A. 关于饮用水被氯消毒过后的好处和坏处
好处:液氯消毒的突出优点是具有余氯的持续消毒作用,价格较低,操作简便,不回需庞大的设备答。但氯气本身有毒,使用时必须注意安全,防止泄漏。且水经氯消毒后往往会产生多种有害物质,尤其是“三致”作用的消毒副产物,如三氯甲烷、氯乙酸等。此外,液氯不能有效杀灭隐孢子虫及其孢囊,因此,现在氯消毒在逐渐被其他消毒方法代替。
B. 什么叫消毒副产物
消毒是指杀灭外环境中病原微生物的方法,其日的是切断传染病的传播途径,预防传染病的发生或流行。我国用于饮用水消毒的方法主要有氯化消毒、二氧化氯消毒、紫外线消毒和臭氧消毒。常用的氯消毒剂有液氯、漂白粉、漂白精片、次氯酸钠等。
在氯化消毒杀灭水中病原微生物的同时,氯与水中的有机物反应,产生一系列氯化消毒副产物。通常,将水中能与氯形成副产物的有机物称为有机前体物。天然水中有机前体物主要以腐殖质(含腐殖酸和富里酸)为主要成分,其次是藻类庆并及代谢产物、蛋白质等。腐殖质是氯化消毒过程中形成氯化副产物三卤甲烷的主要前体物质, 卤甲烷属挥发性卤代有机物,主要有氯仿、一溴二旦差知氯甲烷、二溴一氯甲烷、溴仿,以氯仿含量最高。
自1974年Rook和Bellar等人发现饮用水加氯消毒可以产生三卤甲模消烷(THMs)后,人们对DBPs的成分进行了大量研究,结果发现DBPs有上百种物质¨ 。主要种类有三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)、卤代酮类(HKs)、卤乙腈(HANs)、卤乙醛类(CH)、三氯硝基甲烷、甲醛、乙醛、2.4.6一三氯酚等,近年又发现DBPs中还含有3一氯一4一二氯甲基一5一羟基一2(5)氢一呋哺酮(MX)和2一氯一3一二氯甲基一4一氧一丁二烯酸等。三卤甲烷(THMs)主要成分为三氯甲烷(TCM)、一溴二氯甲烷(BDCM)、二溴一氯甲烷(DBCM)和三溴甲烷(TBM)等,其中TCM含量最高。卤乙酸(HAAs),主要成分有一氯乙酸(MCAA)、二氯乙酸(DCAA)、三氯乙酸(TCAA)、一溴乙酸(MBAA)、二溴乙酸(DBAA)等。卤代酮类(HKs)主要成分有二氯丙酮(DCP)、三氯丙酮(TCP)等。卤乙腈(HANs)主要成分有二氯乙腈(DCAN)、三氯乙腈(TCAN)、溴氯乙腈(BCAN)、二溴乙腈(DBAN)等卤乙醛类主要为水合氯醛(CH)等。
C. 纳滤的应用
纳滤分离作为一项新型的膜分离技术,技术原理近似机械筛分。但是纳滤膜本体带有电荷性。这是它在很低压力下仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也可脱除无机盐的重要原因。
纳滤分离愈来愈广泛地应用于电子、食品和医药等行业,诸如超纯水制备、果汁高度浓缩、多肽和氨基酸分离、抗生素浓缩与纯化、乳清蛋白浓缩、纳滤膜-生化反应器耦合等实际分离过程中。与超滤或反渗透相比,纳滤过程对单价离子和分子量低于200的有机物截留较差,而对二价或多价离子及分子量介于200~500之间的有机物有较高脱除率,基于这一特性,纳滤过程主要应用于水的软化、净化以及相对分子质量在百级的物质的分离、分级和浓缩(如染料、抗生素、多肽、多醣等化工和生物工程产物的分级和浓缩)、脱色和去异味等。主要用于饮用水中脱除Ca、Mg离子等硬度成分、三卤甲烷中间体、异味、色度、农药、合成洗涤剂,可溶性有机物,及蒸发残留物质。
随着对环境保护和资源综合利用认识的不断提高,人们希望在治理废水的同时实现有价物质的回收,比如:大豆乳清废液中含有1%左右的低聚糖和少量的盐,亚硫酸盐法制备化纤浆和造纸浆过程出现的亚硫酸钙废液中含有2%~2.5%的六碳糖和五碳糖,制糖工业中出现的废糖蜜中含有少量的盐等等。
NF分离是一种绿色水处理技术,在某些方面可以替代传统费用高,工艺繁琐的污水处理方 法.其技术特点是:能截留分子量大于100的有机物以及多价离子,允许小分子有机物和单 价离子透过;可在高温,酸,碱等苛刻条件下运行,耐污染;运行压力低,膜通量高,装置 运行费用低;可以和其他污水处理过程相结合以进一步降低费用和提高处理效果.在水处理 中,NF膜主要用于含溶剂废水的处理,能有效地去除水中的色度,硬度和异味.NF膜以其特殊的分离性能已成功地应用于制糖,制浆造纸,电镀,机械加工以及化工反应催化剂的回收等行业的废水处理.
纳滤是一种绿色水处理技术,是国际上膜分离技术的最新发展,在某些方面可以替代传统费用高、工艺繁琐的污水处理方法。纳米级孔径且带有电荷的特殊过滤性能特点是:能截留分子量大于200的有机物以及多价离子,允许小分子有机物和单价离子透过;可在高温、酸、碱等苛刻条件下运行,膜耐受的条件范围宽,浓缩倍数高,耐污染;运行压力低,膜通量高,装置运行费用低,能耗极低(唯一驱动力是压力)。
由于纳滤膜特殊的孔径范围和制备时的特殊处理(如复合化、荷电化),使得纳滤膜具有较特殊的分离性能,其在降低废水COD、水源水的色度、硬度和去除饮用水中的有机物(TOC)、三卤代烷(THMs)前驱物等方面的应用近年来受到广泛重视,已成功地应用于制糖行业、造纸行业、电镀行业、机械加工行业及化工反应催化剂的回收行业等的废水处理中。纳滤膜的应用研究主要集中在几个方面:根据中性溶质的分子量大小而进行分离;截留有机物分子而让单价电解质透过膜层;根据离子价态而实现离子问的分离。根据纳滤膜分离的特点,其应用范围主要适用于下述情况的物质分离:①对单价盐分离的截留率要求不高;②要求进行不同价态离子的分离,如软化处理;③需要对高分子量有机物与低分子量有机物进行分离,如葡萄酒脱醇;④盐和对应的酸的分离;⑤有机物和无机物的分离,如染料脱盐、乳清浓缩脱盐和饮用水净化。
纳滤膜具有热稳定性、耐酸、耐碱和耐溶剂等优良性质,在废水的有价物质回收中起到不可估量的作用,广泛地应用于各种有机废水的回收处理。比如农药废液处理、乳清和抗菌素脱盐、电镀废液中金属回收、各种石化废水处理等。在给水处理中,纳滤膜主要用于制备软化水、饮用纯净水,能有效地去除水中的色度、硬度和异味 。
试验研究及应用
(1)日用化工废水处理.用NF膜处理日用化工废水的应用研究表明NF膜耐酸碱,有优良的截留率,对重金属有很好的去除率,不存在膜污染问题.据估计,由于NF膜的运行费用低于反渗透技术,对有机小分子有良好的脱除率,可能会覆盖90%以上的日用化工废水处理.
(2)石油工业废水处理.
石油工业废水主要包括石油开采和炼制过程中产生的含各种无机盐和有机物的废水,其成分 非常复杂,处理难度大.采用膜法特别是NF法与其他方法相给合,既可有效处理废水还可以 回收有用物质.例如,先用NF膜将原油废水分离成富油的水相和无油的盐水相,然后把富油 相加入到新鲜的供水中再进入洗油工序,这样既回收了原油又节约了用水.以前多采用反渗 透 和相分离结合的方法处理石油工业废水,但存在着膜污染严重的问题,如果在反渗透前加一NF膜,就可以解决膜污染的问题.石油工业的含酚废水中主要含有苯酚,甲基酚,硝基酚以 及各类取代酚,此类物质的毒性很大,必须脱除后才能排放,若采用NF技术,不仅酚的脱除 率可达95%以上,而且在较低压力下就能高效地将废水中的镉,镍,汞,钛等重金属高价离子脱除,其费用比反渗透等方法低得多.
(3)杀虫剂废水处理.一般的水处理方法不能除去污染水中的低分子有机农药.通过研究NF膜对不含酚杀虫剂的截留性能发现除了二氯化物以外,其他杀虫剂的截留 率均高于96.7%,所有杀虫剂在NF膜上的吸附能力均受其疏水性的影响.采用NF处理含有酚 类杀虫剂的废水也十分有效.
(4)化纤,印染工业废水处理.NF可以用于印染过程排水中染料及助剂的脱除和回用.处 理染料聚合浆料时,由于大多数染料的分子量在几百到几千,NF膜可以让一些无机盐或小分 子通过,而对较大的染料分子进行截取,粗染料浆液经NF系统后,染料可以富集,而无机盐 的浓度下降,脱盐率大于98%,染料损失率小于0.1%,而且可以在高温下运行.此外,NF还 可以用于纤维加工过程中的含油废水的处理及回收再利用.
(5)生活污水处理.采用常用的生物降解和化学氧化相结合的方法处理生活污水时,氧化 剂的消耗很大,残留物多.如果在它们之间增加一个NF系统,让能被微生物降解的小分子( 分子量小于100)通过,不能生物降解的有机大分子(分子量大于100)被截留下来经化学氧化 后再生物降解,这样就可以充分发挥生物降解的作用,节省氧化剂或活性炭的用量,降低最 终残留物的含量.
(6)热电厂二次废水的治理及回收利用.热电厂的二次废水主要来自冲灰,除尘及冷却系统,此类废水中含有大量的悬浮固体,灰份 及高含量的盐份和部分有机物.利用NF可以把这一类废水处理成工业回用水.首先用微滤除 去水中的全部悬浮颗粒,质量分数为99%的BOD,98%的COD,73%的总氮和17%的总磷,同时将水中的菌落总数降到3~4个/L,然后加酸降低pH以除去CO2,最后再经NF脱盐,达到锅炉用水的质量.澳大利亚太平洋热电厂的Eraring发电站已用NF对此类废水进行处理,每天处理1 000~15 000 m3废水,既减轻了市政供水系统的负荷,每年又可为热电厂节约 操作费用80万美元.该热电厂准备扩大发电规模,用水量也相应增大,估计到2010年,处理 此类废水量将达5 000 m3/d,效益极其可观.
(7)酸洗废液处理.钢厂的酸洗工序是将钢材浸入质量分数为20%左右的硫酸酸洗槽中进行 酸洗.随着酸洗的进行,硫酸浓度逐渐降低,硫酸亚铁浓度不断增高,当溶液中硫酸的质量 分数降至6%~8%,生成的硫酸亚铁浓度超过200~250 g/L时,酸洗速率下降,必须更 换酸洗液,排放酸洗废液.酸洗好的钢材必须用清水进行冲洗以除去表面的酸性物质,又造 成了废酸水的外排.为了保护环境,节约资源,可采用NF工艺处理酸洗废液.利用NF膜对硫 酸和硫酸亚铁截留率的不同,先将硫酸亚铁截留在浓缩液中,然后将浓缩液送入冷却结晶罐,冷却结晶出FeSO4·7H2O;透过液再经能截留硫酸的另一NF膜组件,截留后浓缩为20%的 硫酸,再生酸液回收利用,透过液则排至废酸水站,进一步处理排放或回收.这一工艺回收 了硫酸和硫酸亚铁,同时实现了酸洗废液的回收综合利用和废酸水达标排放的目的.
(8)造纸废水处理.采用NF膜技术替代传统的化学处理 法能更为有效地除去深色木质素.木浆漂白过程产生的氯化木质素 是带负电的,容易被带负电性的NF膜截留,并且对膜不会产生污染.另外,因为整个处理过程中对阳离子(Na+)的脱除率并没有严格要求,采用反渗透技术就显得没有必要 .采用超滤/纳滤处理牛皮纸制造废水有很好的效果。
工程应用
纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间,其对二价和多价离了及分子量在200~1000之间的有机物有较高的脱除性能,而对单价离子和小分子的脱除率则较低。而且,与反渗透过程相比,纳滤过程的操作压力更低(一般在1.0Mpa左右);同时由于纳滤膜对单价离子和小分子的脱除率低,过程渗透压较小,所以,在相同条件下,纳滤与反渗透相比可节能15%左右[3]。因而在水处理中,纳滤被广泛应用于饮用水的浓度净化、水软化、有机物和生物活性物质的除盐和浓缩、水中三卤代物前躯物的去除、不同分子量有机物的分级和浓缩、废水脱色等领域。
Sibille等研究了法国Auverw-sur-Oise市的地下水,对纳滤和生物处理饮用水(臭氧—生物活性炭过滤)进行了对比。结果表明,纳滤可以显著提高饮用水的水质,减少细菌数量和有机物的浓度,从而使后续消毒更有效,也减少了三氯甲烷的形成。但是,研究又指出,少量极易被细菌等吸收的可生物降解的有机物质(BOM:BiologicalOrganicMatter)、可同化有机碳(AOC:AssimilableOrganicCarbon)也能透过纳滤膜。
虽然,纳滤技术的工程应用在美国、日本等国家的给水行业中已经得到大规模的推广,但在我国,将纳滤技术广泛地应用于工程实践的条件还不成熟,尚处于尝试阶段、本要问题是国产纳滤膜的性能指标不够过关。已有工程实例的报道,如国内首套工业化大规模膜软化系统——山东长岛南隍城纳滤示范工程,是纳滤技术在高硬度海岛苦咸水净化的实际应用。该工程由国家海洋局杭州水处理中心设计,于1997年4月正式投入生产淡水,系统连续正常运行27个月,淡化水符合国家生活饮用水卫生标准。
有关学者曾采用纳滤膜对某市自来水(以污染严重的淮河水为原水)进行深度处理试验,研究了纳滤循环制水试验工艺的效果。结果表明,循环试验工艺与单级纳滤工艺相比,在同样较低的压力下,出水率较高,并且能耗降低,减少了浓水排放。即使在回收率较高(80%)的情况下,膜出水中的总有机碳(TOC)仍比自来水低50%;对致会变物的去除十分显著,使Ames试验阳性的水转为阴性。
纳滤膜应用问题
纳滤膜有较高的膜通量,可以截留有机及无机污染物,而对人体必需的一些离子又有较大的透过率,因此,把纳滤膜应用于饮用水的深度净化较其它的膜分离技术有较大的优势。把钢滤膜应用于给水处理领域的主要问题是:
这三个问题是膜分离的基本问题,也是纳滤膜法水处理技术难以广泛应用的主要原因。世界各国的水处理工作者正在进行广泛的研究,寻求解决这些问题的途径。纳滤技术在给水处理领域的推广应用还依赖于这些问题的进一步解决。
D. 紫外光催化在污水领域的应用前景以及一些利弊希望内行者回答发表个人观点,那些到处粘贴者莫来回答
光化学氧化法是在化学氧化和光辐射的共同作用下,使氧化反应在速率和氧化能力上比单独的化学氧化、辐射有明显提高的一种水处理技术。光氧化法均以紫外光为辐射源,同时水中需预先投入一定量氧化剂如过氧化氢,臭氧或一些催化剂,如染料、腐殖质等。它对难降解而具有毒性的小分子有机物去除效果极佳,光氧化反应使水中产生许多活性极高的自由基,这些自由基很容易破坏有机物结构。属于光化学氧化法的如光敏化氧化,光激发氧化,光催化氧化等[6]。
光激发氧化法是以臭氧、过氧化氢、氧和空气等作为氧化剂,将氧化剂的氧化作用和光化学辐射相结合,可产生氧化能力很强的自由基。紫外—臭氧联用技术可以氧化臭氧所不能氧化的微污染水中的有机物,如三氯甲烷、六氯苯、四氯化碳、苯,使之变成CO2和H2O,降低水中的致突变物活性,其氧化效果比单独使用UV和O3要好。但是,紫外—臭氧工艺对有机物或THMs的去除能力还有待进一步探讨,而且该工艺费用较高,还不容易推广应用。
光催化氧化法是在水中加入一定数量的半导体催化剂,它在紫外线辐射下也能产生强氧化能力的自由基,能氧化水中的有机物,常用的催化剂有TiO2。该方法的强氧化性、对作用对象的无选择性与最终可使有机物完全矿化的特点,使光催化氧化在饮用水深度处理方面具有较好的应用前景。但是TiO2粉末颗粒细微,不便加以回收,同传统净水工艺相比,光催化氧化处理费用较高,设备复杂,近期内推广使用受到限制。光催化氧化投入实际应用所需要解决的主要问题是确定长期运行过程中催化剂中毒情况及寻求理想的再生方法;解决催化剂的分离回收或固定化问题;反应器的设计及提高光能利用率等。可以预见,随着研究的不断深入,光催化氧化必将越来越得到重视[7]。
光敏化降解主要的研究对象是水环境中的石油污染物直链烷烃。敏化剂能够从直链烷烃的碳原子上夺取氢原子后生成羟基,在氧的作用下使其降解为酮、烯、醛、醇等。这些化合物均比烷烃更加容易被水环境中的微生物所降解。光敏化降解常用的敏化剂是蒽醌[8]。
光化学氧化法目前尚处于研制阶段,由于运行成本较大,尚难大规模的在生产中应用,但该项技术发展很快,在生产上的应用将为期不远。
光触媒也称光催化材料,主要是由于光触媒材料经光线照射后,可能产生活性物质。现光触媒的主要成份是锐钛矿型二氧化钛,要以纳米TiO2掺杂某些金属或金属氧化物制成。纳米二氧化钛在经光照后吸收能量,其价带电子被激发到导带,形成了电子和空穴与吸附于其表面的O2和H2O作用,可以生成超氧化物阴离子自由基。纯的二氧化钛禁带较宽,价带电子不易跃迁,可将二氧化钛掺杂,并减小粉体细度至纳米级。这样可大大提高光催化率。这些自由基具有光触化分解有害气体、有机污染物和光催化抗菌的功能,可广泛应用于空气净化和污水处理等领域。
因此,光触媒可用于抗菌、防污、易洁、空气净化、水质净化等作用。添加光触媒的材料在光照条件下(尤其是紫外光)可对接触材料的细菌产生杀灭作用,当环境大气或水中的污染物,如有机化合物、臭味、氮氧化物、细菌等与光触媒发出的自由基接触时,将会被氧化分解,使将环境大气或水中的污染物降解或矿化。
E. THMs是什么
三卤甲烷(Trihalomethanes)
F. 消毒工艺论文:污水处理几种消毒工艺技术经济比较
1 污水消毒工艺的技术比较
消毒方法可分为物理消毒法和化学消毒法。物理消毒法主要利用加热、冷冻、辐照等方法对微生物的遗传物质核酸进行破坏而达到消毒目的,工程中常用的物理消毒方法主要有紫外线消毒法等。化学消毒法是利用消毒剂的强氧化性来破坏微生物的结构而达到消毒的目的,工程中常用的化学消毒方法有液氯消毒、-30-
二氧化氯消毒、臭氧消毒以及新型活性氧消毒( 如单过硫酸氢钾)等。
1.1 氯消毒
氯与水反应时,一般产生“歧化反应”,生成次氯酸(HOCl) 和盐酸(HCl)。其反应式为:
Cl2+H2O = HOCl+Cl-+H+
氯的灭菌作用主要是次氯酸,因为它是体积很小的中性分子,能扩散到带有负电荷的细菌表面,具有较强的渗透力,能穿透细胞壁进入细菌内部。氯对细菌的作用是破坏其酶系统,导致细菌死亡。而氯对病毒的作用,主要是对核酸破坏的致死性作用。
自从20 世纪初,氯化法就广泛地应用于水消毒工艺。目前,氯化法消毒仍是应用最广的化学消毒方法,其主要特点是:
1)处理水量较大时,单位水体的处理费用较低。
2)水体氯消毒后能长时间地保持一定数量的余氯,从而具有持续消毒能力。
3)氯消毒历史较长,经验较多,是一种比较成熟的消毒方法。江心洲污水处理厂原先选择这样的消毒工艺肯定也是考虑到氯消毒的这些特点。
但据研究发现氯消毒至今已知的消毒副产物已经有500 种以上,但是绝大多数的浓度只有微克/ 升(μg/ L)
级,且许多消毒副产物未作进一步的研究。在大量的消毒副产物中,目前集中研究的只有三卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈、卤代酮、卤代醛、卤代酚等20 余种, 其中对于THMs
的致癌性已有共识,其它大部分具有一般毒性,部分具有致突性。THMs
等卤化有机物的产生主要是水体中的有机物与氯作用的结果,而城市生活污水中含有大量的有机物,经氯消毒后,会生成卤化有机物等消毒副产物,随污水进入地面水体,污染水源,并对鱼类等水生生物产生毒害作用。氯消毒的副产物已经引起了广泛的关注,我国新型颁布的水质指标中就明确增加对卤代产物的控制,新标准将在2012
年7 月1 号之前全部实施,因此,改变江心洲污水处理厂目前的氯消毒工艺势在必行。
1.2 二氧化氯消毒
二氧化氯也是一种强氧化剂,其氧化能力是氯的25 倍,消毒能力仅次于臭氧,高于氯。试验表明,二氧化氯在控制THMs
的形成和减少总有机卤方面,与氯相比具有优越性,二氧化氯与水中的腐殖酸和富里酸等腐殖质都不会生成THMs,即使在饮水消毒过程中,投加少量的二氧化氯,也能有效地抑制THMs
的生成。二氧化氯是广谱型消毒剂,对水中的病原微生物包括:病毒、芽孢、真菌、致病菌及肉毒杆菌均有很高的灭活效果,有剩余消毒能力,二氧化氯对孢子和病毒的灭活作用均比氯有效,并且在高pH
值与含氨的水中灭菌效果不受影响。另外,二氧化氯去除水中的色度、嗅、味的能力也较强。
制备二氧化氯的起始原料有氯酸钠和亚氯酸钠,
因亚氯酸钠不能贮存,必须现场制取及时使用,且亚氯酸钠价格昂贵,成本较高,所以现在一般用氯酸纳制备二氧化氯的比较多。为了全面了解二氧化氯工艺,
江心洲污水处理厂委托某环保公司专门设计了一整套的工程方案。工程方案中以二氧化氯发生器来制备二氧化氯,其反应式为:
2NaClO3 + 4HCl = 2ClO2 + 2NaCl + Cl2 + 2H2O
但在与该公司的技术沟通中,我们了解到不管是用亚氯酸钠还是氯酸钠制备二氧化氯,它们在消毒过程中都会产生消毒副产物,当反应不完全时,自由性氯同样会与有机物反应,有可能生成THMs,所以使用二氧化氯也要追加一定的安全管理成本。
1.3 臭氧消毒
臭氧是强氧化剂,臭氧化和氯化一样,既起消毒的作用,也起氧化作用,但是臭氧的消毒能力和氧化性都比氯强,能氧化水中的有机物,并能杀死病毒、芽孢及细菌。臭氧都是在现场用空气或纯氧通过臭氧发生器制取,产率分别为1%-3%
和2%-6%。
根据目前的研究可以发现:
1)臭氧消毒反应迅速,杀菌效率高,同时能有效地去除水中残留有机物、色、嗅、味等,受pH 值、温度的影响很小。
2)臭氧能够减少水中THMs 等卤代烷类消毒副产物的生成量。
3)臭氧消毒可以降低水中总有机卤化物的浓度。
由于臭氧消毒工艺目前在大型城市污水处理厂运用的较少,另外臭氧稳定性差容易分解为氧气,故不能瓶装贮存和运输,必须现场制备及时使用,设备投资大,电耗大,成本较高;运行管理比较复杂。所以江心洲污水处理厂在选择的替代消毒工艺中并没有考虑臭氧工艺。
1.4 紫外线消毒
紫外线根据生物效应的不同,按照波长划分为A、B、C、D 四个波段,水处理领域的消毒主要采用的是C
波段紫外线。水的紫外线消毒,是一种光化学效应。研究表明,紫外线主要是通过对微生物(细菌、病毒、芽孢等病原体)的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死从而达到消毒的目的。微生物的核酸分子吸收光谱的范围是240nm
~ 280 nm,对波长260nm 的紫外线有最大吸收,而低压紫外线消毒灯所产生的光波波长其中心辐射波长是253.7 nm,正好与之相符合。 -31-
紫外线消毒是一种物理方法,相比于化学方法,
它的优点也很多。它不向水中增加任何物质,没有副作用,不会产生消毒副产物,它的消毒速度快﹑效率高﹑占地面积小;设备操作简单,便于运行管理和实现自动化等。然而,紫外线的灭菌作用只在其辐照期间有效,所以被处理的水一旦离开消毒器就不具有残余的消毒能力,容易遭受二次污染,所以当细菌未被灭活而进入后续系统,就无法阻止其粘附在下游管道表面并繁衍后代;只有吸收紫外线的微生物才会被灭活,因此对于悬浮固体很多水质较差的水,例如污水,
由于悬浮固体可以庇护微生物使其免遭伤害,消毒效果很难保证。尤其江心洲污水处理厂日处理为64 万吨,
如果其处理效果不理想的话,这么大量的出水势必会对接纳水体长江造成巨大的污染。另外,由于紫外线消毒采取的是明渠,而我厂为接触池,需要进行部分的土建改造。
1.5 活性氧消毒剂( 以单过硫酸氢钾为例)
单过硫酸氢钾复合物溶于水后,经过循环链式反应,连续持久产生新生态氧「O」:
HSO5- → HSO4- +「O」
HSO4- + 2H2O → HSO5- + 2H+ + 2e
复合物在水中释放出一定浓度的超氧自由基「ROOO」,反应活性大,氧化能力极强,可以使细胞中的单糖、多糖、蛋白质、DNA、RNA 等发生氧化,
遭受损伤与破坏。活性氧自由基在极低浓度时就能完全杀灭水中的原生动物、藻类、孢子细菌等策生物, 剩余的基因及微生物尸体均可被分解成H2O、CO2、O2
及无机盐类,没有药剂残留。
单过硫酸氢钾复合物溶于水后具有如下的特点:
(1)氧化能力强,杀灭效率高,不但能杀灭水中的各种微生物,还能杀灭原虫和藻类。
(2)可直接氧化水中的腐植物及三卤甲烷前体物,因此反应不产生三卤甲烷(thm)、卤乙酸和其它有害物质。
(3)能破坏水中的酚类、硫化物类、氰化物类、亚硝酸类及其它有害化合物,特别是对酚类控制效果好,不产生有厌氧气味的氯酚,提高了水质和除臭作用,同时能和水中有色、味的有机物反应,脱去其色和味,改善水的味道。
(4)在水中通过链式反应,维持微量新生态[O] 氧和活性氧自由基[ROOO]
使其氧化能力稳定,作用持久,可以防止水中的再次污染。通过它的特点我们可以看出其消毒剂的消毒能力是强于液氯的,而同时又不产生消毒副产物,还有它的作用持久以及氧化能力的稳定又是紫外线工艺所不能及的。
考虑采用此工艺设计变更,可以很好的利用现有的已经建成的管道、水泵等设备,另外,溶药罐也可以从一级加药处理的投资设备中调剂使用,不需要增加更多的投资。
2 污水消毒工艺的经济比较
通过对比以上这些工艺的特点,单过硫酸氢钾为代表的活性氧消毒工艺显示出了超出其它工艺的优点。但是否适合投入到污水处理的消毒中还需要看他们的实际投资及运行成本,所以,下面我们又对其投资运行的经济性做了比较。
以江心洲污水处理厂64 万吨/ 日处理量为例, 设备投资按照10 年使用寿命周期计算。
说明:从上表我们可以分析得出,紫外线消毒的投资成本最高,活性氧的投资成本最低;液氯的运行成本最低,活性氧的运行成本最高。
3 结论
(1)传统的化学消毒工艺消毒液氯和二氧化氯, 都比较容易产生副产物,安全管理成本较高。(2) 臭氧消毒工艺由于在大型污水处理厂使用的并不多,
而且它的投入成本较大,运营管理成本也很高。(3)
物理的方法紫外线消毒由于它对水质要求比较高,设备投资和运行维护费用也较高,以及后续的消毒效果差也没有显示出优势来。(4)新型的活性氧消毒剂在水处理过程中体现出了高效、安全等优势,同时操作简单,工艺也不复杂,适合大、中、小型污水处理厂。(5)江心洲污水处理厂针对目前的设备设施现状,
如果要完善液氯的所有设施及安全用具,其投资不会低于100 万元;如果通过设计变更,采用活性氧消毒工艺,需要增加36
万元的投资;采用二氧化氯消毒工艺;需要增加投资200 万元元;采用紫外线消毒工艺, 需要增加投资800~1000
万元。经综合技术经济分析比较,以及今后消毒运行的实际情况,我们最终建议了江心洲污水处理厂采用活性氧消毒工艺的变更。
G. 污水氨氮检测方法
如果是测定污水中氨氮的含量的话,有快速测定的试纸可以用的,但是一内般测定的结果不够容精确,现在一般情况下,企业都会选择买氨氮测定仪,检测起来也是十分的方便快捷的,但是价格上相对试纸来说就会高很多。
国外的品牌比较贵,国内的我们之前用过一款测COD的,是TR-108B的型号的,他们也有做氨氮,可以咨询一下。
看你的实际需求吧,然后测定试纸或者是测定仪器都是可以得
H. Fenton试剂的废水处理中的应用
纺织印染废水的组成复杂,是一种难降解的有机废水,如何对其进行无害化处理一直受到研究者的关注。采用Fenton氧化技术处理印染废水具有高效、低耗、无二次污染的优点。
叶招莲和陈育红采用Fenton氧化针对酸性大红染料模拟废水进行了处理研究。研究发现H2O2与 FeSO4的比值在3~6(质量比)之间时COD的降解率最高。
顾平等对Fenton试剂处理活性黑KBR染料废水进行了研究。研究结果表明,当染料浓度为400mg/L,双氧水投量为0.4ml/L,硫酸亚铁投量为300mg/L时,脱色率能达到96%,COD去除率为70%,最佳初始pH值为3。 酚类废水广泛存在于多种工业废水中,这种废水较难降解,且对微生物有毒害作用。在处理过程中,一般采用化学氧化法先对含酚废水进行预处理以降解其毒性,然后再用生物处理,在所有的氧化工艺中,Fenton氧化苯类及酚类物质所需的时间最短,因而,可望在此类废水的处理中得到广泛应用。
Lou.J . C 等以苯、甲苯和二甲苯的混合物(BTX)作为模拟化合物进行Fenton反应试验,结果表明:二甲苯可以用Fenton 法处理,当H202 :BTX:Fe = 12 :1:60 时,溶解的BTX可以在10min 内完全消失。
刘勇弟等用Fenton试剂处理含酚废水得出pH值3~4左右,H202 的用量为COD 值的115倍理论量时处理效果较好。许多文献报道[8,9,10]都认为,Fenton试剂氧化氯酚类物质的反应是以自由基反应历程进行的。 随着饮用水原水水质的恶化及饮用水标准的提高,Fenton氧化法在饮用水处理中也得到了广泛的应用,主要集中在对卤代物的去除。Watter Z Tang等对Fenton法处理饮用水中的四种三卤代烷的动力学情况进行了深入研究,结果发现:对不同浓度的溴仿,当pH=3.5时,过氧化氢和亚铁离子的最佳摩尔比为1.9~3.7时溴仿在3min时的降解率可达85%,降解机理符合准一级动力学方程,但在此过程中氯仿并没有发生降解。这说明Fenton试剂更易降解三溴甲烷。
此外,很多研究表明Fenton试剂可以有效的降解饮用水中的THMs,即使含量很少的情况,并且研究发现Fenton试剂还可以将THMs的前体物氧化成二氧化碳和水,从而解决了饮用水处理过程中的难点问题。
I. 万cod怎么处理,还有关于臭氧的cod去除率
万cod怎么处理,还有关于臭氧的cod去除率
工业废水处理---臭氧系统,能够处理几乎所有类型的废水。废水臭氧氧化的运行条件取决于行业种类和废水种类。这些运行过程可以按下列方式分类:
*整个处理流程(单纯化学工艺,化学/生物和化学/生物/物理的组合工艺)
*应用(用于水循环使用的室内预处理,或用于间接排放到公共水设施的水及用于直接排放至河流和海湾的管网末端的水处理)
*去除化合物(有毒或有色物质的氧化转化,降低综合参数(DOC或COD),,消毒或去除颗粒物)
通常采用臭氧氧化可生物降解过程相组合工艺,可降低臭氧用量和运行费用。(即O3-生物处理-O3系统)。
一、消毒
在废水排入受纳水体之前,需要对废水进行消毒以达到一定的水质标准,如希望将处理过的水直接作为灌溉用水或工艺用水时更应进行消毒,而且要比饮用水的臭氧投加量更多。最常用的消毒剂是用氯和二氧化氯用于消毒,而氯可形成众所周知的卤化消毒副产物(尤其是三卤甲烷,THMS),由于生成潜在的消毒副产物,因此人们对臭氧的用途越来越感兴趣。
在进行化学消毒的设计时,经常使用Chick-Watson定律中的ct值的概念(游离消毒剂浓度c乘以有效接触时间t)。大量过去和最近的研究证实,分子态的臭氧是一种十分有效而且很有前途的消毒剂,效果优于游离段凳氯、二氧化氯。
二、无机化合物的氧化
为了破坏废水中的有毒物质而对无机化合物进行臭氧氧化,主要局限于氰化物的去除。在金属加工和电子工业的电解处理工艺中,氰化物使用频繁,它可以以游离态CN-的形成存在,但是更多的配闭情况下是与铁或铜结合,以硌合物形态存在。在氰离子浓度培燃裂高于5mg/L时,臭氧与游离氰离子反应速度很快,表明反应可能由传质过程控制,而络合的氰化物对于分子态臭氧的攻击作用非常稳定。通过臭氧氧化可以去除亚硝酸盐(NO2-)和硫化物(H2S/2-)。这两类物质与臭氧反应速度都很快。
三、有机化合物的氧化
工业废水中带来问题的物质大部分是有机物。通常,要处理所含物质不同、浓度各异的混合液(浓度可以从mg/L到g/L)。废水臭氧处理的主要任务是:
*转化有毒化合物
*对溶解有机碳(DOC)中生物难降解的成分进行部分氧化,目的在于提高后续的生物降解性能.
*去除色度
与饮用水处理相似,很难用经济的方法将DOC完全矿化,建议采用臭氧氧化与其他工艺组合的方法。处理过程的成功与否是用总体DOC去除来衡量。臭氧氧化系统已经用于处理废水,如垃圾渗滤液、纺织、制药和化学工业的废水。这些水中的主要污染物是难降解有机物,可分类如下:
*垃圾渗滤液中的腐殖质(褐色或黄色)和可吸附的有机卤化物(AOX)
*纺织废水中的有色(聚)芳香簇化合物(这类物质常常与大量金属离子Cu,Ni,Zn,Cr)混合在一起)
*制药和化学工业产生的有毒或杀生性物质(例如农药)
*化妆品和其他工业产生的表面活性剂
*纸浆和造纸废液中的COD及有色物质在废水臭氧氧化系统中,最常见的运行问题是产生泡沫,形成草酸钙、碳酸和氢氧化铁(Fe(OH)3)淀物,他们很容易阻塞反应器、管道或阀门,和会对泵造成损坏。
J. 臭氧在水处理中起到怎样的作用
1、臭氧在工业上起到的作用
工业上用电晕放电法来制取臭氧,这样生产出来的臭氧适用于初步处理含烷基苯磺酸钠、焦油、COD、BOD、污泥、氨氮等污染物的污水。
2、臭氧在生活上起到的作用
用于处理含Fe2+、Mn2+、氰、酚、亲水性染料、细菌等生活污水。 由于水资源愈来愈紧张,工业及城市生活污水处理后经常回用,这就需要提高污水的处理标准。利用臭氧对水进行深度处理,可除掉水中各种杂质,从而达到回用标准。
3、臭氧在医院污水起到的作用
臭氧处理医院污水可消毒灭菌。若采用臭氧处理医院污水,可截断传染源,免除后顾之忧。并且臭氧在几分钟之内可以将病毒全部杀死,比当量氯气快200~3000倍。
4、臭氧在锅炉循环水起到的作用
在循环冷却水中,需对水进行深度处理,臭氧可以除去形成污垢的杂质,防止阻塞管道。当然,要达到此目的必须先将氨除尽,否则其还原性会分解残余臭氧,不利于保持臭氧的氧化效率,通常残余臭氧保持在0.5mg/L左右为宜。
5、臭氧在饮用水上起到的作用
采用臭氧消毒灭菌不存在任何对人体有害的残留物(如用氯消毒有致癌的卤化有机物产生),对提高饮用水的消毒质量问题非常有效。地表水中含有各种有机、无机以及各种细菌、病毒。地表水用臭氧进行深度处理后,基本上可以达到优质饮用水标准。
6、臭氧在其他水处理起到的作用
应用臭氧消毒游泳池水在国外十分普遍。经臭氧消毒后,游泳池池水清澈透明,彻底解决了氯消毒刺激眼睛、皮肤的问题。部分经济发达地区也采用臭氧消毒游泳池水,效果较好。