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全面解析純水處理工藝及處理原理

分類:行業(yè)熱點 > 污水處理    發(fā)布時間:2018年7月23日 9:28    作者:來源:環(huán)保易交易    文章來源:北極星固廢網(wǎng)

1什么純水處理?

純水是指純凈水一般以城市自來水為水源,通過多層過濾,可將微生物等有害物質(zhì)去除,但同時也去除了氟、鉀、鈣、鎂等人體所需的礦物質(zhì)。

隨著現(xiàn)代科技與現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展,而且環(huán)境治理的相對滯后,目前我國水質(zhì)污染形勢嚴峻。由于工業(yè)廢水、生活廢水無節(jié)制的排放及農(nóng)業(yè)污染,現(xiàn)在的地表水不僅含有泥砂、動植物腐朽物。還有大量漂白水、農(nóng)藥、重金屬、石灰質(zhì)、鐵質(zhì)等等危害人體健康的物質(zhì),這些污染物在人體內(nèi)長期蓄積對人體健康危害極大,可致癌、致突變、致畸變,這是看不崢的殺手。而傳統(tǒng)的自來水生產(chǎn)工藝不但無法去除其中中的有機化合物、如果自來水生產(chǎn)中加氯,反而會生成三氯甲烷等新的更為強烈的有機污染,致使自來水的致突變性比天然水更為強烈,再則自來水出廠后需經(jīng)漫長的輸水管路系統(tǒng),特別是高層住宅樓頂水箱,存在著較為嚴重的“二次污染”。這樣式的水,當然不能生喝,即使煮沸,也只能殺菌而不能去除有害化學(xué)物質(zhì)。進而,喝純凈水,不但能為健康除害,而且還有益于健康長壽。因為水越純,作為載體的功能越能發(fā)揮,溶解體內(nèi)各種代謝物質(zhì)的能力越強,越容易被人體吸收利,有利于生津止渴,解除疲勞。因此,為維護健康,提高人們的健康水平,發(fā)展純水事業(yè),生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)飲用水純水處理是將自來水經(jīng)過二次的凈化,把自來水中的氯化物、細菌等有害物質(zhì)進一步地過濾,達到滅菌、消毒的效果。

2純水處理的方法

1、薄膜微孔過濾(MF)純水處理

薄膜微孔過濾法包括三種形式:深層過濾、篩網(wǎng)過濾、表面過濾。深層過濾是以編織纖維或壓縮材料制成的基質(zhì),利用隋性吸附或是捕捉方式來留住顆粒,如常用的多介質(zhì)過濾或砂濾;深層過濾是一種較為經(jīng)濟的方式,可去除98%以上的懸浮固體,同時保護下游的純化單元不會被堵塞,因此通常做為預(yù)處理。

表面過濾則是多層結(jié)構(gòu),當溶液通過濾膜時,較濾膜內(nèi)部孔隙大的顆粒將被留下來,并主要堆積在濾膜表面上,如常用的PP纖維過濾。表面過濾可去除99.9%以上的懸浮固體,所以也可作為預(yù)處理或澄清用。

篩網(wǎng)濾膜基本上是具有一致性的結(jié)構(gòu),就象篩子一般,將大于孔徑的顆粒,都留在表面上(這種濾膜的孔量度是非常精準的),如超純水機終端使用的用點保安過濾器;篩網(wǎng)過濾微孔過濾一般被置于純化系統(tǒng)中的最終使用點,以去除最后的殘留微量樹脂片、碳屑、膠體和微生物。

2、活性炭吸附純水處理

活性炭吸附是利用活性炭的多孔性質(zhì),使水中一種或多種有害物質(zhì)被吸附在固體表面而去除的方法?;钚蕴课綄τ谌コ杏袡C物、膠體、微生物、余氯、嗅味等具有良好的效果。同時由于活性炭具有一定的還原作用,因此對于水中的氧化劑也具有良好的去除作用。

由于活性炭的吸附功能具有一飽和值,當達到飽和吸附容量時,活性炭濾池的吸附功能將大大降低,因此需要注意分析活性炭的吸附能力,及時更換活性炭或通過高壓蒸汽進行消毒恢復(fù)。但同時活性炭表面吸附的有機物有可能成為細菌繁殖的營養(yǎng)源或溫床,因此活性炭濾池內(nèi)微生物的繁殖問題也值得引起注意。定期的消毒對于控制細菌繁殖是有必要的。值得注意的是,在使用活性炭的初期(或新更換過活性炭運行初期),少量的極細微的粉末活性炭有可能隨水流進入到反滲透系統(tǒng),而造成反滲透膜流道的污堵,引起操作壓力升高、產(chǎn)水量下降和系統(tǒng)的壓降上升,而且這種破壞作用很難用常規(guī)的清洗方法恢復(fù)。所以必須將活性炭沖洗干凈,去除細小粉末后才能將過濾水送至后續(xù)RO系統(tǒng)?;钚蕴康淖饔煤艽螅鞘褂弥幸惨⒁庀疽约靶禄钚蕴恳欢ㄒ獩_洗干凈。

3、反滲透(RO)純水處理

反滲透是指在濃溶液側(cè)施加一個大于滲透壓的壓力時,濃溶液中的溶劑會向稀溶液流動,此種溶劑的流動方向與原來滲透的方向相反,這一過程稱為反滲透;這種原理被用于液體分離領(lǐng)域,用于提純、除雜,處理液體物質(zhì)。

反滲透膜工作原理:對透過物質(zhì)具有選擇性的薄膜稱為半透膜,一般將只能透過溶劑而不能透過溶質(zhì)的薄膜稱之為理想半透膜。當把相同體積的稀溶液(例如淡水)和濃溶液(例如鹽水)分別置于半透膜的兩側(cè)時,稀溶液中的溶劑將自然穿過半透膜而自發(fā)地向濃溶液一側(cè)流動,這一現(xiàn)象稱為滲透。當滲透達到平衡時,濃溶液一側(cè)的液面會比稀溶液的液面高出一定高度,即形成一個壓差,此壓差即為滲透壓。反滲透是滲透的一種反向遷移運動,是一種在壓力驅(qū)動下借助于半透膜的選擇截留作用將溶劑中的溶質(zhì)與溶劑分開的分離方法,它已廣泛應(yīng)用于各種溶液的提純與濃縮,其中最普通的應(yīng)用實例便是在水處理工藝中,用反滲透技術(shù)將原水中的無機離子、細菌、病毒、有機物及膠體等雜質(zhì)去除,以獲得高質(zhì)量的純水。

4、離子交換(IX)純水處理

離子交換純水設(shè)備是通過陰、陽離子交換樹脂對水中的各種陰、陽離子進行置換的一種傳統(tǒng)水處理工藝,陰、陽離子交換樹脂按不同比例進行搭配可組成離子交換陽床系統(tǒng),離子交換陰床系統(tǒng)及離子交換混床(復(fù)床)系統(tǒng),而混床(復(fù)床)系統(tǒng)又通常是用在反滲透滲出等水處理工藝之后用來制取超純水,高純水的終端工藝,他是目前用來制備超純水、高純水不可替換的手段之一。其出水電導(dǎo)率可低于1uS/cm以下,出水電阻率達到1MΩ.cm以上,根據(jù)不同的水質(zhì)及使用要求,出水電阻率可控制在1~18MΩ.cm之間。被廣泛應(yīng)用在電子、電力超純水,化工,電鍍超純水,鍋爐補給水及醫(yī)藥用超純水等產(chǎn)業(yè)超純水,高純水的制備上。

原水中含有的鹽類如Ca(HCO3)2、MgSO4等鈣鎂鈉鹽類,在流經(jīng)交換樹脂層時,陽離子Ca2+、Mg2+等被陽樹脂的活性基團置換,陰離子HCO3-、SO42-等被陰樹脂的活性基團置換,從而水就得到超純化。如原水中的重碳酸鹽含量較高,應(yīng)在陰、陽離子交換柱中間設(shè)脫氣塔,除去CO2氣體,減輕陰床的負荷。

5、紫外線(UV)超純水處理

細胞繁殖的主要過程是:DNA的長鏈打開,打開后每條長鏈長的腺嘌呤單元尋找胸腺嘧啶單元連合,每條長鏈都可以復(fù)制出與剛分離的另一條長鏈同樣的鏈條,恢復(fù)原來分裂前的完整DNA,成為新的細胞基礎(chǔ)。而波長在240-280nm的紫外線能打破DNA生產(chǎn)蛋白質(zhì)及復(fù)制的能力,其中波長為265nm的紫外線對細菌病毒的殺傷能力最強。細菌病毒的DNA,RNA受破壞后其生產(chǎn)蛋白質(zhì)的能力和繁殖能力均已喪失。因細菌、病毒一般生命周期很短,不能繁殖的細菌、病毒就會迅速死亡。紫外線就是以阻止自來水的的微生物存活以至于達到殺菌、消毒的處理效果。

目前能夠輸出足夠的紫外線強度(UVC)強度用于工程消毒的只有人工汞(合金)燈光源。紫外線殺菌燈燈管是由石英玻璃制成,汞燈根據(jù)點亮后的燈管內(nèi)汞蒸氣壓的不同和紫外線輸出強度的不同,分為三種:低壓低強度汞燈、中壓高強度汞燈和低壓高強度汞燈。

殺菌效果是由微生物所接受的照射劑量決定的,同時,也受到紫外線的輸出能量,與燈的類型,光強和使用時間有關(guān),隨著燈的老化,它將喪失30%-50%的強度。

紫外照射劑量是指達到一定的細菌滅活率時,需要特定波長紫外線的量:照射劑量(J/m2)=照射時間(s)×UVC強度(W/m2)照射劑量越大,消毒效率越高,由于設(shè)備尺寸要求,一般照射時間只有幾秒,因此,燈管的UVC輸出強度就成了衡量紫外光消毒設(shè)備性能最主要的參數(shù)。

6、超過濾(UF)純水處理

超濾技術(shù)是一種廣泛用于水的凈化,溶液分離、濃縮,以及從廢水中提取有用物質(zhì),廢水凈化再利用領(lǐng)域的高新技術(shù)。特點是使用過程簡單,不需加熱,能源節(jié)約,低壓運行,裝置占地面積小。

超過濾(UF)純水處理原理:超過濾是一種以篩分為分離原理,以壓力為推動力的膜分離過程,過濾精度在0.005-0.01μm范圍內(nèi),可有效去除水中的微粒、膠體、細菌墊層及高分子有機物質(zhì)??蓮V泛應(yīng)用于物質(zhì)的分離、濃縮、提純。超濾過程無相轉(zhuǎn)化,常溫操作,對熱敏性物質(zhì)的分離尤為適宜,并具有良好的耐溫、耐酸堿和耐氧化性能,能在60℃以下,pH為2-11的條件下長期連續(xù)使用。

中空纖維超濾膜是超濾技術(shù)中最為成熟與先進的一種形式。中空纖維外徑0.5-2.0mm,內(nèi)徑0.3-1.4mm,中空纖維管壁上布滿微孔,孔徑以能截留物質(zhì)的分子量表達,截留分子量可達幾千至幾十萬。原水在中空纖維外側(cè)或內(nèi)腔加壓流動,分別構(gòu)成外壓式與內(nèi)壓式。超濾是動態(tài)過濾過程,被截留物質(zhì)可隨濃縮小排除,不致堵塞膜表面,可長期連續(xù)運行。

7、EDI純水處理

EDI超純水處理設(shè)備的工作原理:電去離子(EDI)系統(tǒng)主要是在直流電場的作用下,通過隔板的水中電介質(zhì)離子發(fā)生定向移動,利用交換膜對離子的選擇透過作用來對水質(zhì)進行提純的一種科學(xué)的水處理技術(shù)。電滲析器的一對電極之間,通常由陰膜,陽膜和隔板(甲、乙)多組交替排列,構(gòu)成濃室和淡室(即陽離子可透過陽膜,陰離子可透過陰膜)。淡室水中陽離子向負極遷移透過陽膜,被濃室中的陰膜截留;水中陰離子向正極方向遷移陰膜,被濃室中的陽膜截留,這樣通過淡室的水中離子數(shù)逐漸減少,成為淡水,而濃室的水中,由于濃室的陰陽離子不斷涌進,電介質(zhì)離子濃度不斷升高,而成為濃水,從而達到淡化,提純,濃縮或精制的目的。

EDI超純水處理設(shè)備的優(yōu)點:

1、無需酸堿再生:在混床中樹脂需要用化學(xué)藥品酸堿再生,而EDI則消除了這些有害物質(zhì)的處理和繁重的工作。保護了環(huán)境。

2、連續(xù)、簡單的操作:在混床中由于每次再生和水質(zhì)量的變化,使操作過程變得復(fù)雜,而EDI的產(chǎn)水過程是穩(wěn)定的連續(xù)的,產(chǎn)水水質(zhì)是恒定的,沒有復(fù)雜的操作程序,操作大大簡便化。

3、降低了安裝的要求:EDI系統(tǒng)與相當處理水量的混床相比,有較不的體積,它采用積木式結(jié)構(gòu),可依據(jù)場地的高度和窨靈活地構(gòu)造。模塊化的設(shè)計,使EDI在生產(chǎn)工作時能方便維護。

8、臭氧滅菌超純水處理

臭氧(O3)的消毒原理是:臭氧在常溫、常壓下分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,很快自行分解成氧氣(O2)和單個氧原子(O);后者具有很強的活性,對細菌有極強的氧化作用,將其殺死,多余的氧原子則會自行重新結(jié)合成為普通氧原子(O2),不存在任何有毒殘留物,故稱無污染消毒劑,它不但對各種細菌(包括肝炎病毒,大腸桿菌,綠濃桿菌及雜菌等)有極強的殺滅能力,而且對殺死霉素也很有效。

1、臭氧的滅菌機制及過程類屬于生物化學(xué)過程,氧化分解了細菌內(nèi)部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶。

2、直接與細菌、病毒發(fā)生作用,破壞其細胞器和核糖核酸,分解DNA、RNA,蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物,使細菌的物質(zhì)代謝生產(chǎn)和繁殖過程到破壞。

3、滲透胞膜組織,侵入細胞膜內(nèi)作用于外膜脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖,使細胞發(fā)生通透畸變,導(dǎo)致細胞溶解死亡。并且將死亡菌體內(nèi)遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、枝原體及熱原(細菌病毒代謝產(chǎn)物、內(nèi)毒素)等溶解變性滅亡。


來源:環(huán)保易交易

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