⑴ 城市污水處理技術問題的思考
一、關於城鎮污水處理主導工藝的思考
對於引進的工藝技術,在與國外咨詢公司合作過程中,大部分較好的實現了預定的目標。但是,往往我們自己設計的污水處理工程項目,在實施的過程中有會出現各種應用不當的問題。這是因為以往我國污水處理技術研究偏重於工藝開發研究,對一種工藝的了解缺乏足夠的系統性、完整性,也缺乏對整個處理工藝綜合性的比較研究和技術經濟評價體系。這也造成我國城市污水處理,在技術選擇上搖擺不定、不斷刮風。首先80年代末流行AB工藝、然後在90年代出開始流行三溝氧化溝(其他形式的氧化溝),目前又流行SBR(或UNITANK)工藝的原因所在。缺乏全面和綜合冊舉比較能力,在很長的一段時間內國外的新技術和新產品就不斷沖擊國內市場,成熟技術和國產技術總是無法在市場上佔有一席之地。這是我國城市污水領域存在的問題之一。
西方國家經過一、二十年的治理工作,一些國家污水處理率達到90%以上。在這一時期(1960-1970年)在城市污水處理領域出現大量各種形式的污水處理新工藝,如:活性污泥的AO工藝、A2O工藝、卡魯塞爾氧化溝、奧貝爾氧化溝、SBR工藝(IECAS、CASS等等)、純氧(富氧)曝氣、深井曝氣、流化床和厭氧-好氧處理等一系列新的處理工藝。而進入90年代,西方國家城市污水處理市場需求萎縮,一個國家一年僅有一、兩個城市污水處理廠的建設,所以在技術上失去了開發新工藝的動力。可數的新工藝的發展,也是基於這些國家老的污水處理廠超負荷改造的需要(曝氣生物濾池)和水回用的需求(膜生物反應器)。社會需求是技術發展的最好驅動力,而我們國家對污水處理工藝有極大的迫切的需求,我國對污水處理技術開發仍有巨大的動力。
二、從可持續性思考城鎮污水處理工藝技術
目前我國城市污水處理廠普遍採用的工藝是國外在水污染控制過程中,被證明是行之有效的技術。並且是歐美等發達國家所採用的主導技術,我國與歐美等國家與工藝幾乎處在同一水平上,但是我國的國民生產總值遠遠低於上述國家,採用以上技術是否能夠完全適合我國的國情,是我們需要考慮的一個問題。這需要從技術的先進性和是否代表了可持續發展的方向兩個方面來考慮。
目前政府往往簡單認為一個城市有污水處理廠,就是經濟和環境協調發展,符合了可持續發展的原則。對可持續發展全面理解應該根據世界環境與發展委員會在《我們共同的未來》的報告中對可持續發展的定義:「可察或持續發展是即滿足當代人的需求,而又不損害後代人滿足其需求的能力的發展」。從技術層面考慮需要判斷污水處理工藝是否符合可持續發展原則,需要從可持續發展的公平性原則(是否體現資源和環境共享)、持續性(是否敗姿伍滿足資源和環境的永續性利用)和共同性原則(是否有利於解決全球性環境問題)方面來考慮。
目前國內大多採用國外引進的延時曝氣的氧化溝、SBR等工藝。首先,這些工藝是上世紀六、七十年代開發的工藝,是根據西方,特別歐洲國家排放標准制訂的工藝。例如採用延時曝氣低負荷工藝特別適合北歐國家的氣候條件(冬季低溫),而延時曝氣對污泥是採用好氧穩定的方法,採用耗能的方法進行污泥穩定化處理。適合了這些國家的國情和社會、經濟發展情況。
事實上,低負荷曝氣池的池容和設備是中、高負荷活性污泥工藝的幾倍,在建築材料和土地資源上是高消耗,相應的投資要高數倍;其次,延時曝氣系統能耗比中、高負荷活性污泥要高40~50%左右。同時,能耗增加會帶來了直接運行費的增加,能耗增加也會還要增加間接投資。據資料報道目前國內每kW發電能力除塵脫硫需要投資500~1000元,則每萬噸污水增加的脫硫投資需要25~50萬元。按脫硫投資為電站投資10%計,則增加的電廠投資為250~500萬元,是污水處理投資的50%以上。對於我國這樣一個資源不足、能源日益短缺、人口眾多的發展中國家,是否適合推廣這種低負荷的活性污泥工藝是值得推敲的問題。從可持續發展角度講,採用延時曝氣這種高資源佔用和能源消耗的低負荷工藝,並以耗能的方式取得污泥的穩定工藝是不適合可持續發展的基本原則的,也是不適合中國國情的。我們應該開發科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少反應器。
三、關於城鎮污水處理廠污泥處理的思考
城市污水污泥處理和處置方面在我國還剛剛起步,與國外先進國家相比尚有較大差距。隨著大量污水處理廠的投產,污泥產量將會有大幅度的增加。污泥厭氧消化的投資高,污泥處理費用約占污水處理廠投資和運行費用的20%~40%。在我國僅有的十幾座污泥消化池中,能夠正常運行的為數不多,有些池子根本就沒有運行。這也是導致我國近年大量採用帶有延時曝氣功能的氧化溝等技術的原因。採用高效(高負荷)、低耗污水處理工藝的關鍵之一是解決城市污水廠污泥處理技術和問題,可以講具有特點的解決我國城鎮污水工藝的進步,在很大程度上取決於污泥處理和利用技術的進步。為了解決這一問題有必要加強污泥處理與利用的研究。
另外,在一個小區域內的物質、能量(糧食、蔬菜等)是從周邊地區流向中小城鎮,污水處理產生的污泥是這種流動的結果,從生態平衡角度講這些物質是需要回到周邊的生態系統中,否則長期發展會造成一個區域內土壤生態的失衡。因此從污泥最終處置的出路來看,中小城鎮的污泥農用是最為可行和現實的處置方案。
四、我國城市污水處理技術發展思路和對策
對於我國這樣一個污染嚴重、資源短缺的不發達國家,先進的水處理工藝開發的標准應該是適合我國國情、高效、低耗和低成本的污水處理技術。各類效率高、投入低、可達到一定治理深度的城市污水處理新技術,對經濟尚不夠發達而污染亟待治理的我國,尤其是絕大多數沒有污水處理設施的17000多個建制鎮,在一段時期內都將具有重要意義。以厭氧-好氧生物處理工藝、水解-好氧處理工藝、流化床和曝氣生物濾池等為代表的低耗、高效工藝有希望滿足這一需求。
水污染控制技術涉及到處理技術研究開發、工程設計、工程實施、設備加工和運營管理等各方面。從市場化和產業化的觀點,我國城市污水處理的主要任務是在以上三個方面重點發展:
1、大力發展先進的水處理工藝技術
2、大力推進水處理技術和設備的產業化
3、大力鼓勵水處理設施運營產業化
以往人們對於工藝技術、工程建造和設備製造和設施運營三者之間的關系著重於工藝技術的開發和研究。工藝開發無疑是很重要,不同工藝的選取可能會很大程度的影響到污水處理廠的投資和運行費用(比如採用低負荷的延時曝氣系統和高負荷的生物曝氣濾池,兩者負荷可能會相差十倍)。但是,當工藝確定以後,應該注重工程和製造環節,提倡新材料、新技術、新設備和新的施工方法的改進和革新。在這一方面過去沒有引起足夠的重視,事實上,過去不乏這樣的實例,例如:高效曝氣裝置的應用可以大幅度的降低能耗;如Biolock工藝、Lipp制罐技術等等,是新的建築材料和方法的應用,形成了新的工藝。
污水處理設施的運營業是傳統的技術服務范圍;而bot方式的引入在水處理領域也會逐步打破傳統甲、乙方概念,產生甲、乙方角色互換,導致了類似於物業管理型的技術服務需求。對技術服務提出了更高層次的要求。
採用bot方式大大減輕地方政府當前的經濟壓力,加快基礎設施建設步伐,滿足全社會對公共工程和基礎設施的需求。目前各種基金、上市公司、投資公司和各種社會資金將加速投入這一市場,將加劇這一市場的競爭,但是同時無疑會促進水污染控制市場的成熟和發展。因此,水污染控制市場具有設備化、專業化、資本化和開放性的特點。
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⑵ 有關於水處理 反滲透方面好的學習資料嗎 拜求
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⑶ 水處理知識
基本概念
簡單講,「水處理」便是通過物理的、化學的手段,去除水中一些對生產、生活不需要的物質的過程。
是為了適用於特定的用途而對水進行的沉降、過濾、混凝、絮凝,以及緩蝕、阻垢等水質調理的過程。
由於社會生產、生活與水密切相關,因此,水處理領域涉及的應用范圍十分廣泛,構成了一個龐大的產業應用。
[編輯本段]相關概念
RO 純水系統水處理制劑
RO pure water system water treatment preparation
採用具有良好的協同處理效應的復合制劑,能有效防止水垢、微生物粘體的形成、提高系統的脫鹽率、產水量;延長RO膜的使用壽命。
Adopt the compound preparation having fine coordination treatment effect , can have an effect to prevent scale , the microorganism from gluing body's formation , improve systematic desalination rate , proce a water yield; Prolong RO film life time.
Risr-RO386 專用阻垢劑
Risr-RO386 special use hinders the dirty agent
Risr-RO387 專用清洗劑
Risr-RO387 special use washes an agent
循環冷卻水處理
Circulation chilled water system
保證冷卻水塔、冷水機台等設備處於最佳的運行狀態,有效的控制微生物菌群、抑制水垢的產生、預防管道設備的腐蝕。達到降低能耗、延長設備的使用壽命的目的。專案制定水處理方案,採用專業的復合水處理制劑及完善的技術服務體系。
Guarantee cooling water tower , cold water machine the platform waits for equipment to be in optimum operation state , effective the group controlling the microorganism bacterium , the creation restraining scale , the corrosion taking precautions against pipeline equipment's. Achieve the life time recing energy consumption , prolonging equipment's purpose. Special case for investigation works out the water treatment scheme , adopt the special field compound water treatment preparation and perfect technical service system.
Risr-668A/B 殺菌滅藻劑
Risr-668A/B The sterilization extinguishes the algae medicinal preparation
Risr-LQ512緩蝕阻垢劑
Risr-LQ512Slow eclipse anti- filthy medicinal preparation
Risr-586設備清洗劑
Risr-586Equipment cleansing agent
鍋爐水處理制劑
Boiler water treatment preparation
採用具有良好協同處理效應的復合制劑,防止鍋爐的腐蝕與結垢,穩定鍋爐水質保證鍋爐的正常運行,降低鍋爐本體的消耗、延長其使用壽命。
Adopt the compound preparation having the fine coordination treatment effect , guard against boiler corrosion and fouling, the water quality stabilizing a boiler ensures that the boiler regularity works , reces the boiler body consumption , prolongs whose life time.
Risr-GL668 復合鍋爐水處理制劑
Risr-GL668 compound boiler water treatment preparation
Risr-GL658 清罐劑
Risr-GL658 cleans up the jar agent
Risr-GL638 鹼度調整劑
Risr-GL638 Agent alkalinity is adjusted
噴漆房循環水處理制劑
Lacquer house circulation water treatment preparation
葯劑屬於復合制劑具有廣普的分散能力,其處理的油漆渣脫水性良好,處理的漆渣為無黏性團狀,便於打撈等下一階段的處理。葯劑的環境介面友好、處理效能穩定。能有效的防止油漆黏附在管道設備所帶來的困擾,同時降低水體中COD含量,除去異味,改善環境,延長循環水的使用壽命。
The medicament belongs to compound preparation have general broad dispersing ability, the paint resie dehydration nature that the person handles is fine , the lacquer resie handling is the treatment there being no sticky time as soon as stages such as roll a shape into a ball , easy to salvage. The efficacy stabilizes upright amicable , handle face to face of the medicament environment. Can there be an effect's guarded against a paint sticky attach the harassment in what pipeline equipment brings about , at the same time, rece wave middle COD contents , eliminate peculiar smell , improve an environment, life time prolonging recirculating water.
Risr-TZ618A 有機油漆樹脂分散劑(漆霧凝聚劑)
Risr-TZ618A Organic paint resin dispersant (lacquer fog flocculating agent)
Risr-TZ618B 懸浮劑
Risr-TZ618B suspension agent
廢水處理制劑
Waste water treatment preparation
採用合理的水處理工藝,配合水的深度處理,處理水可達到GB5084-1992、CECS61-94中水回收用水標准等,可以長時間循環使用,節約大量水資源。
Adopt the rational water treatment handicraft, the depth coordinating water's handles, water reclaims in processing water but reaching GB5084-1992 , CECS61-94 using water standard to wait , to be able to cycle for a long time to be put into use, save large amount of water resource.
Risr-601環保型COD專用除去劑
Risr-601 environmental protection type COD special use eliminates an agent
MRisr- 2688重金屬捕捉劑
MRisr-2688 heavy metal catches an agent
瑞仕萊斯水處理科技
水處理(water treatment )對水源水或不符合用水水質要求的水,採用物理、化學、生物等方法改善水質的過程。
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來獲得所需要的水質;②通過在原水中添加新的成分來獲得所需要的水質;③對原水的加工不涉及去除雜質或添加新成分的問題。
軟化水處理:用化學"樹脂"處理,如硬水軟化.
常用的污水處理技術有生物化學法,如活化污泥法(Activated Sludge Process),生物結層法(Fixed Biofilm Processes),混合生物法(Combined Biological Processes)等;物理化學法,如粒質過濾法(Granular Media Filtration),活化炭吸附法(Activated Carbon Adsorption),化學沉澱法(Chemical Precipitation),膜濾/析法(Membrane Processes)等;自然處理法,如穩定塘法(Stabilization Ponds),氧化溝法 (Aerated or Facultative Lagoons),人工濕地法(Constructed Wetlands),化學色可賽思樹脂處理法.
[編輯本段]水處理方法
水處理工藝:
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械處理,如格柵、沉澱或氣浮,去除污水中所含的石塊、砂石和脂肪、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化為污泥。三級處理是污水的深度處理,它包括營養物的去除和通過加氯、紫外輻射或臭氧技術對污水進行消毒。可能根據處理的目標和水質的不同,有的污水處理過程並不是包含上述所有過程。
機械處理工段
機械(一級)處理工段包括格柵、沉砂池、初沉池等構築物,以去除粗大顆粒和懸浮物為目的,處理的原理在於通過物理法實現固液分離,將污染物從污水中分離,這是普遍採用的污水處理方式。機械(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物的去除;在原污水水質特性不利於除磷脫氮的情況下,初沉的設置與否以及設置方式需要根據水質特注的後續工藝加以仔細分析和考慮,以保證和改善除磷除脫氮等後續工藝的進水水質。
污水生化處理
污水生化處理屬於二級處理,以去除不可沉懸浮物和溶解性可生物降解有機物為主要目的,其工藝構成多種多樣,可分成活性污泥法、AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化溝法、穩定塘法、土地處理法等多種處理方法。日前大多數城市污水處理廠都採用活性污泥法。生物處理的原理是通過生物作用,尤其是微生物的作用,完成有機物的分解和生物體的合成,將有機污染物轉變成無害的氣體產物(CO2)、液體產物(水)以及富含有機物的固體產物(微生物群體或稱生物污泥);多餘的生物污泥在沉澱池中經沉澱池固液分離,從凈化後的污水中除去。
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類和環境類兩大類:
一、基質類包括營養物質,如以碳元素為主的有機化合物即碳源物質、氮源、磷源等營養物質、以及鐵、鋅、錳等微量元素;另外,還包括一些有毒有害化學物質如酚類、苯類等化合物、也包括一些重金屬離子如銅、鎘、鉛離子等。
二、環境類影響因素主要有:
(1)溫度。溫度對微生物的影響是很廣泛的,盡管在高溫環境(50℃~70℃)和低溫環境(-5~0℃)中也活躍著某些類的細菌,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,微生物的生理活動旺盛,其活性隨溫度的增高而增強,處理效果也越好。超出此范圍,微生物的活性變差,生物反應過程就會受影響。一般的,控制反應進程的最高和最低限值分別為35℃和10℃。
(2)PH值。活性污泥系統微生物最適宜的PH值范圍是6.5-8.5,酸性或鹼性過強的環境均不利於微生物的生存和生長,嚴重時會使污泥絮體遭到破壞,菌膠團解體,處理效果急劇惡化。
(3)溶解氧。對好氧生物反應來說,保持混合液中一定濃度的溶解氧至關重要。當環境中的溶解氧高於0.3mg/l時,兼性菌和好氧菌都進行好氧呼吸;當溶解氧低於0.2-0.3mg/l接近於零時,兼性菌則轉入厭氧呼吸,絕大部分好氧菌基本停止呼吸,而有部分好氧菌(多數為絲狀菌)還可能生長良好,在系統中占據優勢後常導致污泥膨脹。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,經濟上不合算。
在所有影響因素中,基質類因素和PH值決定於進水水質,對這些因素的控制,主要靠日常的監測和有關條例、法規的嚴格執行。對一般城市污水而言,這些因素大都不會構成太大的影響,各參數基本能維持在適當范圍內。溫度的變化與氣候有關,對於萬噸級的城市污水處理廠,特別是採用活性污泥工藝時,對溫度的控制難以實施,在經濟上和工程上都不是十分可行的。因此,一般是通過設計參數的適當選取來滿足不同溫度變化的處理要求,以達到處理目標。因此,工藝控制的主要目標就落在活性污泥本身以及可通過調控手段來改變的環境因素上,控制的主要任務就是採取合適的措施,克服外界因素對活性污泥系統的影響,使其能持續穩定地發揮作用。
實現對生物反應系統的過程式控制制關鍵在於控制對象或控制參數的選取,而這又與處理工藝或處理目標密切相關。
前已述及溶解氧是生物反應類型和過程中一個非常重要的指示參數,它能直觀且比較迅速地反映出整個系統的運行狀況,運行管理方便,儀器、儀表的安裝及維護也較簡單,這也是近十年我國新建的污水處理廠基本都實現了溶解氧現場和在線監測的原因。
三級處理:
三級處理是對水的深度處理,現在的我國的污水處理廠投入實際應用的並不多。它將經過二級處理的水進行脫氮、脫磷處理,用活性炭吸附法或反滲透法等去除水中的剩餘污染物,並用臭氧或氯消毒殺滅細菌和病毒,然後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生的初沉污泥、二級處理工段產生的剩餘活性污泥以及三級處理產生的化學污泥。由於這些污泥含有大量的有機物和病原體,而且極易腐敗發臭,很容易造成二次污染,消除污染的任務尚未完成。污泥必須經過一定的減容、減量和穩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。如果污泥不進行處理,污泥將不得不隨處理後的出水排放,污水廠的凈化效果也就會被抵消掉。所以在實際的應用過程中,污水處理過程中的污泥處理也是相當關鍵的。
一般水處理方法及原理
常用的水處理方法有:(一)沉澱物過濾法、(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)紫外線消毒法等,現在將這些處理法之原理及功能在此一一說明。
一、沉澱物過濾法:沉澱物過濾法的目的是將水源內之懸浮顆粒物質或膠體物質清除乾凈。這些顆粒物質如果沒有清除,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。濾過懸浮的顆粒物質所使用的濾器種類很多,例如網狀濾器,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。對於溶解於水中的離子,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,同時也要在固定時間內更換濾器。
沉澱物過濾法還有一個問題值得注意,因為顆粒物質不斷被阻攔而堆積下來,這些物質 面或許有細菌在此繁殖,並釋放毒性物質通過濾器,造成熱原反應,所以要經常更換濾器,原則上進水與出水的壓力落差升高達到原先的五倍時,就需要換掉濾器。
二、硬水軟化法: 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,*此來降低水源內之鈣鎂離子的濃度。其軟化的反應式如下:
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合了Ca2+及Mg2+之後,將原本含在其內的Na+離子釋放出來。
現在市面上出售的離子交換樹脂為球狀的合成有機物高分子電解質。樹脂基質(resin matrix)內藏氯化鈉,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菌繁殖的問題,所以設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吸附其上。另一個值得注意問題的是高血鈉症,因為透析用水的軟化與再還原過程是*計時器來控制,正常情況還原作用大多發生在半夜,這是*閥門在控制,如果發生故障,大量鹽水就會涌進水源,進而造成病人的高血鈉症。
三、活性碳: 活性碳是由木頭,殘木屑,水果核,椰子殼,煤炭或石油底渣等物質在高溫下乾餾炭化而成,製成後還需以熱空氣或水蒸氣加以活化。它的主要作用是清除氯與氯氨以及其它分子量在60到300道爾頓的溶解性有機物質。活性碳的表面呈顆粒狀,內部是多孔的,孔內有許多約1Onm~lA大小的毛細管,1g的活性碳內部表面積高達700-1400m2,而這些毛細管內表面及顆粒表面就是吸附作用之所在。影響活性碳清除有機物能力的因素有活性碳本身的面積,孔洞大小以及被清除有機物的分子量及其極性(Polarity),它主要*物理的吸附能力來排除雜物,當吸附能力達飽合之後,吸附過多的雜質就會掉落下來污染下游的水質,所以必須定時利用逆沖的方式來清除吸附其上的雜質。
這種活性碳濾器如果吸附能力明顯下降,必須更新。測定進水及出水的TOC濃度差(或細菌數量差)是考量更換活性碳的依據之一。有些逆滲透膜對氯的耐受性不佳,所以在逆滲透之前要有活性碳的處理,使氯能夠有效的被活性炭吸附,但是活性碳上的孔洞吸附的細菌容易繁殖滋長,同時對於分子較大有機物的清除,活性碳的功效有限,所以必須*逆滲透膜在後面補強。
四、去離子法: 去離子法的目的是將溶解於水中的無機離子排除,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合成中性水,其反應方程式如下:
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,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,A-z與陰離子交換樹脂結合後,釋放出OH-離子。H+離子與OH-離子結合後即成中性的水。
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酸來還原;相反的,陰離子則需要強鹼來還原。陽離子交換樹脂對各種陽離子的吸附力有所差異,它們的強弱程度及相對關系如下:
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在透析用水中,造成軟骨病,骨質疏鬆症及其它骨病變;如果陽離子交換樹脂消耗盡了,氫離子也會出現在透析用水之中,造成水質酸性的增加,所以去離子功能是否有效,需要時常監視。一般是*水質的電阻系數(resistivity)或傳導度(conctivity)來判斷。去離子法所使用的離子交換樹脂同樣也會造成細菌的繁殖引起菌血症,這是值得注意的一點。
五、逆滲透法: 逆滲透法可以有效的清除溶解於水中的無機物,有機物,細菌,熱原及其它顆粒等,是透析用水之處理中最重要的一環。要了解"逆滲透"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濃度較高的另一方,直到兩側的濃度相等為止。在還沒達到平衡之前,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例流向低濃度的一方,這種現象就叫作"逆滲透"。逆滲透的純化效果可以達到離子的層面,對於單價離於(monovalent ions)的排除率(rejection rate)可達90%-98%,而雙價離子(divalent ions)可達95%-99%左右(可以防止分子量大於200道爾敦的物質通過)。
逆滲透水處理常用的半透膜材質有纖維質膜(cellulosic),芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides),polyimide或polyfuranes等,至於它的結構形狀有螺旋型(spiral wound),空心纖維型(hollow fiber)及管狀型(tubular)等。至於這些材質中纖維素膜的優點是耐氯性高,但在鹼性的條件下(pH ≥8.0)或細菌存在的狀況下,使用壽命會縮短。polyamide的缺點是對氯及氯氨之耐受性差。至於採用那一種材質較好,則目前還沒有定論。
如果逆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,造成逆滲透功能的下降;有些膜(如polyamide)容易被氯與氯氨所破壞,因此在逆滲透膜之前要有活性碳及軟化器等前置處理。逆滲透雖然價錢較高,因為一般逆滲透膜的孔徑約在l0A以下,它可以排除細菌,病毒及熱原甚至各種溶解性離子等,所以在准備血液透析析釋用水最好准備這一道步驟。
六、超過濾法: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,因為膜之孔徑較大,約10-200A之間。只能排除細菌,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逆滲透法的前置處理以防止逆滲透膜被細菌污染。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菌污染。一般是利用進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。
七、蒸餾法: 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性的雜質,但是無法排除可揮發性的污染物,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,目前血液透析用水不用這種方式來處理。
八、紫外線消毒法:紫外線消毒法是目前常使用的方法之一,它的殺菌機轉是破壞細菌核酸的生命遺傳物質,使其無法繁殖,其中最重大的反應是核酸分子內的pyrimidine鹽基變成雙合體(dimer)。一般是使用低壓水銀放電燈的人工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,只是燈管內部不塗螢光物質,燈管的材質是採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。因為紫外線消毒法安全,經濟,對菌種的選擇性少,水質也不會改變,所以近年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
[編輯本段]野外水處理三種方式
關於野外的水是不是要處理以後才喝,每個人是有每個人不同的想法的。有些人認為野外人跡罕至,那會有什麼污染,喝了沒事。 其實呢,只要是我們這樣的業余選手能到的,那還能有什麼真正的沒有污染的地方呢?其實就算沒有污染,也不代表水裡沒有病毒,細菌,或者各種有害物質。在條件許可的情況下,能處理一下還是最好。 現在水處理的方式,主要是燒開,凈水葯品和過濾器 燒開 這是最實用,也最有效的手段了。缺點就是浪費燃料(當然用我曾經介紹過的zip爐子是例外),而且比較耗時間。 使用凈水葯片算是以化學的方式進行凈化,多半使用的是氯和碘。市場上的主流是用碘。比如上面的圖片里,白色的那瓶就是碘片。碘片的保存需要注意避光,避潮。凈水葯片使用上的優點是便宜,方便,輕巧。比較耗時,一般加入凈水葯片後20分鍾左右才能喝了。缺點是一是有異味異色。這點可以通過後期處理一下解決,比如上面那瓶黃色的葯片,就是用來除味的。或者加點果珍什麼的。二是有一種主要的病毒無法去除,cryptosporidium,這是可能是最常見的水中的寄生蟲了。第三容易引起過敏,同時會和某些食物或是用具起化學反應。 總的來說,凈水葯片因為它的輕巧,便宜,體積小,還是有著很大的市場。在使用上要注意的是一定要等至少20分鍾,二是不要連續使用超過一個星期。 凈化過濾器 這裡面其實有兩個分類,過濾器和過濾凈化器。主要的分別是,過濾器以過濾的方式去除細菌和寄生蟲。爾過濾凈化器除了能去除細菌和寄生蟲外,還能去除病毒。(基於REI的分類) 過濾器 一般的過濾凈化器,是通過在過濾的基礎上,再以化學的方式出去病毒,比如加碘,所以也具有了前面以化學方式凈水的凈水葯片的缺點。上面貼的這個號稱是唯一一個不用化學方式來除去病毒的凈水器。 使用凈化過濾裝置的好處是即時可以喝到水,幾乎不需要等待,而且幾乎也是最安全的凈水方式(使用過濾凈化器的話)。缺點是價格貴,很少有低於60美金的,後期成本也高,濾芯也需要花錢。體積大,重量大,幾乎都要1 lbs以上。使用時也需要經常維護,容易堵塞。 三種方式各有所長,怎麼選擇就是各人的觀點了。
⑷ 大學環境工程水質學中混凝實驗中的思考題
?????這個問題怎麼和我當初做這個實驗的時候一樣,實驗老師同樣讓我們思考這個問題,還說隨時可以和他交流探討。
你可以結合斯托克公式考慮,也就是理想沉澱池的幾個假設
⑸ 水處理生物學的實驗思考題
討論廢水厭氧處理的主要影響因素。
(1)溫度、(2)營養、(3)C/N比(4)廢水的pH值、鹼度和有毒物內質。
1.簡述革蘭容氏染色機理。
2.什麼叫生長因子?它包括那幾類化合物?是否任何微生物都需要生長因子?如何滿足微生物對生長因子的需要?
3. 什麼叫生長曲線?單細胞微生物的典型生長曲線可分幾期?
4. 簡述好氧生物膜的凈化作用機理。
5. 什麼叫固氮酶?固氮酶作用的基本條件是什麼?
⑹ 水處理技術研究及應用畢業論文 5000字
這選題上個月寫過,你要可以給你
⑺ 水質工程學
第1篇基本理論介紹
第1章緒論
1.121世紀水質科學與工程的發展方向
1.1.1高度重視水資源保護
1.1.2水質標准將更加完善
1.1.3水處理技術的發展趨勢
1.1.4水質檢測技術快速可造
1.1.5水廠和污水廠控制技術日益提高
第2章水質工程學的基本理論
2.1水溶液的基本性質
2.1.1水合、配合與離子對
2.1.2天然水中的溶解固體
2.1.3水的電導率和電阻率
2.1.4水中陰、陽離子間的關系
2.2反應器與化學反應動力學的基本概念
2.2.1物料衡算和質量傳遞
2.2.2理想反應器與非理想反應器
2.3水微生物學基礎知識
2.3.1微生物生態
2.3.2污染物結構與微生物代謝動力學
2.4水質參數和在線檢測技術
2.4.1濁度、懸浮物濃度與懸浮微粒濃度
2.4.2有機物的水質替代參數
2.4.3飲用水水質與健康
2.4.4水質參數的光電檢測技術概論
2.5水質標准與水質模型
2.5.1國內外飲用水水質標准概述
2.5.2水體水質基本模型
思考題
第2篇物 化 處 理
第3章預處理
3.1格柵的分類與設計
3.1.1格柵的分類
3.1.2格柵的設計
3.2沉砂池的種類與設計
3.2.1平流沉砂池
3.2.2曝氣沉砂池
3.2.3鍾式沉砂池
3.3沉澱預處理的應用
3.4調節池的分類
3.4.1水量調節池
3.4.2水質調節池
3.5飲用水預處理技術
3.5.1化學預氧化法
3.5.2生物預處理
3.5.3活性炭吸附
思考題
第4章顆粒分析與混凝
4.1雙電層的構造和界面電位
4.1.1膠體表面電荷的來源和雙電層的構造
4.1.2膠體間的相互作用位能和DLVO理論
4.1.3混凝劑的水解反應與混凝機理
4.2絮凝動力學理論
4.2.1異向絮凝動力學模型
4.2.2同向絮凝動力學模型
4.2.3Camp?Stein公式
4.2.4絮凝特性曲線
4.3混凝劑和助凝劑的種類和應用
4.3.1傳統鐵鹽、鋁鹽混凝劑的應用
4.3.2無機高分子混凝劑
4.3.3有機高分子混凝劑
4.3.4新型無機?有機高分子復合混凝劑的研究進展
4.3.5助凝劑
4.3.6混凝劑的衛生安全性
4.4混凝工藝的工程實踐
4.4.1絮凝劑配製投加設備
4.4.2混合設備的設計與計算
4.4.3絮凝池的設計與計算
4.4.4新型組合式絮凝池的研究進展
4.5顆粒分析方法與絮凝過程的自控技術
4.5.1顆粒分析的基本內容
4.5.2絮凝過程的光電檢測技術綜述
4.5.3絮凝投葯自動控制技術與設備
思考題
第5章沉澱與氣浮
5.1顆粒沉降基本理論
5.1.1顆粒的自由沉降速度
5.1.2自由沉降試驗
5.1.3分層沉澱
5.1.4沉澱效率的計算
5.2平流式沉澱池的構造和設計
5.2.1平流式沉澱池的進出水布置
5.2.2平流式沉澱池的排泥設施
5.2.3平流式沉澱池的設計與運行管理
5.3其他沉澱池的設計和計算
5.3.1斜板(管)沉澱池的類型和設計
5.3.2輻流式沉澱池的工作原理與設計
5.3.3其他新型沉澱池的應用
5.4澄清池的原理和設計
5.4.1澄清池的一般工作原理
5.4.2機械攪拌澄清池的設計
5.4.3水力循環澄清池的設計
5.4.4脈沖澄清池與懸浮澄清池的運行特點
5.5濃縮池的理論和設計
5.5.1濃縮池的原理和特點
5.5.2濃縮池的設計
5.6氣浮池的設計計算
5.6.1氣浮原理概述
5.6.2氣浮池的設計
5.6.3吹脫和氣提
思考題
第6章過濾
6.1過濾理論綜述
6.1.1過濾工藝理論的發展歷程
6.1.2過濾理論的主要內容
6.1.3跡線分析模型
6.2濾層和承托層
6.2.1濾層綜論
6.2.2濾料
6.2.3承托層
6.3濾池的運行方式
6.3.1等速過濾
6.3.2變速過濾
6.3.3濾層負水頭
6.4濾池的配水系統
6.4.1配水系統
6.4.2大阻力配水系統
6.4.3小阻力配水系統
6.5濾池的過程式控制制
6.5.1濾池控制策略
6.5.2液位控制
6.5.3反沖洗控制
6.6普通快濾池的設計計算
6.6.1濾池的面積和濾池的長寬比
6.6.2濾池的深度
6.6.3管廊布置
6.6.4管渠設計流速
6.6.5設計中應注意的問題
6.7其他濾池的特點和應用
6.7.1V型濾池
6.7.2虹吸濾池
6.7.3移動沖洗罩濾池
6.7.4壓力濾池
6.7.5多級精細過濾裝置
思考題
第7章消毒
7.1消毒的基本理論
7.2液氯消毒
7.2.1氯的性質
7.2.2氯消毒作用機理
7.2.3折點加氯法
7.2.4加氯點的確定
7.2.5消毒副產物
7.3其他消毒方法
7.3.1二氧化氯消毒
7.3.2漂白粉和次氯酸鈉消毒
7.3.3氯胺消毒
7.3.4臭氧消毒
7.3.5高錳酸鉀消毒
7.3.6物理消毒法
思考題
第8章吸附
8.1吸附的基本理論
8.1.1吸附類型
8.1.2吸附等溫線
8.1.3吸附速率
8.1.4影響吸附的因素
8.2活性炭吸附的理論和設計
8.2.1活性炭的製造
8.2.2活性炭的細孔構造和分布
8.2.3活性炭的表面化學性質
8.2.4活性炭吸附在給水處理中的應用
8.2.5活性炭吸附在廢水處理中的應用
8.2.6廢水活性炭吸附法處理設計實例
8.3吸附塔的設計
8.3.1吸附工藝
8.3.2吸附塔的設計要點
8.3.3吸附塔的設計方法
思考題
第9章其他物化處理方法
9.1萃取
9.1.1基本原理
9.1.2萃取劑的選擇與再生
9.1.3萃取工藝過程
9.2蒸餾
9.2.1多效蒸發
9.2.2多級閃蒸
9.3離心分離
9.3.1離心分離原理
9.3.2離心分離設備
9.4氧化還原
9.4.1葯劑氧化還原
9.4.2金屬還原
9.4.3臭氧氧化
9.4.4空氣氧化
9.4.5光氧化
9.5電解
9.5.1概述
9.5.2電解法在水處理中的應用
9.6離子交換
9.6.1離子交換樹脂的選擇性
9.6.2離子交換法在水處理中的應用
思考題
第3篇生 物 處 理
第10章活性污泥法
10.1活性污泥法的基本原理
10.1.1活性污泥法的基本概念與流程
10.1.2活性污泥的形態與活性污泥微生物
10.1.3活性污泥凈化反應過程
10.1.4活性污泥凈化反應系統的主要控制目標與設計、運行參數
10.2活性污泥動力學基礎
10.2.1概述
10.2.2莫諾方程式
10.2.3勞倫斯?麥卡蒂方程式
10.2.4動力學參數的確定
10.3活性污泥處理系統的運行方式
10.3.1傳統活性污泥法處理系統
10.3.2階段曝氣活性污泥法系統
10.3.3再生曝氣活性污泥法系統
10.3.4生物吸附活性污泥法系統
10.3.5延時曝氣活性污泥法系統
10.3.6完全混合活性污泥法系統
10.3.7高負荷活性污泥法系統
10.4活性污泥處理系統新工藝
10.4.1概述
10.4.2氧化溝
10.4.3間歇式活性污泥處理系統
10.4.4AB法污水處理工藝
10.5活性污泥處理系統的工藝設計
10.5.1曝氣池的計算與設計
10.5.2曝氣系統的計算與設計
10.5.3污泥迴流系統的設計與剩餘污泥的處置
10.5.4二次沉澱池的計算與設計
10.5.5曝氣沉澱池的計算與設計
10.5.6處理水的水質
10.6活性污泥處理系統的維護管理
10.6.1活性污泥處理系統的投產與活性污泥的培養馴化
10.6.2活性污泥處理系統運行效果的檢測
10.6.3活性污泥處理系統運行中的異常狀況與對策
思考題
第11章生物膜法
11.1生物膜法的基本原理
11.1.1生物膜的構造及凈化機理
11.1.2生物膜的增長過程
11.1.3生物膜處理法的主要特徵
11.2生物濾池的設計計算
11.2.1普通生物濾池
11.2.2高負荷生物濾池
11.2.3塔式生物濾池
11.2.4曝氣生物濾池
11.3生物轉盤的設計計算
11.3.1生物轉盤的構造及凈化原理
11.3.2生物轉盤系統的特徵
11.3.3生物轉盤的計算與設計
11.4生物接觸氧化
11.4.1概述
11.4.2生物接觸氧化池的構造及形式
11.4.3生物接觸氧化池的計算
11.5生物流化床
11.5.1概述
11.5.2生物流化床的工藝類型
11.5.3生物流化床技術的特點
思考題
第12章厭氧生物處理法
12.1厭氧生物處理法的基本原理
12.1.1基本原理
12.1.2厭氧生物處理的主要特徵
12.1.3厭氧消化的影響因素與控制要求
12.2厭氧過程動力學
12.3厭氧活性污泥法
12.3.1普通厭氧消化池
12.3.2厭氧接觸法
12.3.3UASB
12.3.4厭氧折流板式反應器(ABR)
12.4厭氧生物膜法
12.4.1厭氧生物濾池
12.4.2厭氧生物轉盤
12.5厭氧生物處理的運行管理
思考題
第13章污泥的處理及資源化
13.1污泥的分類、性質及性質指標
13.1.1污泥的分類與性質
13.1.2污泥的性質指標
13.2污泥的濃縮
13.2.1污泥重力濃縮
13.2.2污泥氣浮濃縮
13.2.3污泥的其他濃縮法
13.3污泥的消化
13.3.1污泥的厭氧消化
13.3.2污泥的好氧消化
13.4污泥脫水與干化
13.4.1機械脫水前的預處理
13.4.2機械脫水的基本原理
13.4.3壓濾脫水
13.4.4滾壓脫水
13.4.5離心脫水
13.4.6污泥干化
13.5污泥的消毒
13.5.1巴氏消毒法(低熱消毒法)
13.5.2石灰穩定法
13.5.3加氯消毒法
13.6污泥資源化技術
13.6.1農肥利用與土地處理
13.6.2污泥堆肥
13.6.3其他方式
13.7污泥減量技術
思考題
第14章膜生物反應器
14.1膜生物反應器及其分類
14.1.1膜生物反應器
14.1.2膜生物反應器的分類
14.2膜生物反應器的設計及運行機理
14.2.1膜生物反應器的設計
14.2.2膜生物反應器的運行機理
14.3膜生物反應器特徵及膜過濾的影響因素
14.4膜生物反應器處理污水的應用實例
14.4.1膜生物反應器用於處理某石化企業廢水實例
14.4.2膜生物反應器處理洗滌、洗浴污水工程實例
第4篇深 度 處 理
第15章污水脫氮除磷技術
15.1污水生物脫氮技術特徵
15.1.1生物硝化過程與反硝化過程
15.1.2單級活性污泥脫氮工藝
15.2污水生物除磷技術特徵
15.2.1污水生物除磷的機理
15.2.2生物除磷的影響因素
15.3污水生物同步脫氮除磷工藝的選擇與設計
15.3.1A?A?O工藝
15.3.2Phoredox工藝
15.3.3UCT工藝
15.3.4VIP工藝
15.3.5其他脫氮除磷工藝
思考題
第16章膜分離處理技術
16.1電滲析法
16.1.1電滲析原理及過程
16.1.2電滲析器的構造與組裝
16.1.3電滲析法在廢水處理中的應用
16.2反滲透
16.2.1滲透現象與滲透壓
16.2.2反滲透
16.2.3反滲透膜及其透過機理
16.2.4反滲透裝置、工藝流程與布置系統
16.2.5反滲透法在廢水處理中的應用
16.3納濾、超濾和微濾
16.3.1納濾
16.3.2微濾和超濾
16.4純水的制備方法
思考題
第17章其他深度處理方法
17.1地下水除鐵除錳方法
17.1.1地下水除鐵方法
17.1.2地下水除錳方法
17.2除氟和除砷技術
17.2.1水的除氟
17.2.2水的除砷
17.3高錳酸鉀復合葯劑對地表水源處理的應用
17.3.1去除有機物
17.3.2除藻及藻臭
17.3.3去除微污染水的色度與濁度
17.3.4高錳酸鉀及PPC與其他方法的聯用
17.4納米技術在水處理中的應用
17.4.1納米微粒的基本理論
17.4.2半導體納米顆粒的光催化技術
17.4.3納米材料的磁性吸附技術
17.4.4納米材料的吸附與強化絮凝
17.5高級氧化技術的聯合應用
17.5.1催化臭氧化
17.5.2臭氧?光催化氧化技術
17.5.3超聲?臭氧聯用
17.5.4超聲?電化學聯用
17.5.5超聲?光催化聯用
17.5.6微波強化光催化氧化技術
17.6新型高效催化氧化技術
17.6.1光催化氧化
17.6.2催化濕式氧化
17.6.3超臨界水氧化
17.6.4納米TiO2光電催化技術
17.6.5超聲空化氧化
17.6.6微波氧化
思考題
第5篇水廠、污水廠建設與運行管理
第18章水廠的建設和設計
18.1水廠建設的基本內容
18.1.1廠址選擇
18.1.2水廠工藝流程選擇
18.1.3水處理構築物類型選擇
18.1.4平面布置
18.1.5高程布置
18.2水廠設計和施工基本原則
18.2.1水廠設計原則
18.2.2水廠施工原則
18.3水廠的日常運行管理
18.3.1水廠內控指標
18.3.2水廠生產現場管理
18.3.3水廠現場監測
18.3.4水廠運行控制
18.3.5水量計量設備管理
18.3.6水廠機電設備管理
18.3.7水廠安全生產
18.4給水廠的國內外建設實例
18.4.1狼山水廠平面布置
18.4.2瑞士日內瓦皮約爾水廠
思考題
第19章城市污水處理廠設計
19.1污水處理廠設計的基本原則
19.1.1污水處理廠設計內容及設計原則
19.1.2污水處理廠工藝選擇
19.1.3污水處理廠選址原則
19.2污水處理廠的平面布置與高程布置
19.2.1污水處理廠的平面布置
19.2.2污水處理廠的高程布置
19.3污水處理廠的運行管理和自動化控制
19.3.1污水處理廠的運行管理
19.3.2污水處理廠運行的自動控制
19.4污水處理廠的國內外建設實例
19.4.1北京市大興污水處理廠
19.4.2安徽阜陽市某污水處理廠設計
19.4.3美國加州San Jose污水處理廠
⑻ 給水處理中常用技術概述
由於水是一種溶解力很強的溶劑,又與外界環境如空氣、地殼、土壤等廣泛接觸,故而水中必然含有很多雜質,而水的處理或者凈化其實質就是通過各種水處理技術去除水中有關雜質,以獲得達到一定水質標準的水供生活飲用或工業使用。水處理技術包括混凝、過濾、吸附、膜分離和消毒等。
1 混凝技術
混凝技術的處理對象是水中的懸浮物和膠體物質,其關鍵技術是選擇和投加適當的混凝劑,經混凝過程使水中懸浮物和膠體形成大顆粒絮凝體,然後通過澄清、沉澱進行分離。歷史上很早以前就有以明礬凈水的記載,直至今日,我國的水廠大都採用鋁鹽或鐵鹽作為無機混凝劑,近年來也研究開發和應用了一些新的混凝劑如無機聚合態的聚合氯化鋁(PAC)和聚合硫酸鋁(PAS)等,也包括一些有機高分子絮凝劑如聚丙烯醯胺(PAM)等。
給水和廢水的處理過程中,為了滿足用水水質和環境排放的要求,一般在預處理中採用混凝沉澱法,即向水中投加混凝劑或絮凝劑以破壞溶膠穩定性,使水中的膠體和懸浮物顆粒絮凝成較大的絮凝體,以便從水中分離出來,達到水質凈化的目的。混凝處理實際上包括凝聚和絮凝兩種膠體顆粒物的聚集過程,是一種較為經典的水處理工藝,應用十分普遍。近年來,在絮凝動力學、絮凝形態學、新型高效混凝劑以及高效絮凝反應器等方面的研究和應用,有了許多新的發展,推動了混凝技術的進步。
2 過濾技術
過濾技術是選擇和利用多孔的過濾介質(或稱濾料截面)使水中的雜質得到分離的固液分離過程。它通常與混凝、澄清或沉澱結合使用,這樣不僅能有效的降低水的濁度,而且對去除水中某些有機物和細菌、病毒也有一定的效果,因此,在生活飲用水處理中,過濾是必不可少的,在大多數工業用水處理中也常採用作為預處理過程。根據過濾技術的特點可知,在過濾技術中選擇適當的過濾介質-濾料是極為重要的,目前常用的過濾介質--濾料從砂、無煙煤、微孔塑料、陶瓷,到各種高分子分離膜等可以有多種選擇,它們可以去除水中不同粒度的雜質,此外,通過對過濾器進行優化設計可對過濾效果產生較大的影響。
原水經過混凝澄清處理以後,大部分懸浮物已被去除,但此時水質仍無法滿足飲用水標准和後續處理工藝的水質要求,所以在常規水處理工藝中,過濾常被安排在沉澱池或澄清池之後,經過濾後的出水濁度可以降到小於1單位。在原水濁度較低時(25單位以下),也可採用不經澄清直接過濾。
3 吸附技術
吸附是一種物質附著在另一種物質表面的過程,他可以發生在氣--液、氣--固和液--固兩相之間,在水處理中主要討論物質在水與固體吸附劑之間的轉移過程。許多多孔的固相物質可以作為吸附劑,例如活性炭、木屑、活化煤、焦炭、吸附樹脂等,其中以活性炭使用作為廣泛。吸附劑表面的吸附力可分為分子引力(范德華力)、化學鍵力和靜電引力三種,故而吸附可分為物理吸附、化學吸附和離子交換吸附。影響吸附的因素很多,主要有吸附劑、被吸附物質的性質和吸附過程操作條件等,吸附劑的性質又可分為吸附劑微孔的大小、比表面積以及其表面化學特性等。吸附過程操作條件主要與pH值、溫度、接觸時間等因素有關。
活性炭吸附技術目前應用較多的是在給水處理中去除微量有害物質和嗅味等,尤其是去除水中有機污染物效果較好,因而可單獨或與臭氧結合用於給水深度處理。此外,活性炭吸附在廢水處理中也有廣泛的應用。近年來在新的吸附劑方面又發展了有關的離子交換樹脂和KDF等吸附劑已在給水處理中應用較廣,值得重視。
4 膜分離技術
膜分離技術是利用特殊的有機高分子或無機材料製成的膜將溶液隔開,使溶液中的某些溶質或水滲透出來,從而達到分離的目的。膜分離的優點是分離截面效果好,一般沒有相的變化,設備容易操作,便於產業化等。當然,膜分離技術也存在一定的局限性,例如對待處理的原水水質要求嚴格,處理能力相對較小,需要注意膜的堵塞與清洗等,目前常用的膜分離技術主要有反滲透(RO)、電滲析(ED或ERD)、納濾(NF)、超濾(UF)、和微濾(MF)等,主要用途也各不相同,ED或ERD的局限性是可去除帶電雜志,但對病菌和大多數有機物效果較差;UF和MF去除顆粒直徑較大,但運行時所需壓力較低,膜的成本和運行費用較低;而RO和NF由於它們分離的顆粒直徑小,對病菌、有機物和無機物均有較好的效果,因此具有較廣泛的處理能力和應用范圍,既可用於工業水處理,也可應用於飲用水處理,尤其是近幾年發展迅速的NF技術,因其運行壓力較低,膜的成本和運行成本大幅減少,目前正成為水處理中優先發展的技術和領域。由於水資源緊缺是21世紀全球的一個突出矛盾,而且近年來相關法律法規不斷完善與嚴格,水質分析檢測技術不斷改進,膜的生產成本及銷售價格有下降趨勢,因此,膜技術在水處理方面必將得到越來越廣泛的應用。
5 消毒技術
水的消毒主要是為了殺滅或抑制水中對人體有害的致病微生物。水的消毒技術可分為化學消毒和物理消毒兩大類,化學消毒中採用的消毒劑又可分為氧化型消毒劑和非氧化型消毒劑,氧化型消毒劑中應用最廣的是氯及其製品,這是由於氯的價格低廉、消毒效果良好、使用較方便等特點,在非氧化型消毒劑中如季銨鹽等在工業冷卻水的殺菌,滅藻中應用較多。物理消毒中應用較多的是臭氧消毒和紫外線消毒,臭氧消毒的特點是殺菌效果好,不需很長的接觸時間,受水中的PH值和氨氮影響較小,能通過強氧化作用消除水中的有機物,對水中的鐵、錳、色度和嗅味也有一定的去除效果,其缺點是耗電較多,運行費用高,同時,臭氧需邊生產、邊使用,不易存儲;紫外消毒的缺點是消毒作用有一定的作用距離和范圍,當水中的懸浮物和濁度高時會妨礙紫外線的透射等。
近年來以氯為主要消毒劑已發展了一些新品種,如二氧化氯(ClO2)、
氯代異氰酸鹽(TCCA與DCCA)以及一些加氯的增效劑,如等三嗪類化合物等,此外,含溴的消毒劑也有相應的發展,在非氧化型消毒劑中出現了異噻唑啉酮、季銨鹽等新品種。物理消毒中臭氧和紫外消毒也發展較快,這可能和加氯後產生消毒副產物有關,如鹵代甲烷類化合物等,有的已確認為致癌物而引起廣泛關注,因此非氯消毒劑也有很大的發展前景。
6 結語
給水處理技術的目的是通過各種必要的處理技術改善原水水質,使他們符合生活飲用或工業使用的要求,因此水處理需要根據原水水質和出水水質的要求加以確定,為了達到處理的要求,應根據實際情況選用合適的技術,有時往往將幾種處理技術結合或復合使用。
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