资源描述
自然的水處理系統水循環、靜水沉澱、土壤過濾、嗜氧分解、厭氧分解硬水與軟水硬水的分類、硬水的壞處 、硬水的軟化水的淨化過濾、沉降、曝氣、煮沸、殺菌消毒、蒸餾、硬水軟化都市給水系統自然界的水依循蒸發、凝結、降水三步驟反覆循環 江河湖海及地面上的水在陽光的熱力下蒸發成水氣混在空氣中一團空氣上升到高空，因為外界壓力變小(何故？)，體積膨脹，造成溫度下降， 使得空氣中的水氣達到飽和而凝結成雲 雲(水滴或冰晶)向下降落(降水)到地面，或流入江河湖海或滲入土壤中自然界水淨化的過程是經由水的循環及微生物的活動不斷的進行 水中難溶性的氣體及揮發性的雜質被蒸散到空氣中，難溶性的固體雜質則在靜水中沉澱，或在流水中被沖到下游或海中沉澱。 細菌分解生物體時，須有氧的存在稱為嗜氧分解： 含C,H,O,N,S,P, 有機分子 CO2、H2O、NO3、SO42、HPO42、 H2PO4 若有足夠的氧供應微生物分解水中所有的有機物，就能使水保持光亮清潔。嗜氧細菌若氧的供應被切斷或供氧量不夠滿足嗜氧分解的負荷，細菌分解生物體時就從含氧的離子如(NO3-)中獲取它們所需的氧，稱為厭氧分解： 含C,H,O,N,S,P, 有機分子 CH4、NH3、NH4+、H2S、HPO42、H2PO4在缺氧的水域中，嗜氧細菌死亡，厭氧細菌興盛繁殖，水面可見到氣泡，發出惡臭(H2S、PH3的味道)，水色呈黑色且充滿黏菌。厭氧細菌暫時硬水：含有鈣、鎂的碳酸氫鹽 即CaHCO32 、MgHCO32 或 氯化物 即CaCl2、Mg Cl2 的水。永久硬水：含有鈣、鎂的硫酸鹽 即CaSO4、MgSO4 的水。軟水：不含Ca2+、Mg2+、Fe2+的水。燒開水的水壺或工廠的鍋爐的底部，會形成一層厚厚的、白色的垢。 此沈積垢(MCO3)是熱的不良導體，使鍋爐效用降低、浪費能源。M2+2HCO3-MCO3(s) +CO2(g)+H2O(g) M2+表示硬水中的Ca2+、Mg2+、Fe2+肥皂在硬水中會產生難溶性的灰白色渣，導致肥皂無法發揮其效用。M2+2NaC17H35COO2Na+M(C17H35COO)2(S)肥皂中的有機陰離子(C17H35COO-)擔負肥皂大部分洗滌任務，除去它們就會破壞肥皂的效用。 煮沸法只適用於暫時硬水，而工業上大量用水，以煮沸法除去水的硬性是昂貴且不實際的 。加洗濯蘇打(Na2CO310H2O) Ca2+ CO32- CaCO3 Mg2+ CO32- MgCO3煮沸法加洗濯蘇打石灰鈉鹼法離子交換樹酯 加入消石灰CaOH2及碳酸鈉Na2CO3 CaOH2 Ca2+2OH- 2 HCO3-+2OH-2CO32-+2H2O Ca2+ CO32- CaCO3 以上三式相加得 Ca(OH)2(s)+2HCO3-(aq)CaCO3(s)+2H2O+CO32-(aq) 消石灰提供氫氧根離子，使水中的碳酸氫根離子轉變為 碳酸根離子 碳酸鈉Na2CO3 的作用 Ca2+ CO32- CaCO3 Mg2+ CO32- MgCO3使硬水通過泡沸石(鋁矽酸鈉)利用其Na+ 來除去水中的Ca2+ 、Mg2+ 、Fe2+ M2+ +2NaZ(aq) 2Na+M(Z)2(s) (Z=泡沸石中的陰離子)當交換能力耗近時，可藉著沖入濃食鹽水於管柱內使沸石再生，則上述反應式的逆反應發生，泡沸石又可再度使用先使硬水通過陽離子交換樹酯(以 H+ 為陽離子) 再使硬水通過陰離子交換樹酯(以OH為 陰離子) 水經過離子交換樹酯後，可除去水中幾乎所有的的陽離子和陰離子。使自然水經過舖有耐綸的細網、細砂、木炭、砂礫等的水池，可除去水中的懸浮物、一些細菌、色素、惡臭沉降法加入硫酸鋁與水作用生成膠狀的氫氧化鋁，可黏著水中的懸浮物、細菌等沉降於水底。在家中可在水中加入明礬Al2(SO4)3K2SO424H2O 曝氣擴大水與空氣的接觸面積，以增加水中的溶氧量，加速分解水中的有機物質煮沸法將水煮熱到沸騰20分鐘後，可殺死一般細菌，而部分礦物質也會沉澱出來殺菌消毒氯或臭氧是常用的淨水殺菌消毒劑將水加熱蒸發再予以冷凝將水蒸餾時，水會蒸發而水中的其他雜質則不會蒸發，為什麼 ?都市給水系統自來水即是利用上述的各種方法來淨化水質過濾、沉降、曝氣、煮沸、殺菌消毒、蒸餾、硬水軟化等淨水法中，哪些在自來水廠淨化水質時用不上 ? 為什麼 ?
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