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  • 水处理

    水处理是指通过一系列水处理设备将被污染的工业废水或河水进行净化处理,以达到国家规定的水质标准。水处理(包括给水处理、污废水及雨水处理等)是指水经人为或自然现象,而改变其内容物成份变化的过程。人工的水处理可分为将自然界的水处理之后为人类使用,和将人使用过后的废水加以处理后排入大自然中。处理的方式包括物理处理和化学处理。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 水处理 英文名: Water treatment
    定义: 加工原水为生活、工业用水的过程
    作用: 净化 分 类: 物理处理、化学处理

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    简介/水处理 编辑

    水处理水处理

    水处理是指通过一系列水处理设备将被污染的工业废水或河水进行净化处理,以达到国家规定的水质标准,这一全过程叫做水处理。简单讲,“水处理”便是通过物理的、化学的手段,去除水中一些对生产、生活不需要的物质的过程。是为了适用于特定的用途而对水进行的沉降过滤混凝絮凝,以及缓蚀、阻垢等水质调理的过程。由于社会生产、生活与水密切相关,因此,水处理领域涉及的应用范围十分广泛,构成了一个庞大的产业应用。

    基本概念/水处理 编辑

    水处理水处理
    为达到成品水(生活或生产的用水和作为最后处置的废水)的水质要求而对原料水(原水)的加工过程。

    1、加工原水为生活或工业的用水时,称为给水处理;

    2、加工废水时,则称废水处理。废水处理的目的是为废水的排放(排入水体或土地)或再次使用。

    循环用水系统以及水的再生处理中,原水是废水,成品水是用水,加工过程兼具给水处理和废水处理的性质。水处理还包括对处理过程中所产生的废水和污泥的处理及最终处置,有时还有废气的处理和排放问题。水的处理方法可以概括为三种方式:①最常用的是通过去除原水中部分或全部杂质来获得所需要的水质;②通过在原水中添加新的成分来获得所需要的水质;③对原水的加工不涉及去除杂质或添加新成分的问题。

    水中杂质和处理方法  水中杂质包括挟带的粗大物质、悬浮物、胶体和溶解物。粗大的物质如河中漂浮的水草、垃圾、大型水生物、废水中的砂砾以及大块污物等。给水工程中,粗大杂质由取水构筑物的设施去除,不列入水处理的范围。

    废水处理中,去除粗大的杂质一般属于水的预处理部分。悬浮物和胶体包括泥沙、藻类、细菌、病毒以及水中原有的和在水处理过程中所产生的不溶解物质等。溶解物有无机盐类、有机化合物和气体。去除水中杂质的处理方法很多,主要方法的适用范围可以大致按杂质的粒度来划分。由于原水所含的杂质和成品水可允许的杂质在种类和浓度上差别很大,水处理过程差别也很大。

    就生活用水(或城镇公共给水)而论,取自高质量水源(井水或防护良好的给水专用水库)的原水,只需消毒即为成品水;取自一般河流或湖泊的原水,先要去除泥沙等致浊杂质,然后消毒;污染较严重的原水,还需去除有机物等污染物;含有铁、锰的原水(例如某些井水),需要去除铁、锰。生活用水可以满足一般工业用水的水质要求,但工业用水有时需要进一步的加工,如进行软化、除盐等。

    当废水的排放或再用的水质要求较低时,只需用筛除和沉淀等方法去除粗大杂质和悬浮物(常称一级处理);当要求去除有机物时,一般在一级处理后采用生物处理法(常称二级处理)和消毒;对经过生物处理后的废水,所进行的处理过程统称三级处理或深度处理,如当废水排入的水体需要防止富营养化所进行的去除氮、磷过程即属于三级处理。当废水作为水源时,成品水水质要求以及相应的加工流程随其用途而定。理论上,现代的水处理技术,可以从任何劣质水制取任何高质量的成品水。

    方法分类/水处理 编辑

    水处理水处理

    水处理的过程,实际是按原水水质和成品水水质的差距所设计的、所以对原水必须采取的加工程序。

    每一工序对原水产生一个物理的、化学的或微生物学的效果。一个工序一般在一个处理设备中完成,但也有在一个处理设备中完成几个工序的。一个工序或几个工序的组合可以构成一个水处理的单元方法,如混凝沉淀过滤消毒就是最常用的给水处理单元方法。

    按所应用的理论基础可以把各种单元方法划分为物理化学法和生物法两大类。

    凡是以物理的或化学的(包括物理化学的)或兼用两者的原理为理论基础的处理方法,都纳入物理化学法。凡是以微生物的生命活动为理论基础的处理方法,都纳入生物法,也称生物化学法。

    也可以借化学工程学中的单元操作和单元过程的概念,把各种处理工序划分为单元操作(不产生化学反应,如液体运输、沉淀、过滤、反渗透等)和单元过程(产生化学反应,如凝聚、消毒、化学沉淀、生物氧化等)两类。

    典型流程  

    ①从一般河水制取成品水的流程。

    ②从污染较重的河水制取成品水的流程。 

    ③从城市供水制取高纯水的流程。

    ④兼除铁、锰井水处理的流程。

    ⑤废水生物处理的流程。

    废水物化处理的流程。

    水处理工艺/水处理 编辑

    污水处理一般来说包含以下三级处理:一级处理是它通过机械处理,如格栅、沉淀或气浮,去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、铁离子、锰离子、油脂等。二级处理是生物处理,污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。三级处理是污水的深度处理,它包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。可能根据处理的目标和水质的不同,有的污水处理过程并不是包含上述所有过程。

    处理方法/水处理 编辑

    水处理水处理

    水处理(water treatment)对水源水或不符合用水水质要求的水,采用物理、化学、生物等方法改善水质的过程。

    水的处理方法可以概括为三种方式:①最常用的是通过去除原水中部分或全部杂质来获得所需要的水质;②通过在原水中添加新的成分来获得所需要的水质;③对原水的加工不涉及去除杂质或添加新成分的问题。

    软化水处理:用化学“树脂”处理,如硬水软化.

    常用的污水处理技术有生物化学法,如活化污泥法(Activated Sludge Process),生物结层法(Fixed Biofilm Processes),混合生物法(Combined Biological Processes)等;物理化学法,如粒质过滤法(Granular Media Filtration),活化炭吸附法(Activated Carbon Adsorption),化学沉淀法(Chemical Precipitation),膜滤/析法(Membrane Processes)等;自然处理法,如稳定塘法(Stabilization Ponds),氧化沟法(Aeratedor Facultative Lagoons),人工湿地法(Constructed Wetlands),化学色可赛思树脂处理法.

    水处理方法/水处理 编辑

    水处理水处理
    水处理工艺:

    污水处理一般来说包含以下三级处理:一级处理是它通过机械处理,如格栅、沉淀或气浮,去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、油脂等。二级处理是生物处理,污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。三级处理是污水的深度处理,它包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。可能根据处理的目标和水质的不同,有的污水处理过程并不是包含上述所有过程。

    机械处理工段

    机械(一级)处理工段包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物,以去除粗大颗粒和悬浮物为目的,处理的原理在于通过物理法实现固液分离,将污染物从污水中分离,这是普遍采用的污水处理方式。机械(一级)处理是所有污水处理工艺流程必备工程(尽管有时有些工艺流程省去初沉池),城市污水一级处理BOD5和SS的典型去除率分别为25%和50%。在生物除磷脱氮型污水处理厂,一般不推荐曝气沉砂池,以避免快速降解有机物的去除;在原污水水质特性不利于除磷脱氮的情况下,初沉的设置与否以及设置方式需要根据水质特注的后续工艺加以仔细分析和考虑,以保证和改善除磷除脱氮等后续工艺的进水水质。

    污水生化处理

    污水生化处理属于二级处理,以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的,其工艺构成多种多样,可分成活性污泥法、AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等多种处理方法。日前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。生物处理的原理是通过生物作用,尤其是微生物的作用,完成有机物的分解和生物体的合成,将有机污染物转变成无害的气体产物(CO2)、液体产物(水)以及富含有机物的固体产物(微生物群体或称生物污泥);多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离,从净化后的污水中除去。

    在污水生化处理过程中,影响微生物活性的因素可分为基质类和环境类两大类:

    一、基质类包括营养物质,如以碳元素为主的有机化合物即碳源物质、氮源、磷源等营养物质、以及铁、锌、锰等微量元素;另外,还包括一些有毒有害化学物质如酚类、苯类等化合物、也包括一些重金属离子如铜、镉、铅离子等。

    水处理水处理

    二、环境类影响因素主要有:

    (1)温度。温度对微生物的影响是很广泛的,尽管在高温环境(50℃~70℃)和低温环境(-5~0℃)中也活跃着某些类的细菌,但污水处理中绝大部分微生物最适宜生长的温度范围是20-30℃。在适宜的温度范围内,微生物的生理活动旺盛,其活性随温度的增高而增强,处理效果也越好。超出此范围,微生物的活性变差,生物反应过程就会受影响。一般的,控制反应进程的最高和最低限值分别为35℃和10℃。

    (2)PH值。活性污泥系统微生物最适宜的PH值范围是6.5-8.5,酸性或碱性过强的环境均不利于微生物的生存和生长,严重时会使污泥絮体遭到破坏,菌胶团解体,处理效果急剧恶化。

    (3)溶解氧。对好氧生物反应来说,保持混合液中一定浓度的溶解氧至关重要。当环境中的溶解氧高于0.3mg/l时,兼性菌和好氧菌都进行好氧呼吸;当溶解氧低于0.2-0.3mg/l接近于零时,兼性菌则转入厌氧呼吸,绝大部分好氧菌基本停止呼吸,而有部分好氧菌(多数为丝状菌)还可能生长良好,在系统中占据优势后常导致污泥膨胀。一般的,曝气池出口处的溶解氧以保持2mg/l左右为宜,过高则增加能耗,经济上不合算。

    在所有影响因素中,基质类因素和PH值决定于进水水质,对这些因素的控制,主要靠日常的监测和有关条例、法规的严格执行。对一般城市污水而言,这些因素大都不会构成太大的影响,各参数基本能维持在适当范围内。温度的变化与气候有关,对于万吨级的城市污水处理厂,特别是采用活性污泥工艺时,对温度的控制难以实施,在经济上和工程上都不是十分可行的。因此,一般是通过设计参数的适当选取来满足不同温度变化的处理要求,以达到处理目标。因此,工艺控制的主要目标就落在活性污泥本身以及可通过调控手段来改变的环境因素上,控制的主要任务就是采取合适的措施,克服外界因素对活性污泥系统的影响,使其能持续稳定地发挥作用。

    实现对生物反应系统的过程控制关键在于控制对象或控制参数的选取,而这又与处理工艺或处理目标密切相关。

    前已述及溶解氧是生物反应类型和过程中一个非常重要的指示参数,它能直观且比较迅速地反映出整个系统的运行状况,运行管理方便,仪器、仪表的安装及维护也较简单,这也是近十年我国新建的污水处理厂基本都实现了溶解氧现场和在线监测的原因。

    三级处理:

    三级处理是对水的深度处理,现在的我国的污水处理厂投入实际应用的并不多。它将经过二级处理的水进行脱氮、脱磷处理,用活性炭吸附法或反渗透法等去除水中的剩余污染物,并用臭氧或氯消毒杀灭细菌和病毒,然后将处理水送入中水道,作为冲洗厕所、喷洒街道、浇灌绿化带、工业用水、防火等水源。

    由此可见,污水处理工艺的作用仅仅是通过生物降解转化作用和固液分离,在使污水得到净化的同时将污染物富集到污泥中,包括一级处理工段产生的初沉污泥、二级处理工段产生的剩余活性污泥以及三级处理产生的化学污泥。由于这些污泥含有大量的有机物和病原体,而且极易腐败发臭,很容易造成二次污染,消除污染的任务尚未完成。污泥必须经过一定的减容、减量和稳定化无害化处理井妥善处置。污泥处理处置的成功与否对污水厂有重要的影响,必须重视。如果污泥不进行处理,污泥将不得不随处理后的出水排放,污水厂的净化效果也就会被抵消掉。所以在实际的应用过程中,污水处理过程中的污泥处理也是相当关键的。

    一般水处理方法及原理

    常用的水处理方法有:(一)沉淀物过滤法、(二)硬水软化法、(三)活性炭吸附法、(四)去离子法、(五)逆渗透法、(六)超过滤法、(七)蒸馏法、(八)紫外线消毒法等,现在将这些处理法之原理及功能在此一一说明。

    一、沉淀物过滤法的目的是将水源内之悬浮颗粒物质或胶体物质清除乾净。这些颗粒物质如果没有清除,会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法,所以这个步骤常用在水纯化的初步处理,或有必要时,在管路中也会多加入几个滤器(filter)以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多,例如网状滤器,沙状滤器(如石英沙等)或膜状滤器等。只要颗粒大小大於这些孔洞之大小,就会被阻挡下来。对於溶解於水中的离子,就无法阻拦下来。如果滤器太久没有更换或清洗,堆积在滤器上的颗粒物质会愈来愈多,则水流量及水压会逐渐减少。人们就是利用入水压与出水压差来判断滤器被阻塞的程度。因此滤器要定时逆冲以排除堆积其上的杂质,同时也要在固定时间内更换滤器。

    沉淀物过滤法还有一个问题值得注意,因为颗粒物质不断被阻拦而堆积下来,这些物质面或许有细菌在此繁殖,并释放毒性物质通过滤器,造成热原反应,所以要经常更换滤器,原则上进水与出水的压力落差升高达到原先的五倍时,就需要换掉滤器。

    二、硬水的软化需使用离子交换法,它的目的是利用阳离子交换树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子,*此来降低水源内之钙镁离子的浓度。其软化的反应式如下:

    Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1

    Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1

    式中的EX表示离子交换树脂,这些离子交换树脂结合了Ca2+及Mg2+之後,将原本含在其内的Na+离子释放出来。

    现在市面上出售的离子交换树脂为球状的合成有机物高分子电解质。树脂基质(resinmatrix)内藏氯化钠,在硬水软化的过程中,钠离子会逐渐被使用耗尽,则交换树脂的软化效果也会逐渐降低,这时需要作还原(regeneration)的工作,也就是每隔固定时间加入特定浓度的盐水,一般是10%,其反应方式如下:

    Ca-EX2+2Na+ (浓盐水)→ 2Na-EX+Ca2+

    Mg-EX2+2Na+ (浓盐水)→ 2Na-EX+Mg2+

    如果水处理的过程中没有阳离子的软化,不只是逆渗透膜上会有钙镁体的沉积以致降低功效甚至破坏逆渗透膜,同时病人也容易得到硬水症候群。硬水软化器也会引起细菌繁殖的问题,所以设备上需要有逆冲的功能,一段时间後就要逆冲一次以防止太多杂质吸附其上。另一个值得注意问题的是高血钠症,因为透析用水的软化与再还原过程是*计时器来控制,正常情况还原作用大多发生在半夜,这是*阀门在控制,如果发生故障,大量盐水就会涌进水源,进而造成病人的高血钠症。

    水处理水处理

    三、活性碳是由木头,残木屑,水果核,椰子壳,煤炭或石油底渣等物质在高温下乾馏炭化而成,制成後还需以热空气或水蒸气加以活化。它的主要作用是清除氯与氯氨以及其它分子量在60到300道尔顿的溶解性有机物质。活性碳的表面呈颗粒状,内部是多孔的,孔内有许多约1Onm~lA大小的毛细管,1g的活性碳内部表面积高达700-1400m2,而这些毛细管内表面及颗粒表面就是吸附作用之所在。影响活性碳清除有机物能力的因素有活性碳本身的面积,孔洞大小以及被清除有机物的分子量及其极性(Polarity),它主要*物理的吸附能力来排除杂物,当吸附能力达饱合之後,吸附过多的杂质就会掉落下来污染下游的水质,所以必须定时利用逆冲的方式来清除吸附其上的杂质。

    这种活性碳滤器如果吸附能力明显下降,必须更新。测定进水及出水的TOC浓度差(或细菌数量差)是考量更换活性碳的依据之一。有些逆渗透膜对氯的耐受性不佳,所以在逆渗透之前要有活性碳的处理,使氯能够有效的被活性炭吸附,但是活性碳上的孔洞吸附的细菌容易繁殖滋长,同时对於分子较大有机物的清除,活性碳的功效有限,所以必须*逆渗透膜在後面补强。

    四、去离子法的目的是将溶解於水中的无机离子排除,与硬水软化器一样,也是利用离子交换树脂的原理。在这使用两种树脂-阳离子交换树脂与阴离子交换树脂。阳离子交换树脂利用氢离子(H+)来交换阳离子;而阴离子交换树脂则利用氢氧根离子(OH-)来交换阴离子,氢离子与氢氧根离子互相结合成中性水,其反应方程式如下:

    M+x+xH-Re→M-M-Rex+xH+1

    A-z+zOH-Re→A-Rez+zOH-1

    上式中的的M+x表阳离子,x表电价数,M+x阳离子与阳离子树脂上H-Re的氢离子交换,A-z则表阴离子,z表电价数,A-z与阴离子交换树脂结合後,释放出OH-离子。H+离子与OH-离子结合後即成中性的水。

    这些树脂之吸附能力耗尽之後也需要再还原,阳离子交换树脂需要强酸来还原;相反的,阴离子则需要强硷来还原。阳离子交换树脂对各种阳离子的吸附力有所差异,它们的强弱程度及相对关系如下:

    Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Ni2+>Cd2+>CU2+>Co2+>Zn2+>Mg2+>Ag1+>Cs1+>K1+>NH41+>Na1+>H1+

    阴离子交换树脂与各阴离子的亲合力强度如下:

    S02-4+>I->NO3->NO2->Cl->HCO3->OH->F-
    如果阴离子交换树脂消耗殆尽而没有还原,则吸附力最弱的氟就会逐渐出现在透析用水中,造成软骨病,骨质疏松症及其它骨病变;如果阳离子交换树脂消耗尽了,氢离子也会出现在透析用水之中,造成水质酸性的增加,所以去离子功能是否有效,需要时常监视。一般是*水质的电阻系数(resistivity)或传导度(conductivity)来判断。去离子法所使用的离子交换树脂同样也会造成细菌的繁殖引起菌血症,这是值得注意的一点。

    五、逆渗透法可以有效的清除溶解於水中的无机物,有机物,细菌,热原及其它颗粒等,是透析用水之处理中最重要的一环。要了解"逆渗透"原理之前,要先解释"渗透(osmosis)的观念。所谓渗透是指以半透膜隔开两种不同浓度的溶液,其中溶质不能透过半透膜,则浓度较低的一方水分子会通过半透膜到达浓度较高的另一方,直到两侧的浓度相等为止。在还没达到平衡之前,可以在浓度较高的一方逐渐施加压力,则前述之水分子移动状态会暂时停止,此时所需的压力叫作"渗透压(osmoticpressure)",如果施加的力量大於渗透压时,则水份的移动会反方向而行,也就是从高浓度的一例流向低浓度的一方,这种现象就叫作"逆渗透"。逆渗透的纯化效果可以达到离子的层面,对於单价离于(monovalent ions)的排除率(rejection rate)可达90%-98%,而双价离子(divalentions)可达95%-99%左右(可以防止分子量大於200道尔敦的物质通过)。

    逆渗透水处理常用的半透膜材质有纤维质膜(cellulosic),芳香族聚酝胺类(aromaticpolyamides),polyimide或polyfuranes等,至於它的结构形状有螺旋型(spiralwound),空心纤维型(hollowfiber)及管状型(tubular)等。至於这些材质中纤维素膜的优点是耐氯性高,但在硷性的条件下(pH≥8.0)或细菌存在的状况下,使用寿命会缩短。polyamide的缺点是对氯及氯氨之耐受性差。至於采用那一种材质较好,则目前还没有定论。

    如果逆渗透前没有作好前置处理则渗透膜上容易有污物堆积,例如钙,镁,铁等离子,造成逆渗透功能的下降;有些膜(如polyamide)容易被氯与氯氨所破坏,因此在逆渗透膜之前要有活性碳及软化器等前置处理。逆渗透虽然价钱较高,因为一般逆渗透膜的孔径约在l0A以下,它可以排除细菌,病毒及热原甚至各种溶解性离子等,所以在准备血液透析析释用水最好准备这一道步骤。

    六、超过滤法与逆渗透法类似,也是使用半透膜,但它无法控制离子的清除,因为膜之孔径较大,约10-200A之间。只能排除细菌,病毒,热原及颗粒状物等,对水溶性离子则无法滤过。超过滤法主要的作用是充当逆渗透法的前置处理以防止逆渗透膜被细菌污染。它也可用在水处理的最後步骤以防止上游的水在管路中被细菌污染。一般是利用进水压与出水压差来判断超过滤膜是否有效,与活性碳类似,平时是以逆冲法来清除附着其上的杂质。

    水处理水处理

    七、蒸馏法是古老却也是有效的水处理法,它可以清除任何不可挥发性的杂质,但是无法排除可挥发性的污染物,它需要很大的储水槽来存放,这个储水槽与输送管却是造成污染的重要原因,目前血液透析用水不用这种方式来处理。

    八、紫外线消毒法是目前常使用的方法之一,它的杀菌机转是破坏细菌核酸的生命遗传物质,使其无法繁殖,其中最重大的反应是核酸分子内的pyrimidine盐基变成双合体(dimer)。一般是使用低压水银放电灯的人工253.7nm波长的紫外线能量。紫外线杀菌灯的原理与日光灯相同,只是灯管内部不涂萤光物质,灯管的材质是采用紫外线穿透率高的石英玻璃。一般紫外线装置依用途分照射型,浸泡型及流水型。

    在血液透析稀释用水所使用的紫外线是安放在储水槽到透析机器之间的管路上,也就是所有的透析用水在使用之前都要接受一次紫外线的照射,以达到彻底杀菌的效果。对紫外线的感受性最大的是绿脓菌,大肠菌;相反的,耐受性较大的则是枯草菌芽胞体。因为紫外线消毒法安全,经济,对菌种的选择性少,水质也不会改变,所以近年已广泛使用这种方法,例如船上的饮用水就常使用这种消毒法

    水处理脱盐新技术/水处理 编辑

    正渗透作为一种潜在的水纯化和淡化新技术,世界上正对其进行着多角度、深层次的理论研究和实践探索。正渗透与反渗透是一对互逆的方法。国外1976年,有液 -液体系的原始尝试,国内1992年,发明过液-固体系的正向渗透(非加压)吸附渗透法脱盐(CN92110710.2)。直到约10年后,又重新跟随国际潮流,开始标准的模仿复制的模式,2008 年有综述报告。

    宏大设想:水纯化和脱盐的新途径。

    随着科技的飞速发展,压力驱动反渗透膜分离技术(RO)在膜、膜组器、设备和工艺等方面都有了较大创新和改进,但人们也越来越意识到RO技术在节能、环保领域存在的局限,而且就脱盐来讲,RO技术可认为已接近发展的顶峰。因此,近年来国外已经开展了“正向渗透膜分离技术(FO)”的相关研究,并取得了一定的成果,在海水淡化、污水处理、食品加工、医药等领域得到了应用,特别是“压力延缓渗透(fro)海水发电”,更是一项极具前景的清洁再生能源开发技术 J。但是国内目前对正向渗透膜分离技术关注得很少,相关研究和论文也不多。虽然,上个世纪90年代我国有了创造性的发明“非加压吸附渗透法海水淡化” (CN92110710.2)。

    正向渗透分离技术很早就得到了应用。很久以前,人们就采用食盐来长期贮存食物,因为在高盐环境下多数细菌、霉菌和病原菌由于渗透作用会脱水死亡或暂时失去活性。如今,人们已经开始利用正向渗透膜分离技术进行海水淡化、工业废水处理、垃圾渗透液处理等研究;食品工业在实验室利用正向渗透膜分离来浓缩饮料;紧急救援时的生命支持系统利用正向渗透膜分离技术制取淡水。近来随着材料科学的发展,正向渗透技术已经应用于人体的药物控制释放。

    非加压渗透吸附法(90年代)

    非加压吸附渗透海水淡化法,或称为“正向渗透法”,让水通过多孔膜正向渗透进入一种超强吸水的吸附剂或盐浓度甚至超过海水的溶液或固态物,不需要外界加压,但溶液里的特殊盐分"提取液"很容易蒸发,不需要加太多的热(加热能与反渗透加压的能量比?)。分固态盐、液态盐方向。固态盐解吸附耗能更小。

    海水淡化技术:非加压吸附渗透海水淡化法(CN92110710.2)1992年:上个世纪 90年代邓宇的发明,《美国化学文摘》收录。

    另外两种方法都在薄膜结构上有了创新和改进碳纳米管薄膜一种用碳纳米管来做薄膜的小孔,另一种活细胞的蛋白质膜薄膜的孔用引导水分子通过活细胞的细胞膜的蛋白质来构成。

    野外水处理三种方式

    关于野外的水是不是要处理以后才喝,每个人是有每个人不同的想法的。有些人认为野外人迹罕至,那会有什么污染,喝了没事。 其实呢,只要是我们这样的业余选手能到的,那还能有什么真正的没有污染的地方呢?其实就算没有污染,也不代表水里没有病毒,细菌,或者各种有害物质。在条件许可的情况下,能处理一下还是最好。 现在水处理的方式,主要是烧开,净水药品和过滤器 烧开 这是最实用,也最有效的手段了。缺点就是浪费燃料(当然用我曾经介绍过的zip炉子是例外),而且比较耗时间。 使用净水药片算是以化学的方式进行净化,多半使用的是氯和碘。市场上的主流是用碘。比如上面的图片里,白色的那瓶就是碘片。碘片的保存需要注意避光,避潮。净水药片使用上的优点是便宜,方便,轻巧。比较耗时,一般加入净水药片后20分钟左右才能喝了。缺点是一是有异味异色。这点可以通过后期处理一下解决,比如上面那瓶黄色的药片,就是用来除味的。或者加点果珍什么的。二是有一种主要的病毒无法去除,cryptosporidium,这是可能是最常见的水中的寄生虫了。第三容易引起过敏,同时会和某些食物或是用具起化学反应。 总的来说,净水药片因为它的轻巧,便宜,体积小,还是有着很大的市场。在使用上要注意的是一定要等至少20分钟,二是不要连续使用超过一个星期。

    净化过滤器 这里面其实有两个分类,过滤器和过滤净化器。主要的分别是,过滤器以过滤的方式去除细菌和寄生虫。尔过滤净化器除了能去除细菌和寄生虫外,还能去除病毒。(基于REI的分类) 过滤器 一般的过滤净化器,是通过在过滤的基础上,再以化学的方式出去病毒,比如加碘,所以也具有了前面以化学方式净水的净水药片的缺点。上面贴的这个号称是唯一一个不用化学方式来除去病毒的净水器。 使用净化过滤装置的好处是即时可以喝到水,几乎不需要等待,而且几乎也是最安全的净水方式(使用过滤净化器的话)。缺点是价格贵,很少有低于60美金的,后期成本也高,滤芯也需要花钱。体积大,重量大,几乎都要1 lbs以上。使用时也需要经常维护,容易堵塞。 三种方式各有所长,怎么选择就是各人的观点了。

    水处理设备/水处理 编辑

    纯水机水处理设备

    水处理设备主要包括了软水机、纯水机、净水器、精密过滤器和开水龙头以及路设计、设备安装和售后服务等,这是一整套为消费者提供的水处理设备。目前市场上水处理设备也主要包括软水机、纯水机、净水器三大类型。

    一、水处理设备之软水机

    1. 软水机原理及功能:根据离子交换的原理,即用 Na+交换Mg2+Ca2+,使水中的硬度降低到70毫克/升以下成为软水,此水处理设备主要功能是祛除水碱,水垢

    2. 软水机水处理设备的优缺点:

    优点:祛除水垢,水碱效果好,同时流量大,基本上不降低水压。经过软水机水处理设备产生的水,清洁能力特强,洗衣,淋浴,美容护肤效果强;也能减轻能源消耗。同时也节约洗涤用品降,低家务强度。软水机水处理设备产生的水最适宜作为生活用水的。

    缺点:软水机水处理设备不能祛除细菌,病毒,有机物,不能直接饮用;再生时需要耗盐;并产生一定量的废水。

    二、水处理设备之纯水机

    1. 纯水机原理及功能:采用PP棉,活性炭及RO膜等滤芯,五级或五级以上过滤,其中最核心是RO膜,RO膜是目前过滤精度最高的滤芯。制出的水为纯净水,可以直接生饮。

    2. 纯水机水处理设备优缺点:

    优点:纯水机水处理设备过滤精度高,适用于多种水质,净化后的水是纯净水,口感好,不含任何杂质。

    缺点:纯水机水处理设备每日制水量少,只能解决饮用和做饭;前三级滤芯使用寿命短,需要定期更换滤芯;不适宜长期作为直饮水,尤其是儿童和老人更不宜长期饮用纯净水。

    三、水处理设备之净水机

    超滤机是净水机水处理设备中的主流产品,具有精度高,净化效果好,滤芯寿命长,并能自动清洗滤芯。

    1. 净水机原理及功能:采用0.01微米的超滤膜分离技术,能有效祛除水的泥沙,铁锈,悬浮物,胶体,细菌,病毒,大分子有机物等有害物。

    2. 净水机水处理设备优点缺点:

    优点:净水机水处理设备过滤精度高;净化水接近矿泉水,能直接生饮;流量大;滤芯使用年限长;自动清洗滤芯;不需要电;不浪费水。

    缺点:净水机水处理设备祛除水垢,水碱效果较差,适用中等以下硬度地区;单一超滤机不能彻底去除水中异味,水质口感较差;换芯比较麻烦,不能彻底去除水中重金属。

    四、纳滤膜水处理机

    纳滤膜水处理机是以纳滤膜为主要部件,结构略为疏松,类似反渗透膜的水处理机,纳滤膜是荷电膜,能进行电性吸附,对电性高的F离子等,能部分去除,并具有纳密级孔径,大分子不能通过,游离态的水分子部分通过,NaCl部分透过,钙离子,镁离子更少部分能通过。囊括了以上水处理机的优点,且避免了二次污染。可建立一种健康的饮水方式。

    纳滤膜水处理机通过絮凝、沉降、砂滤和加氯消毒等来除去水中的悬浊物和细菌,而对各种溶解性化学物质的脱除作用很低。随着水源环境污染加剧和各国饮水标准提高,须脱除各种有机物和有害化学物质的“饮用水深度处理”日益受到人们重视。目前深度水处理方法主要有:活性炭吸附,臭氧氧化和膜分离。膜分离中的微过滤和超过滤,因不能脱盐和各种低分子物质,故单独使用时不能称之为深度处理。膜分离中的反渗透虽是深度处理,但它生产的纯水,缺少天然饮用水中的矿物质营养成份,长期饮用,有害无益,且反渗透水处理机价格较贵,由于用水泵,运行费用亦不低。纳滤膜由于本身的特征,故十分适合水处理机之用。

    纳滤膜水处理机可在低压(相对反渗透)下,对自来水进行软化和适度脱盐,而且还可脱除各种有、无机物质,(尤其是致癌物质),微生物和溶解有机物,可称之为“多面手”,日益受到青睐。

    正渗透/水处理 编辑

    正渗透-寻找水处理脱盐新技术
    正渗透作为一种潜在的水纯化和淡化新技术,世界上正对其进行着多角度、深层次的理论研究和实践探索。正渗透与反渗透是一对互逆的方法。国外1976年,有液-液体系的原始尝试,国内1992年,发明过液-固体系的正向渗透(非加压)吸附渗透法脱盐(CN92110710.2)。直到约10年后,又重新跟随国际潮流,开始标准的模仿复制的模式, 2008年有综述报告。
    新途径

    水处理水处理


    随着科技的飞速发展,压力驱动反渗透膜分离技术(RO)在膜、膜组器、设备和工艺等方面都有了较大创新和改进,但人们也越来越意识到RO技术在节能、环保领域存在的局限,而且就脱盐来

    水处理相关书籍

    讲,RO技术可认为已接近发展的顶峰。因此,国外已经开展了“正向渗透膜分离技术(FO)”的相关研究,并取得了一定的成果,在海水淡化、污水处理、食品加工、医药等领域得到了应用,特别是“压力延缓渗透(FRO)海水发电”,更是一项极具前景的清洁再生能源开发技术J。但是国内对正向渗透膜分离技术关注得很少,相关研究和论文也不多。虽然,上个世纪90年代中国有了创造性的发明“非加压吸附渗透法海水淡化”(CN92110710.2)。
    正向渗透分离技术很早就得到了应用。很久以前,人们就采用食盐来长期贮存食物,因为在高盐环境下多数细菌、霉菌和病原菌由于渗透作用会脱水死亡或暂时失去活性。如今,人们已经开始利用正向渗透膜分离技术进行海水淡化、工业废水处理、垃圾渗透液处理等研究;食品工业在实验室利用正向渗透膜分离来浓缩饮料;紧急救援时的生命支持系统利用正向渗透膜分离技术制取淡水。随着材料科学的发展,正向渗透技术已经应用于人体的药物控制释放。

    渗透吸附

    非加压吸附渗透海水淡化法,或称为“正向渗透法”,让水通过多孔膜正向渗透进入一种超强吸水的吸附剂或盐浓度甚至超过海水的溶液或固态物,不需要外界加压,但溶液里的特殊盐分"提取液"很容易蒸发,不需要加太多的热(加热能与反渗透加压的能量比?)。分固态盐、液态盐方向。固态盐解吸附耗能更小。
    海水淡化技术:非加压吸附渗透海水淡化法(CN92110710.2)1992年:上个世纪90年代邓宇的发明,《美国化学文摘》收录。
    另外两种方法都在薄膜结构上有了创新和改进:

    纳米薄膜

    一种用碳纳米管来做薄膜的小孔,单壁碳纳米管和多壁碳纳米管的碳纳米管薄膜与单纯由单壁碳纳米管或多壁碳纳米管组成的碳纳米管相比,强度-重量比、弹性模量-重量比和刚度分别提高了1.6倍、1.4倍和2.4倍。

    蛋白质膜

    薄膜的孔用引导水分子通过活细胞的细胞膜的蛋白质来构成。

    水藻处理/水处理 编辑

    湖水中由于有机物的增多,水藻在充分的富氧环境中在适合的温度等条件下,将大量繁殖。已经成为水处理的一大难题
    水藻属性
    水藻属于单细胞生物,由于具有较强的生存能力和分支性强的属性,易于悬浮于湖水表面。

    水处理水处理


    处理方法
    综合以上水藻的属性,增氧杀菌浮选法已经有效地解决了这一难题。 通过增加游离氧原子,增大破坏水藻的细胞壁,使水藻失去外界抵抗能力。再通过浮选机理,是失去活性的水藻脱离水面。

    处理设备/水处理 编辑

    水处理设备按类别主要可分为污水处理设备、原水处理设备、净水设备、过滤设备这几大类。像以下的水处理设备:全自动加药设备,全自动软水器,机械过滤器、反渗透设备、纯水设备、超纯水设备、中空纤维超滤装置、离子交换、混床、抛光混床、EDI电除盐系统装置、工厂企业饮用水设备、袋式过滤器、臭氧杀菌消毒装置、归丽晶处理器,全效综合水处理器,物化处理机组,物化全程综合水处理器、永磁处理器,旋流除砂器,石英砂过滤器,活性炭过滤器,精密过滤器,水箱自洁消毒器,紫外线水处理器,高效除污过滤器,手摇刷式过滤器,自清洗刷式过滤器,射频水过滤器,旁流处理器,多功能电子除垢器,定压补水机组,定压补水加药机组,无负压变频供水装置,解析除氧器,真空脱气除氧机,低位热力除氧器,密闭式凝结水回收装置,铜银离子灭菌器,除铁锰过滤设备,黄锈水过滤器,纤维束过滤器,高效纤维球过滤器,陶瓷膜过滤器,高效化学除油器,游泳池循环水处理成套设备,反渗透纯水设备,景观水一体化净水机组,中水处理成套设备,工业水处理设备,污水处理成套设备,都是属于广泛应用在国内各行各业当中的水处理设备。
    软水机
    软水机原理及功能:根据离子交换的原理,即用 Na+交换Mg2+Ca2+,使水中的硬度降低到70毫克/升以下成为软水,此水处理设备主要功能是祛除水碱,水垢。
    软水机水处理设备的优缺点:
    优点:祛除水垢,水碱效果好,同时流量大,基本上不降低水压。经过软水机水处理设备产生的水,清洁能力特强,洗衣,淋浴,美容护肤效果强;也能减轻能源消耗。同时也节约洗涤用品,降低家务强度。软水机水处理设备产生的水最适宜作为生活用水的。
    缺点:软水机水处理设备不能祛除细菌,病毒,有机物,不能直接饮用;再生时需要耗盐;并产生一定量的废水。
    软化水的适用领域:浴室、厨房、洗衣、暖气、锅炉、中央空调设备供水、美容保健等广大领域。
    纯水机
    纯水机原理及功能:采用PP棉,活性炭及RO膜等滤芯,五级或五级以上过滤,其中最核心是RO膜,RO膜是目前过滤精度最高的滤芯。制出的水为纯净水,可以直接生饮。
    纯水机水处理设备优缺点:
    优点:纯水机水处理设备过滤精度高,适用于多种水质,净化后的水是纯净水,口感好,不含任何杂质。
    缺点:纯水机水处理设备每日制水量少,只能解决饮用和做饭;前三级滤芯使用寿命短,需要定期更换滤芯;不适宜长期作为直饮水,尤其是儿童和老人更不宜长期饮用纯净水。
    净水机
    超滤机是净水机水处理设备中的主流产品,具有精度高,净化效果好,滤芯寿命长,并能自动清洗滤芯。
    净水机原理及功能:采用0.01微米的超滤膜分离技术,能有效祛除水的泥沙,铁锈,悬浮物,胶体,细菌,病毒,大分子有机物等有害物。
    净水机水处理设备优点缺点:
    优点:净水机水处理设备过滤精度高;净化水接近矿泉水,能直接生饮;流量大;滤芯使用年限长;自动清洗滤芯;不需要电;不浪费水。
    缺点:净水机水处理设备祛除水垢,水碱效果较差,适用中等以下硬度地区;单一超滤机不能彻底去除水中异味,水质口感较差;换芯比较麻烦,不能彻底去除水中重金属。
    纳滤膜机
    纳滤膜水处理机是以纳滤膜为主要部件,结构略为疏松,类似反渗透膜的水处理机,纳滤膜是荷电膜,能进行电性吸附,对电性高的F离子等,能部分去除,并具有纳密级孔径,大分子不能通过
      水处理设备
    ,游离态的水分子部分通过,NaCl部分透过,钙离子,镁离子更少部分能通过。囊括了以上水处理机的优点,且避免了二水处理。

    设备挑选/水处理 编辑

    标准之一:看资质。
    中华人民共和国卫生部卫生监督中心明确发布:生活饮用水卫生监督管理办法,其中第二十一条明确指出:
    因此一切没有卫生部涉发的卫生许可批件的产品都属于“无证驾驶”,是不受法律保护的。
    具体查询办法请进卫生行政许可公众查询
    标准之二:看材质。
    现代人装修水路改造都知道买管材、管件要买好的,安装完了还要打个压试试水。为什么?怕跑水呗。水火无情,这是一件至关重要的事情。
    所以选择水处理设备第二件要看的事情就是罐体材质。
    标准之三:定功能。
    选择水处理设备要先明确自己的目的,首先从大的概念上说是要普通净化水还是要软化水。普通净化水是去除水中的泥沙,杂质,细菌,重金属,余氯,有机物,以及一些矿物质。软化水是去除水中的钙镁离子,最直接的说就是水垢。
    一般软化水只需要用阳离子树脂就可以完成离子交换,去除钙镁离子。软化后的水具有清洁皮肤,洗衣服柔软顺滑,保护热水器和龙头,花洒不被水垢堵住,水槽也不再有水渍的优点。但是要注意的是,正是因为其去除了水中的钙和镁,长期饮用软化水会造成人体缺钙和镁。因此上,除水质硬度达到很硬和极硬的标准,才应该使用软水机做为饮用水处理设备。用软水机做生活水处理设备是明智的选择。
    普通净化水不同于软化水,需要用很多不同的滤料综合使用,才能达到预定的净化要求。每种滤料能起到不同的净化作用,怎么样合理的搭配滤料的组成由为关键。

    优化方案/水处理 编辑

    能源危机和环境污染是当今国际上一个十分关注的热点问题。发展经济必然消耗能源就存在着排废及污染问题。因此,如何在保证经济持续发展的前提下实现资源的更低消耗和对环境的保护,已成为当今乃至将来实现全球经济可持续发展和人类与自然和谐共存的必然过度,具有划时代的重要意义。今天,这项共识已经存在并成为"能源管理者们"义不容辞的责任。
    各国都在全力发展环保清洗技术,以求降低能耗,扼止对环境的过度破坏。在美国,各科研机构尤其注重环保技术的研发,一大批高科技企业近两年陆续推出相关新技术,引起国际注目,中国国内也在逐步向环保清洗剂新技术靠拢。成功打造了一套符合于现代化工业需求的水系统优化专案,期望帮助用户解决在面对今天能源不断上涨、能耗居高不下、环保压力不断增大等背景下的诸多现实问题,从而实现成本的大幅控制和竞争力的提高。
    1、前期控制之——自清洗水过滤器
    应用目的及价值:从源头上实施控制,可最大限度的保证系统的良好运行,减少损失。
      title
    工作原理:
    污水进入进口,在那里其进入细网的中心,然后污水通过细网从里面出来,进入出口。
    多余的固体聚集在细网的内表面上,形成一种过滤物饼,其过滤出来甚至是更细的颗粒,形成压差。一旦压降达到预置级别,一个清洗循环由控制系统激活,通过打开清洗阀大气排污处,关闭可选的控制出口阀(C.O.V.)。
    因此,压降在液压电机舱和装配的吸尘器中。压降形成一个回冲流,吸收筛网上的灰尘,类似一个真空清洗器。回洗水在被排出液压电机孔之前通过喷嘴和吸尘器管路。
    水被排除液压电机引起除尘器转动,与喷洒机类似。液压电机舱中的压力降进一步迫使除尘器配件由液压活塞控制呈轴线移动,结合移动确保每个环节清理整个筛网区。
      title
    2、中期预防之——电子除垢仪
    应用目的及价值:由于水系统中大量的钙镁离子难以在前期得到有效处理,因此后续水系统在温度的作用下析出CO2生成微溶于水的CaCO3和MgCO3。由于CaCO3和MgCO3的溶解度随温度的上升而下降,从水中结晶析出,并不断地沉积于换热器等设备系统表面,对能耗及连续产生重大影响。电子除垢仪的应用可以有效控制90%以上垢质的生成,因此也就意味着减少90%以上的能耗损失,同时最大限度的保证了连续生产。
    工作原理:电子除垢仪的基本原理是改变导致管垢形成的物理分子结构,运用磁力复合波纹来改变周围环境的条件以粉碎电离子间的键,以及令他们合成稳定的非管垢物质。德科乐的作用原理不同于以往任何物理化学除垢方法,其核心是一个调制信号发生器。采用独特的集成电路和信号处理技术,产生一种复杂频率的调制信号,通过信号电缆将该调制信号加在管道上,在管道内部产生一个分子力动态干扰场(ADDMF信号场),作用于管道中的流体和溶于其中的溶盐分子,产生一种核化效应。
      title
    3、后期应对之
    由于极少的钙镁离子没有在磁力除垢仪的范围内得到控制,因此在较长的周期后表面会集结极少的垢质;或者,部分设备系统因某种原因未能实现电子除垢仪的使用;
    作为设备预防阶段,自清洗过滤器可以防止杂质和颗粒在换热器内的聚集,对于肉眼看的见的物质具有良好的清除效果,可以将藻类、沙石、淤泥、锈片、管垢及原水中含有的其他杂物过滤掉,从而有效阻止了水垢晶核的产生,保护了下游设备如热交换器、喷嘴、仪器、泵密封、空气压缩机、I.E.及R.O.设备装置等的安全连续运行;
    作为设备优化阶段,电子除垢仪可以防止碳酸盐水垢的形成,并可以有效的杀菌灭藻、阻锈防腐,还具有很好的除垢效果,保证了设备以最低的功耗连续运行;

    设备/水处理 编辑

    离子交换设备 去离子水是指除去了呈离子形式杂质后的纯水。国际标准化组织ISO/TC 147规定的“去离子”定义为:“去离子水完全或不完全地去除离子物质,主要指采用离子交换树脂处理方法。”去离子水工艺主要采用RO反渗透的方法制取。应用离子交换树脂去除水中的阴离子和阳离子,但水中仍然存在可溶性的有机物,可以污染离子交换柱从而降低其功效,去离子水存放后也容易引起细菌的繁殖。在半导体行业中,去离子水被称为“超纯水”或是“18兆欧水”。 去离子水的处理步骤 从自来水到去离子水一般要经过几步处理 : 1、先通过石英砂过滤颗粒较粗的杂质 2、然后高压通过反渗透膜 3、最后一般还要经过一步紫外杀菌以去除水中的微生物 4、假如此时电阻率还没有达到要求的话,可以再进行一次离子交换过程最高电阻率可达到18兆。 相对而言,蒸馏水只是先气化再冷凝,其纯度如电导率一般不如纯度高的去离子水,半导体工业中用的大多数是高纯度的去离子水。

    生活水/水处理 编辑

    生活污水处理

    生活污水处理设备主要用于宾馆、饭店、学校、机关和工厂的生活污水净化,使处理后的污水达到国家规定的排放标准。
    工艺特点:
    1、采用水酸化与生物接触氧化相结合的方法,有效提高了处理效果,完全达标排放。
    2、产生污泥量少,各阶段产生的污泥可以回流消化,最终污泥定期抽取。
    3、设备可有机结合,设在地表下或地下室,也可采取地埋式。当埋入地下时在设备顶部可用作停车场或绿化草坪,与周围环境协调一致。
    4、设备自动化程度高,减少操作工作量。
    5、低噪音、无异味,对周围环境无影响。

    锅炉水/水处理 编辑

    处理特点

    锅炉水处理不需要复杂的设备,故投资小、成本低,操作方便。
    锅炉加药处理法是最基本的水处理方法,又是锅外化学水处理的继续和补充。经过锅外水处理以后还可能有残余硬度,为了防止锅炉结垢与腐蚀,仍加一定的水处理药剂。
    锅炉水处理还不能完全防止锅炉结生水垢,特别是生成的泥垢,在排污不及时很容易结生二次水垢。
    锅炉加药处理法对环境没有污染,它不像离子交换等水处理法,处理掉天然水多少杂质,再生后还排出多少杂质,而且还排出大量剩余的再生剂和再生后产物。而锅炉加药处理方法是将水中的主要杂质变成不溶性的泥垢,对自然不会造成污染。
    锅炉加药纯理法使用的配方需与给水水质匹配,给水硬度过高时,将形成大量水渣,加快传热面结垢速度。因而一般不适用于高硬度水质。

    扩展阅读
    1景观水处理
    2游泳池水处理方案

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