反滲透膜分離工藝設(shè)計中常見的流程有如下幾種:
①一級一段法這種方式是料液進入膜組件后,濃縮液和產(chǎn)水被連續(xù)引出,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。
②一級多段法當用反滲透作為濃縮過程時,一次濃縮達不到要求時,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。
③兩級一段法當海水除鹽率要求把NaCl從35000 mg/L降至500mg/L時,則要求除鹽率高達98.6%如一級達不到時,可分為兩步進行。即第一步先除去NaCl 90%,而第二步再從第一步出水中去除NaCl 89%,即可達到要求。如果膜的除鹽率低,而水的滲透性又高時,采用兩步法比較經(jīng)濟,同時在低壓低濃度下運行時,可提高膜的使用壽命。
④多級反滲透流程在此流程中,將第一級濃縮液作為第二級的供料液,而第二級濃縮液再作為下一級的供料液,此時由于各級透過水都向體外直接排出,所以隨著級數(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,同時控制濃差極化,膜組件數(shù)目應(yīng)逐漸減少。
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(zhì)。
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(fā)性的雜質(zhì),但是無法排除可揮發(fā)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,血液透析用水不用這種方式來處理。
紫外消毒
它的殺菌機理是破壞細菌核酸的生命遺傳物質(zhì),使其無法繁殖,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)。一般是使用低壓水銀放電燈(殺菌燈)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(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。
水處理紫外線殺菌燈
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(jīng)濟,對菌種的選擇性少,水質(zhì)也不會改變,所以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。水中的依哥拉菌、巴斯拉菌、沙門氏菌等等全殺光,能潛入水中心360度殺菌,功效等于水面殺菌燈的三倍。能消除水中祿藻,效果顯著,使用方便,紫外線殺菌燈適用于:各種大小漁場過濾,水處理,大小型水池,游泳場、溫泉。殺菌效率可達99%-99.99%。
紫外線水處理技術(shù)--殺菌
紫外線殺菌主要是利用254納米波長的紫外線光。此波長的紫外線光,即使是在微量的紫外線投射劑量下,也可以破壞一個細胞的生命核心——DNA,因此阻止細胞再生,喪失再生能力使細菌變得無害,從而達到滅菌的效果。象所有其它紫外線應(yīng)用技術(shù)一樣,這種系統(tǒng)的規(guī)模取決于紫外線的強度(照射器的強度和功率)和接觸時間(水、液體、或空氣暴露在紫外線下的時間長短)。
紫外線水處理技術(shù)--消除臭氧
在工業(yè)生產(chǎn)中,臭氧常被用于消毒和凈化水體。但是,由于臭氧有極強的氧化能力,水中剩余的臭氧如果不被去除會有可能對下一流程有所影響,因此,通常臭氧處理過的水在進入主要的工藝流程之前必須將水中剩余臭氧去除掉。254納米波長的紫外線對于破壞剩余臭氧非常有效,它可以把臭氧分解成氧氣。盡管不同的系統(tǒng)所需要的規(guī)模不同,但通常來講,一個典型的臭氧消除系統(tǒng)所需的紫外線放射量是一個傳統(tǒng)的滅菌消毒系統(tǒng)的三倍左右。
紫外線水處理技術(shù)--降低總有機碳量
在很多高技術(shù)和實驗室裝置中,有機物會妨礙高純度水的生產(chǎn)。有很多方法可以把有機物從水中清除掉,較常用的方法包括使用活性炭和反滲透。波長較短的紫外線(185納米)也可以有效地降低總有機碳量。波長較短的紫外線具有更多的能量,因此能夠分解有機物。紫外線氧化有機的反應(yīng)過程雖然非常復(fù)雜,紫外線水處理技術(shù)其主要原理是通過產(chǎn)生氧化能力很強的自由氫氧,將有機物氧化成水和二氧化碳。和臭氧清除系統(tǒng)一樣,這種降解有機碳的紫外線系統(tǒng)的紫外線放射量是傳統(tǒng)消毒系統(tǒng)的三到四倍。
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紫外線水處理技術(shù)--降解余氯在市政水處理和供水系統(tǒng), 加氯消毒是非常必要的。但在工業(yè)生產(chǎn)過程中,為了避免對產(chǎn)品產(chǎn)生不良影響,去除水中的余氯卻經(jīng)常是必要的前處理。消除余氯的基該方法有活性炭床和化學處理?;钚蕴妓幚淼娜秉c在于它需要不斷再生,而且經(jīng)常遇到細菌滋生的問題。185納米和254納米波長的紫外線都被證實可以有效地破壞余氯和氯氨的化學鍵。雖然需要巨大的紫外線能量才能發(fā)揮作用,但紫外線水處理技術(shù)的優(yōu)點在于此方法不需向水中添加任何藥物,不需要儲存化學物質(zhì),容易維修,而且同時還有殺菌和去除有機物的作用。
特點:
1、脈沖紫外殺菌方式,寬光譜能量強,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
3、燈管可采用手動清洗或自動機械清洗方式
4、全自動控制系統(tǒng),智能化操作
聲波處理
波長從 200 到 300nm 的紫外線有殺菌作用。 UVC 輻射有很強的殺菌力。它被 DNA 吸收并對其結(jié)構(gòu)進行破壞,從而去除活細胞的活性。微生物如病毒,細菌,酵母菌,真菌被紫外燈在幾秒鐘之內(nèi)變得無害。只要輻射強度足夠高,紫外線殺菌是一種可靠和環(huán)保的方法,因為無需任何化學添加劑。此外,微生物無法對紫外線產(chǎn)生抗體。
在用紫外線殺菌時,可以使用發(fā)射波長為 254 nm 的單色譜低壓汞燈 ,或是發(fā)射寬帶光譜覆蓋從 200 到 300 nm 的整個范圍的中壓汞燈,也可以使用只發(fā)射波長為 222 nm 的準分子燈。
世紀源紫外燈進行水處理的優(yōu)點:
對味道和氣味沒有影響;
無需添加化學物質(zhì);
無環(huán)境污染;
輻射時間短;
對耐氯的病原體有效;
操作簡便;
工藝的維護需求?。?
運行成本極低。
生化法
生物化學水處理方法利用自然界存生的各種細菌微生物,將廢水中有機物分解轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì),使廢水得以凈化。生物化學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→過濾→消毒→出水。
1、活性污泥水處理方法
(1)純氧曝氣法。最早是在1968 年由美國建成第一個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的4 m 增加到10 m 左右。
(3)射流曝氣法。污水和污泥組成的混合液通過射流器, 由于高速射流而產(chǎn)生負壓, 從而有大量的空氣吸入,空氣與混合液進行充分接觸, 提高了污水的吸氧率, 從而使處理的污水效率得到提高。
(4)投加化學混凝劑及活性炭法。在活性污泥法的曝氣池中投加化學混凝劑及活性炭, 這樣相當于在進行生化處理的同時進行物化處理?;钚蕴坑挚勺鳛槲⑸锏妮d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。
?。?)生物接觸氧化法。這是兼有活性污泥法和生物過濾法特點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)進行活性污泥曝氣, 同時進行較長距離的輸送。由于設(shè)備少,投資費用和操作費用均可降低。
曝氣:即排流式曝氣,使用曝氣風機將壓縮空氣不斷地鼓入廢水中,保證水中有一定的溶解氧,以維持微生物的生命活動,分解水中有機物,以達到水處理的凈化效果。
2、生物膜水處理方法
(1)生物濾池:使廢水流過生長在濾料表面的生物膜,通過兩面間的物質(zhì)交換及生化作用,使廢水中有機物降解,達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)的圓盤面上生長一層生物膜,以達到水處理凈化效果。
生物接觸氧化:供微生物棲附的填料全部浸于廢水中,并采用機械設(shè)備向廢水中充入空氣,使廢水中有機物降解,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對污染物的凈化能力來進行生活污水處理,同時利用污水中的水、肥來促進農(nóng)作物、牧草、樹木生長。
(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物,達到水處理凈化目的,同時產(chǎn)生甲烷氣、CO2等氣體。
離子交換
混床是混合離子交換柱的簡稱,是針對離子交換技術(shù)所設(shè)計的設(shè)備。所謂混床,就是把一定比例的陽、陰離子交換樹脂混合裝填于同一交換裝置中,對流體中的離子進行交換、脫除。由于陽樹脂的比重比陰樹脂大,所以在混床內(nèi)陰樹脂在上陽樹脂在下。一般陽、陰樹脂裝填的比例為1:2,也有裝填比例為1:1.5的,可按不同樹脂酌情考慮選擇?;齑惨卜譃轶w內(nèi)同步再生式混床和體外再生式混床。同步再生式混床在運行及整個再生過程均在混床內(nèi)進行,再生時樹脂不移出設(shè)備以外,且陽、陰樹脂同時再生,因此所需附屬設(shè)備少,操作簡便。
混床處理工藝的設(shè)備包括混合離子交換器和體外再生設(shè)備。其中體外再生設(shè)備主要包括樹脂分離器、陰(陽)樹脂再生器、樹脂貯存塔、混雜樹脂塔和酸堿再生設(shè)備。
設(shè)備優(yōu)點
1、出水水質(zhì)優(yōu)良,出水pH值接近中性?!?
2、出水水質(zhì)穩(wěn)定,短時間運行條件變化(如進水水質(zhì)或組分、運行流速等)對混床出水水質(zhì)影響不大?!?
3、間斷運行對出水水質(zhì)的影響小,恢復(fù)到停運前水質(zhì)所需的時間比較短。
4、回收率達到****
油的測定
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概要
當水樣中加入凝聚劑---硫酸鋁時,擴散在水中的油微粒會被形成的氫氧化鋁凝聚。隨著氫氧化鋁的沉淀,便將水中微量的油也聚集沉淀,經(jīng)加酸酸化,可將沉淀溶解,再通過有機溶劑的萃取,將分離出來的油質(zhì)轉(zhuǎn)入有機溶劑中,將有機溶劑蒸發(fā)至干,殘留的是水中的油,通過稱量即可求出水中的油含量。 此法采用四氯化碳(CCL4)作有機溶劑,這樣可以避免在蒸發(fā)過程中發(fā)生燃燒或爆炸等事故。
正滲透
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正滲透-尋找水處理脫鹽新技術(shù)
正滲透作為一種潛在的水純化和淡化新技術(shù),世界上正對其進行著多角度、深層次的理論研究和實踐探索。正滲透與反滲透是一對互逆的方法。國外1976年,有液-液體系的原始嘗試,國內(nèi)1992年,發(fā)明過液-固體系的正向滲透(非加壓)吸附滲透法脫鹽(CN92110710.2)。直到約10年后,又重新跟隨國際潮流,開始標準的模仿復(fù)制的模式, 2008年有綜述報告。
新途徑
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隨著科技的飛速發(fā)展,壓力驅(qū)動反滲透膜分離技術(shù)(RO)在膜、膜組器、設(shè)備和工藝等方面都有了較大創(chuàng)新和改進,但人們也越來越意識到RO技術(shù)在節(jié)能、環(huán)保領(lǐng)域存在的局限,而且就脫鹽來
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講,RO技術(shù)可認為已接近發(fā)展的頂峰。因此,國外已經(jīng)開展了“正向滲透膜分離技術(shù)(FO)”的相關(guān)研究,并取得了一定的成果,在海水淡化、污水處理、食品加工、醫(yī)藥等領(lǐng)域得到了應(yīng)用,特別是“壓力延緩滲透(FRO)海水發(fā)電”,更是一項極具前景的清潔再生能源開發(fā)技術(shù)J。但是國內(nèi)對正向滲透膜分離技術(shù)關(guān)注得很少,相關(guān)研究和論文也不多。雖然,上個世紀90年代中國有了創(chuàng)造性的發(fā)明“非加壓吸附滲透法海水淡化”(CN92110710.2)。
正向滲透分離技術(shù)很早就得到了應(yīng)用。很久以前,人們就采用食鹽來長期貯存食物,因為在高鹽環(huán)境下多數(shù)細菌、霉菌和病原菌由于滲透作用會脫水死亡或暫時失去活性。如今,人們已經(jīng)開始利用正向滲透膜分離技術(shù)進行海水淡化、工業(yè)廢水處理、垃圾滲透液處理等研究;食品工業(yè)在實驗室利用正向滲透膜分離來濃縮飲料;緊急救援時的生命支持系統(tǒng)利用正向滲透膜分離技術(shù)制取淡水。隨著材料科學的發(fā)展,正向滲透技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于人體的藥物控制釋放。
滲透吸附
(90年代)
非加壓吸附滲透海水淡化法,或稱為“正向滲透法”,讓水通過多孔膜正向滲透進入一種超強吸水的吸附劑或鹽濃度甚至超過海水的溶液或固態(tài)物,不需要外界加壓,但溶液里的特殊鹽分"提取液"很容易蒸發(fā),不需要加太多的熱(加熱能與反滲透加壓的能量比?)。分固態(tài)鹽、液態(tài)鹽方向。固態(tài)鹽解吸附耗能更小。
海水淡化技術(shù):非加壓吸附滲透海水淡化法(CN92110710.2)1992年:上個世紀90年代鄧宇的發(fā)明,《美國化學文摘》收錄。
另外兩種方法都在薄膜結(jié)構(gòu)上有了創(chuàng)新和改進:
納米薄膜
一種用碳納米管來做薄膜的小孔,單壁碳納米管和多壁碳納米管的碳納米管薄膜與單純由單壁碳納米管或多壁碳納米管組成的碳納米管相比,強度-重量比、彈性模量-重量比和剛度分別提高了1.6倍、1.4倍和2.4倍。
蛋白質(zhì)膜
薄膜的孔用引導(dǎo)水分子通過活細胞的細胞膜的蛋白質(zhì)來構(gòu)成。
水藻處理
編輯
湖水中由于有機物的增多,水藻在充分的富氧環(huán)境中在適合的溫度等條件下,將大量繁殖。已經(jīng)成為水處理的一大難題
水藻屬性
水藻屬于單細胞生物,由于具有較強的生存能力和分支性強的屬性,易于懸浮于湖水表面。
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