原水预处理原理

• 多介质过滤原理

  • 拦截作用：原水通过多介质过滤器时，水中的大颗粒悬浮物、泥沙等杂质会被石英砂等过滤介质机械拦截，截留在过滤介质的表面和孔隙中，使水的浊度降低。

  • 沉淀作用：在重力作用下，一些密度较大的杂质会在过滤器中逐渐沉淀到底部，进一步去除水中的固体杂质。

  
  

• 活性炭吸附原理

  • 物理吸附：活性炭具有巨大的比表面积和丰富的孔隙结构，能通过分子间的范德华力，将水中的余氯、有机物、异味等吸附在其表面和孔隙内，从而净化水质。

  • 化学吸附：活性炭表面的一些活性基团还能与某些物质发生化学反应，如与余氯发生反应，将其去除，保护后续设备。

  
  

• 软化原理

  • 离子交换：软化器中的离子交换树脂含有可交换的阳离子（如钠离子），当硬水通过树脂层时，水中的钙、镁离子与树脂上的钠离子发生交换反应，钙、镁离子被吸附在树脂上，而树脂上的钠离子进入水中，从而降低水的硬度。

  
  

反渗透原理

• 渗透压与反渗透

  • 渗透压：当把相同体积的稀溶液和浓溶液分别置于半透膜两侧时，稀溶液中的溶剂（如水）会自然地通过半透膜向浓溶液一侧渗透，这种现象叫渗透。当渗透达到平衡时，浓溶液一侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一个压力差，此压力差就是渗透压。

  • 反渗透：在桶装纯净水设备中，通过高压泵给原水施加高于渗透压的压力，使原水中的水分子克服渗透压，从浓溶液（原水）一侧通过反渗透膜向稀溶液（产水）一侧流动，而水中的各种杂质，如细菌、病毒、重金属、有机物等由于无法通过反渗透膜而被截留，从而实现水与杂质的分离，得到纯净的水。

  
  

• 筛分与扩散

  • 筛分作用：反渗透膜的孔径非常小，一般在 0.1 纳米至 1 纳米之间，只允许水分子等小分子物质通过，而大于膜孔径的各种杂质则被拦截在膜的原水侧，起到筛分的作用。

  • 扩散作用：水分子在压力作用下，通过反渗透膜的孔隙时，还会发生扩散现象。水分子在膜内的扩散速度与膜的材质、结构以及压力等因素有关，在合适的条件下，水分子能够快速通过膜，而杂质的扩散速度则非常慢，从而实现了水与杂质的有效分离。

  
  

杀菌消毒原理

• 紫外线杀菌原理

  • 光能量作用：紫外线杀菌器发出的紫外线具有特定的波长范围，一般在 200-280 纳米之间，其中 254 纳米左右的紫外线杀菌效果最佳。当细菌、病毒等微生物受到紫外线照射时，紫外线的光能量会被微生物的核酸（DNA 或 RNA）吸收。

  • 破坏核酸结构：紫外线的能量会使微生物核酸中的嘧啶碱基形成二聚体，破坏核酸的双螺旋结构，干扰微生物的 DNA 复制和 RNA 转录过程，使其无法进行正常的新陈代谢和繁殖，从而达到杀菌的目的。

  
  

• 臭氧杀菌原理

  • 强氧化性：臭氧具有很强的氧化性，其氧化还原电位仅次于氟，高于氯和二氧化氯等消毒剂。当臭氧与水中的细菌、病毒等微生物接触时，能迅速与微生物细胞内的多种生物活性物质发生化学反应。

  • 破坏细胞结构：臭氧可以氧化微生物细胞内的酶、蛋白质和核酸等物质，使细胞的代谢功能和生理活性受到破坏，导致细胞破裂、死亡，从而实现杀菌消毒的效果。同时，臭氧还能分解水中的有机物，去除水中的异味和色度等。

  
  

灌装原理

• 等压灌装原理：在灌装过程中，先将纯净水桶内的空气抽出，然后向桶内充入一定压力的纯净气体（如氮气），使桶内压力与灌装机储液罐内的压力相等。在等压状态下，纯净水依靠重力作用流入桶内，实现灌装。这种灌装方式可以保证灌装速度快、灌装量准确，且不会产生泡沫和飞溅现象。

• 负压灌装原理：先将纯净水桶与灌装机的灌装头密封连接，然后通过真空泵将桶内抽成一定的负压状态。在外界大气压的作用下，储液罐中的纯净水被压入桶内，完成灌装过程。负压灌装适用于一些对灌装速度要求不高，但对灌装精度要求较高的场合，能够有效控制灌装量，避免滴漏现象。

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