馬上重新開啟，經(jīng)l0~15min的循環(huán)，濾后水達(dá)到要求的水質(zhì)時，再轉(zhuǎn)入正常過濾。

　　
　?。?）當(dāng)一個過濾周期結(jié)束時，硅藻土實際上并沒得到充分利用。濾餅中有硅藻土（預(yù)涂劑和附加劑）以及雜質(zhì)顆粒，為充分利用硅藻土，可用本該排放的濾餅按照（1）中的方法重新開始一個周期；或使本該排放的濾餅倒流回預(yù)涂桶中，然后用此漿液再進(jìn)行預(yù)涂，這種做法叫做硅藻土的重復(fù)使用。

　　
　　通常，重復(fù)利用的濾膜的初始水頭損失高于清潔硅藻土預(yù)涂所形成的濾膜，且隨著重復(fù)使用次數(shù)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復(fù)利用的次數(shù)，一次比一次緩慢。在保證濾后水質(zhì)的前提下，原水濁度高時，重復(fù)利用的次數(shù)可為2~3次，對于濁度較低的原水，可重復(fù)利用6~7次甚至l0次。

推薦閱讀：超純水機(jī)中前置預(yù)處理作用