水處理技術(shù)十種常用水處理方法

1、水處理技術(shù)十種常用水處理方法沉淀物過(guò)濾法沉淀物過(guò)濾法的目的是將水源內(nèi)之懸浮顆粒物質(zhì)或膠體物質(zhì)清除干凈。這些顆粒物質(zhì)如果沒(méi)有清除，會(huì)對(duì)透析用水其它精密的過(guò)濾膜造成破壞或甚至水路的阻塞。這是最古老且最簡(jiǎn)單的凈水法，所以這個(gè)步驟常用在水純化的初步處理，或有必要時(shí)，在管路中也會(huì)多加入幾個(gè)濾器（filter）以清除體積較大的雜質(zhì)。濾過(guò)懸浮的顆粒物質(zhì)所使用的濾器種類很多，例如網(wǎng)狀濾器，沙狀濾器（如石英沙等）或膜狀濾器等。只要顆粒大小大于這些孔洞之大小，就會(huì)被阻擋下來(lái)。對(duì)于溶解于水中的離子，就無(wú)法阻攔下來(lái)。如果濾器太久沒(méi)有更換或清洗，堆積在濾器上的顆粒物質(zhì)會(huì)愈來(lái)愈多，則水流量及水壓會(huì)逐漸減少。人們就是利用入

2、水壓與由水壓差來(lái)判斷濾器被阻塞的程度。因此濾器要定時(shí)逆沖以排除堆積其上的雜質(zhì)，同時(shí)也要在固定時(shí)間內(nèi)更換濾器。沉淀物過(guò)濾法還有一個(gè)問(wèn)題值得注意，因?yàn)轭w粒物質(zhì)不斷被阻攔而堆積下來(lái)，這些物質(zhì)面或許有細(xì)菌在此繁殖，并釋放毒性物質(zhì)通過(guò)濾器，造成熱原反應(yīng)，所以要經(jīng)常更換濾器，原則上進(jìn)水與由水的壓力落差升高達(dá)到原先的五倍時(shí)，就需要換掉濾器。2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(yáng)離子交換樹(shù)脂以鈉離子來(lái)交換硬水中的鈣與鎂離子，以此來(lái)降低水源內(nèi)之鈣鎂離子的濃度。具軟化的反應(yīng)式如下：Ca2+2Na-EXHCa-EX2+2Na+1Mg2+2Na-EXHMg-EX2+2Na+1式中的EX表示離子交換樹(shù)

3、脂，這些離子交換樹(shù)脂結(jié)合了Ca2+及Mg2+之彳乳將原本含在其內(nèi)的Na+離子釋放由來(lái)。樹(shù)脂基質(zhì)(resinmatrix)內(nèi)藏氯化鈉，在硬水軟化的過(guò)程中，鈉離子會(huì)逐漸被使用耗盡，則交換樹(shù)脂的軟化效果也會(huì)逐漸降低，這時(shí)需要作還原(regeneration)的工作，也就是每隔固定時(shí)間加入特定濃度的鹽水，一般是10%,其反應(yīng)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(guò)程中沒(méi)有陽(yáng)離子的軟化，不只是逆滲透膜上會(huì)有鈣鎂體的沉積以致降低功效甚至破壞逆滲透膜，長(zhǎng)期飲用也容易得到硬水癥候群。硬水軟化器也會(huì)引起細(xì)菌繁殖的問(wèn)題，所

4、以設(shè)備上需要有逆沖的功能，一段時(shí)間彳矍就要逆沖一次以防止太多雜質(zhì)吸附其上。全自動(dòng)鈉離子交換器采用離子交換原理，去除水中的鈣、鎂等結(jié)垢離子。當(dāng)含有硬度離子的原水通過(guò)交換器內(nèi)樹(shù)脂層時(shí)，水中的鈣、鎂離子便與樹(shù)脂吸附的鈉離子發(fā)生置換，樹(shù)脂吸附了鈣、鎂離子而鈉離子進(jìn)入水中，這樣從交換器內(nèi)流生的水就是去掉了硬度的軟化水。3去離子法去離子法的目的是將溶解于水中的無(wú)機(jī)離子排除，與硬水軟化器一樣，也是利用離子交換樹(shù)脂的原理。在這使用兩種樹(shù)脂-陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與陰離子交換樹(shù)脂。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂利用氫離子（H+）來(lái)交換陽(yáng)離子；而陰離子交換樹(shù)脂則利用氫氧根離子（OH-）來(lái)交換陰離子，氫離子與氫氧根離子互相結(jié)合成中性水，其

5、反應(yīng)方程式如下：M+x+xH-RcM-M-Rex+xH+1A-z+zOH-RcA-Rez+zOH-1上式中的的M+x表陽(yáng)離子，x表電價(jià)數(shù)，M+x陽(yáng)離子與陽(yáng)離子樹(shù)脂上H-Re的氫離子交換，A-z則表陰離子，z表電價(jià)數(shù)，A-z與陰離子交換樹(shù)脂結(jié)合彳矍，釋放由OH-離子。H+離子與OH-離子結(jié)合彳矍即成中性的水。這些樹(shù)脂之吸附能力耗盡之彳矍也需要再還原，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂需要強(qiáng)酸來(lái)還原；相反的,陰離子則需要強(qiáng)堿來(lái)還原。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂對(duì)各種陽(yáng)離子的吸附力有所差異，它們的強(qiáng)弱程度及相對(duì)關(guān)系如下：Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Ni2+>Cd2+>CU2+>C

6、o2+>Zn2+>Mg2+>Ag1+>Cs1+>K1+>NH41+>Na1+>H1+陰離子交換樹(shù)脂與各陰離子的親合力強(qiáng)度如下：S02-4+>I->NO3->NO2->Cl->HCO3->OH->F-4反滲透法反滲透法可以有效的清除溶解于水中的無(wú)機(jī)物，有機(jī)物，細(xì)菌，熱原及其它顆粒等。要了解反滲透原理之前，要先解釋'滲透（osmosis）的觀念。所謂滲透是指以半透膜隔開(kāi)兩種不同濃度的溶液，其中溶質(zhì)不能透過(guò)半透膜，則濃度較低的一方水分子會(huì)通過(guò)半透膜到達(dá)濃度較高的另一方，直到兩側(cè)的濃度相等為止。在還沒(méi)達(dá)到

7、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(dòng)狀態(tài)會(huì)暫時(shí)停止，此時(shí)所需的壓力叫作滲透壓(osmoticpressure),如果施加的力量大于滲透壓時(shí)，則水份的移動(dòng)會(huì)反方向而行，也就是從高濃度的一側(cè)流向低濃度的一側(cè)，這種現(xiàn)象就叫作,反滲透,。反滲透的純化效果可以達(dá)到離子的層面，對(duì)于單價(jià)離子(monovalentions)的排除率(rejectionrate)可達(dá)90%-98%,而雙價(jià)離子(divalentions)可達(dá)95%-99%左右(可以防止分子量大于200道爾敦的物質(zhì)通過(guò))。反滲透水處理常用的半透膜材質(zhì)有纖維質(zhì)膜(cellulosic),芳香族聚醞胺類(aromaticpo

8、lyamides),polyimide或polyfuranes等，至于它的結(jié)構(gòu)形狀有螺旋型(spiralwound),空心纖維型(hollowfiber)及管狀型(tubular)等。至于這些材質(zhì)中纖維素膜的優(yōu)點(diǎn)是耐氯性高，但在堿性的條件下(pH>8.0)或細(xì)菌存在的狀況下，使用壽命會(huì)縮短。polyamide的缺點(diǎn)是對(duì)氯及氯氨之耐受性差。如果反滲透前沒(méi)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，造成反滲透功能的下降；有些膜(如polyamide)容易被氯與氯氨所破壞，因此在反滲透膜之前要有活性碳及軟化器等前置處理。反滲透系統(tǒng)的調(diào)試工作顯得尤為重要。我們可以從以下幾個(gè)方面

9、來(lái)掌握：運(yùn)行條件運(yùn)行前準(zhǔn)備試車運(yùn)行分離流程反滲透膜分離工藝設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的流程有如下幾種：一級(jí)一段法這種方式是料液進(jìn)入膜組件后，濃縮液和產(chǎn)水被連續(xù)引由，這種方式水的回收率不高，工業(yè)應(yīng)用較少。另一種形式是一級(jí)一段循環(huán)式工藝，它是將濃水一部分返回料液槽，這樣濃溶液的濃度不斷提高，因此產(chǎn)水量大，但產(chǎn)水水質(zhì)下降。一級(jí)多段法當(dāng)用反滲透作為濃縮過(guò)程時(shí)，一次濃縮達(dá)不到要求時(shí)，可以采用這種多步式方式，這種方式濃縮液體體積可減少而濃度提高，產(chǎn)水量相應(yīng)加大。兩級(jí)一段法當(dāng)海水除鹽率要求把NaCl從35000mg/L降至500mg/L時(shí)，則要求除鹽率高達(dá)98.6%如一級(jí)達(dá)不到時(shí)，可分為兩步進(jìn)行。即第一步先除去NaCl90

10、%,而第二步再?gòu)牡谝徊接伤腥コ齆aCl89%,即可達(dá)到要求。如果膜的除鹽率低，而水的滲透性又高時(shí)，采用兩步法比較經(jīng)濟(jì)，同時(shí)在低壓低濃度下運(yùn)行時(shí)，可提高膜的使用壽命。多級(jí)反滲透流程在此流程中，將第一級(jí)濃縮液作為第二級(jí)的供料液，而第二級(jí)濃縮液再作為下一級(jí)的供料液，此時(shí)由于各級(jí)透過(guò)水都向體外直接排由，所以隨著級(jí)數(shù)增加水的回收率上升，濃縮液體體積減少濃度上升。為了保證液體的一定流速，同時(shí)控制濃差極化，膜組件數(shù)目應(yīng)逐漸減少。5超過(guò)濾法超過(guò)濾法與逆滲透法類似，也是使用半透膜，但它無(wú)法控制離子的清除，因?yàn)槟ぶ讖捷^大，約10-200A之間。只能排除細(xì)菌，病毒，熱原及顆粒狀物等，對(duì)水溶性離子則無(wú)法濾過(guò)。超過(guò)

11、濾法主要的作用是充當(dāng)逆滲透法的前置處理以防止逆滲透膜被細(xì)菌污染。它也可用在水處理的最彳矍步驟以防止上游的水在管路中被細(xì)菌污染。一般是利用進(jìn)水壓與由水壓差來(lái)判斷超過(guò)濾膜是否有效，與活性碳類似，平時(shí)是以逆沖法來(lái)清除附著其上的雜質(zhì)。6蒸播法蒸播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(fā)性的雜質(zhì)，但是無(wú)法排除可揮發(fā)性的污染物，還有它需要很大的儲(chǔ)水槽來(lái)存放。7紫外消毒法它的殺菌機(jī)理是破壞細(xì)菌核酸的生命遺傳物質(zhì)，使其無(wú)法繁殖，其中最重大的反應(yīng)是核酸分子內(nèi)的pyrimidine鹽基變成雙合體（dimer）o一般是使用低壓水銀放電燈（殺菌燈）的人工253.7nm波長(zhǎng)的紫外線能量。紫外線殺菌燈的原理與

12、日光燈相同，只是燈管內(nèi)部不涂螢光物質(zhì)，燈管的材質(zhì)是采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。特點(diǎn)：1、脈沖紫外殺菌方式，寬光譜能量強(qiáng)，杜絕微生物的光復(fù)活現(xiàn)象2、采用全不銹鋼外殼，使用壽命長(zhǎng)3、燈管可采用手動(dòng)清洗或自動(dòng)機(jī)械清洗方式4、全自動(dòng)控制系統(tǒng)，智能化操作8聲波處理法聲波處理法是指利用頻率比人耳所能聽(tīng)到的頻率范圍更高（即18kHz）的聲波作為對(duì)象的聲化學(xué)方法，利用超聲波來(lái)加速化學(xué)反應(yīng)，提高化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)率。聲化學(xué)反應(yīng)是通過(guò)聲空化過(guò)程實(shí)現(xiàn)的。聲空化把聲場(chǎng)能量集中起來(lái)，然后伴隨空化泡崩潰而在極小的空間內(nèi)將其釋放由來(lái)，使之在正常溫度與壓力的液體環(huán)境中產(chǎn)生異乎尋常的高溫

13、（高于5000K）和高壓（高于5X107Pa）,形成“熱點(diǎn)”ts小W）,從而開(kāi)辟化學(xué)反應(yīng)通道，增大化學(xué)反應(yīng)速率。利用超聲技術(shù)降解水中的化學(xué)污染物，尤其是難降解的有機(jī)污染物是近幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型水處理技術(shù)，尤其是廢水中難降解有機(jī)污染物的治理，目前已取得了不錯(cuò)的結(jié)果。它具有去除效率高、反應(yīng)時(shí)間短、設(shè)施簡(jiǎn)單、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，超聲技術(shù)在處理微污染水、高濃度難降解的有機(jī)廢水、污泥以及飲用水殺菌、消毒和工業(yè)廢水的阻垢、除垢等方面的研究，已取得了較大的成果。與紫外線、熱、壓力、化學(xué)等處理方法相比，超聲波對(duì)污染物的處理更直接，對(duì)設(shè)備的要求更低。9生化法生物化學(xué)水處理方法利用自然界存生的各種細(xì)菌微生

14、物，將廢水中有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成無(wú)害物質(zhì)，使廢水得以凈化。生物化學(xué)水處理方法可以分活性污泥法、生物膜法、生物氧化塔、土地處理系統(tǒng)、厭氧生物水處理方法。生物化學(xué)水處理法的流程：原水-格柵-調(diào)節(jié)池-接觸氧化池-沉淀地-過(guò)濾-消毒-由水。1、活性污泥水處理方法（1）純氧曝氣法。最早是在1968年由美國(guó)建成第一個(gè)純氧曝氣的污水處理廠。由于制造氧氣的成本不斷下降，純氧曝氣法得到廣泛應(yīng)用。（2）深水曝氣法。增加曝氣池的深度可以增加池水的壓力，從而使水中氧的溶解度提高，氧的溶解速度也相應(yīng)增快，因此，深水曝氣池水中的溶解氧要比普通曝氣池的高，一般是將池深由原來(lái)的4m增加到10m左右。（3）射流曝氣法。污水和污泥組

15、成的混合液通過(guò)射流器，由于高速射流而產(chǎn)生負(fù)壓，從而有大量的空氣吸入，空氣與混合液進(jìn)行充分接觸，提高了污水的吸氧率，從而使處理的污水效率得到提高。（4）投加化學(xué)混凝劑及活性炭法。在活性污泥法的曝氣池中投加化學(xué)混凝劑及活性炭，這樣相當(dāng)于在進(jìn)行生化處理的同時(shí)進(jìn)行物化處理。活性炭又可作為微生物的載體并有協(xié)助固體沉降的作用，BOD及COD的去除率提高，使水質(zhì)凈化。（5）生物接觸氧化法。這是兼有活性污泥法和生物過(guò)濾法特點(diǎn)的一種新型污水處理方法，以接觸氧化池代替一般的曝氣池，以接觸沉淀池代替常用的沉淀池。（6）管道化曝氣。此法是使污水在壓力管道內(nèi)進(jìn)行活性污泥曝氣，同時(shí)進(jìn)行較長(zhǎng)距離的輸送。由于設(shè)備少，投資費(fèi)用

16、和操作費(fèi)用均可降低。曝氣：即排流式曝氣，使用曝氣風(fēng)機(jī)將壓縮空氣不斷地豉入廢水中，保證水中有一定的溶解氧，以維持微生物的生命活動(dòng)，分解水中有機(jī)物，以達(dá)到水處理的凈化效果。2、生物膜水處理方法（1）生物濾池：使廢水流過(guò)生長(zhǎng)在濾料表面的生物膜，通過(guò)兩面間的物質(zhì)交換及生化作用，使廢水中有機(jī)物降解，達(dá)到水處理的凈化目的。（2）生物轉(zhuǎn)盤：由固定在一橫軸上的若干間距很近的圓盤組成，不斷旋轉(zhuǎn)的圓盤面上生長(zhǎng)一層生物膜，以達(dá)到水處理凈化效果。生物接觸氧化：供微生物棲附的填料全部浸于廢水中，并采用機(jī)械設(shè)備向廢水中充入空氣，使廢水中有機(jī)物降解，以凈化廢水。3、土地處理系統(tǒng)(1)土地滲濾：利用土壤膜中的微生物和植物根系

17、對(duì)污染物的凈化能力來(lái)進(jìn)行生活污水處理，同時(shí)利用污水中的水、肥來(lái)促進(jìn)農(nóng)作物、牧草、樹(shù)木生長(zhǎng)。(2)污水灌溉：這種水處理方法主要目的為灌溉，以充分利用凈化后的污水。4、厭氧生物水處理方法：利用厭氧微生物分解污水中有機(jī)物，達(dá)到水處理凈化目的，同時(shí)產(chǎn)生甲烷氣、CO2等氣體。水處理新視野10離子交換法混床是混合離子交換柱的簡(jiǎn)稱，是針對(duì)離子交換技術(shù)所設(shè)計(jì)的設(shè)備。所謂混床，就是把一定比例的陽(yáng)、陰離子交換樹(shù)脂混合裝填于同一交換裝置中，對(duì)流體中的離子進(jìn)行交換、脫除。由于陽(yáng)樹(shù)脂的比重比陰樹(shù)脂大，所以在混床內(nèi)陰樹(shù)脂在上陽(yáng)樹(shù)脂在下。一般陽(yáng)、陰樹(shù)脂裝填的比例為1:2,也有裝填比例為1:1.5的，可按不同樹(shù)脂酌情考慮選擇。混床也分為體內(nèi)同步再