多 介 质 过 滤 器
多介质过滤器，又称机械过滤器，主要作用是去除水中的悬浮物质、固体颗粒。悬浮固体是水中不溶解的非胶态的固体物质，它们在条件适宜时可以沉淀。用过滤器截留悬浮固体，以过滤介质截留悬浮固体前后的重量差作为衡量过滤器发挥作用的依据。过滤介质一般使用D=0.5-1.0mm的滤料介质.根据水中的杂质成份可以采用单层过滤、双层过滤和多层过滤。滤料介质包括：石英砂、无烟煤、磁铁矿、锰砂、硅藻土、活性炭等。滤料选用石英砂又叫做石英砂过滤器，滤料选用无烟煤称为无烟煤过滤器，滤料选用锰砂称为锰砂过滤器，滤料选用活性炭则成为活性炭过滤器。
多介质过滤器在水处理工艺中一般作为水的深度处理设备的预处理设备，也可以单独作为普通过滤设备使用于水质要求不太高的地方。活性炭过滤器的作用是除掉水中的有机物、重金属离子、色度、余氯等，对部分病原体和微生物也有一定的去除作用。其特点是处理效果好、活性炭可以再生。活性炭的作用是吸附，溶质从水中移向活性炭表面上的吸附是水对憎水溶质的排斥作用和活性炭对溶质的亲合作用共同产生的。有机胶体物质和溶解性高分子物质等往往都带有负电荷，常常被吸附在阴树脂颗粒表面，进而扩散到树脂网状结构中，缠结在树脂交联度大的地方并覆盖一部分离子交换功能基，干扰正常离子的自由迁移。同时它的解析能力差，对树脂和离子交换膜（电渗析膜）造成污染，可以使反渗透膜表面被堵死或使其失去活性。更有些可溶性有机物与树脂有较强的亲合力，酸碱不能再生置换，会导致离子交换膜尤其阴离子交换膜和阴离子交换树脂中毒失效。
饮水水源分为两大类：地表水源和地下水源。地表水源包括江河、湖泊、水库和海水；地下水源包括不同岩层之下的地下潜水、承压水、溶洞水等。
地表水源一般具有径流大、矿化度、硬度和铁锰量较低的优点，但是地表水受季节性特征和外界污染的影响也较明显而复杂，导致水温、水量、水质变化幅度大，且具有明显的季节性变化，浑浊度、有机物和细菌含量高。天然水易受工业和生物污染，如：农业废水或生活污水、工业废水、雨水径流、事故污染等。
地下水源具有水质澄清、水温稳定、分布面广等特点，被不透水层覆盖的承压地下水天然卫生防护条件好。由于通过降雨和大量吸取地下水造成地下负压带的共同作用下径流从地表渗入，在渗入过程中溶解了各种物质，因此地下水中化学物质的浓度一般要高于地表水，矿化度、硬度及其他一些物质如氟化物金属成分的含量较高。
水是一种极好的溶媒。在水中除可溶解的物质外，还可能存在一些不溶解的物质如悬浮物质、胶体物质和生物等。以悬浮物形式存在的的有黏土、石英、石灰、石膏及来自动物和植物的各种物质（1μm-100μm\100μm-1mm肉眼可见）；呈胶体状态的有粘土、硅和铁的化合物、细菌和病毒、微生物代谢产物、腐殖质及蛋白质(10nm-1000nm)；溶解杂质包括氧、氮、二氧化碳等溶解气体、碱金属、碱土金属及重金属的硫酸、盐酸、卤化物等各种盐类、各种有机化合物以及溴、碘等（1nm-10nm）。
氟是卤族元素。氟是人体维持正常生理必不可少的物质，但含量过高对人体健康也会造成严重危害。中华人民共和国国家生活饮用水标准GB5749-1985、GB5750-1985规定氟含量在0.5—1.0mg/l之间。
长期饮用含氟化物过多的水，轻者患牙斑症即氟斑牙，牙齿斑黑，早期脱落；重者则患氟骨症，骨骼发脆、变形、骨折。我国有大量地区属于高氟水区，广泛分布在北京、天津、河北、山东、辽宁、黑龙江、内蒙古、宁夏、甘肃等北方广大地区和南方部分地区。有些地方含氟量高达10mg/l以上，必须经除氟处理后才能饮用。
除氟的方法有吸附法、混凝沉淀法、离子交换法、电渗析法和反渗透法。
吸附法：以活性氧化铝、磷酸三钙等作为吸附剂，过滤吸附水中的氟离子。饱和的活性氧化铝用硫酸铝溶液再生，磷酸三钙用氢氧化钠再生。该法投资少，但是水中容易残余铝离子，对人的智商尤其是儿童智商发育影响不好。新型降氟滤料骨碳用动物骨骼高温高压处理而成，主要成分为羟基磷酸钙，与磷酸三钙的工作机理相同，除氟效果明显，但是出水口感不好，骨骼的有机物残留造成的COD指数有所上升，几年前曾得到推广，随着电渗析设备投资成本的不断降低，目前这一方法已逐渐退出市场应用。很多骨碳厂家已不复存在，活性氧化铝也主要以污水处理为开发对象。
混凝沉淀法：用硫酸铝、聚合氯化铝和氧化钙等混凝剂形成絮体吸附氟离子，经沉淀过滤去除。此法用药量大，投资少，适合农村等的坑塘储水处理，但是水中也容易残余铝离子，对人的智商尤其是儿童智商发育影响不好。氧化钙虽无不良后果，但是实际上也未能形成产业化处理格局，也与投药量大，精确计量难、投资不合算等有关。
离子交换法：利用离子交换树脂的交换能力去除氟离子，投资大运行费用高，对环境污染大，此法理论上是可行的，但是实际应用极少。
电渗析法：利用离子交换膜的选择透过性进行苦咸水淡化除氟，此法投资适中、效果好，无任何副作用。
目前采用此法者非常普及，设备的日常操作维护相对比较麻烦，相对以上各种方法，该法还算比较理想，除氟同时降低了水的矿化度，保证了水的洁净程度和卫生指标、毒理性指标符合国家标准。操作失误或不当对水质影响较大，设备运行较为稳定，但不如反渗透更加稳定可靠。但是对于沿海苦咸水地区，由于水质较差，尤其当溶解性固体总含量超过3000PPM的水域，利用电渗析法治理苦咸水时必须考虑浓差极化、电流极化作用和单位制水耗电量成本。当当溶解性固体总含量超过3000PPM的水利用电渗析法治理苦咸水时制水成本在4-5kvah/m3左右甚至更高，极不经济，同时产生的浓缩水的排放对环境尤其农田的影响应当予以考虑。由于过高的耗电量，对电网配电及电渗析电极板材质都有比较高的要求。这些因素是选择电渗析工艺必须考虑的，否则会留下遗憾。
反渗透法：利用反渗透膜只允许水分子通过而阻挡其他成分通过的选择透过性进行苦咸水淡化除氟，此法投资最高、效果最好、出水水质最好，无任何副作用，口感很好。反渗透法还可以广泛应用于直饮水供水系统，出水水质接近或符合饮用纯净水国家标准，目前此法对于资金富裕者非常普及和理想，在发达国家已经十分普及的直饮水自来水系统都是采用这一方法，我国南方城市也已经开始在生活居住区采用恒压直饮水循环供给系统。设备的日常操作维护比较简单，易于实现自动化控制，运行最为稳定，不会出现因操作失误而影响出水水质。是最为值得推广一劳永逸的治水方法。反渗透法工艺先进，水回收率高，耗电量与水源水质无直接关系，对于沿海苦咸水地区，由于水质较差，尤其当溶解性固体总含量超过3000PPM的水域，应当首先考虑利用反渗透工艺，不使用变频泵时耗电量固定不变，相对能耗低得多，耗电量为约≤1.5KVAH/m3。运行成本费用比电渗析法低得多，但是由于对水质适应性和设备耐用性要求，对反渗透设备的原材料和预处理工艺选择比较苛刻，设备投资高得多，同时对于运行使用过程中的清洗技术把握要求较高，当然这由设备厂家负责，可是很多设备厂家不具备应有的工艺设计和清洗技术。清洗不彻底往往使反渗透膜使用不到三五年就得更换，又造成运行费用的增加。这一点应当予以特别关注。目前是除投资过高以外影响反渗透普及的因素之一。
近几年由于河北北部常年干旱，大量超采地下水，加上临近渤海，工业发达、工业污染排放严重，地下水也不断受到越来越严重的威胁，海水倒灌入侵和地面污水沉降入侵的危害在个别地区尤其沿海和石油采油区已日见明显，如不加强治理，人类未来生存赖以为生的水源将不再洁净。同时大量饮用高氟水和苦咸水已严重影响了当地人民的健康状况，高氟水的危害已经讲过，苦咸水的危害也不容忽视，苦咸水对人体生理健康的危害主要表现在易导致心血管脑血管管壁的硬化脆化上。所以整治处理高氟水和苦咸水的任务对于我们还仍是任重道远。
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