水處理反滲透包括:污水處理和飲用水處理兩種,有些地方還把污水處理再分為兩種,即污水處理和中水回用兩種。經(jīng)常用到的水處理藥劑有:聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵、堿式氯化鋁,聚丙烯酰胺,活性炭及各種濾料等。
水處理的效果可以通過(guò)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)衡量。
為達(dá)到成品水(生活用水、生產(chǎn)用水或可排放廢水)的水質(zhì)要求而對(duì)原料水(原水)的加工過(guò)程。
加工原水為生活或工業(yè)的用水時(shí),稱為給水處理;
加工廢水時(shí),則稱廢水處理。廢水處理的目的是為廢水的排放(排入水體或土地)或再次使用(見(jiàn)廢水處置、廢水再用)。
在循環(huán)用水系統(tǒng)以及水的再生處理中,原水是廢水,成品水是用水,加工過(guò)程兼具給水處理和廢水處理的性質(zhì)。水處理還包括對(duì)處理過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水和污泥的處理及最終處置(見(jiàn)污泥處理和處置),有時(shí)還有廢氣的處理和排放問(wèn)題。水的處理方法可以概括為三種方式:①最常用的是通過(guò)去除原水中部分或全部雜質(zhì)來(lái)獲得所需要的水質(zhì);②通過(guò)在原水中添加新的成分,通過(guò)物理或化學(xué)反應(yīng)后來(lái)獲得所需要的水質(zhì);③對(duì)原水的加工不涉及去除雜質(zhì)或添加新成分的問(wèn)題。
水中雜質(zhì)和處理方法 水中雜質(zhì)包括挾帶的粗大物質(zhì)、懸浮物、膠體和溶解物。粗大的物質(zhì)如河中漂浮的水草、垃圾、大型水生物、廢水中的砂礫以及大塊污物等。給水工程中,粗大雜質(zhì)由取水構(gòu)筑物的設(shè)施去除,不列入水處理的范圍。
廢水處理中,去除粗大的雜質(zhì)一般屬于水的預(yù)處理部分。懸浮物和膠體包括泥沙、藻類、細(xì)菌、病毒以及水中原有的和在水處理過(guò)程中所產(chǎn)生的不溶解物質(zhì)等。溶解物有無(wú)機(jī)鹽類、有機(jī)化合物和氣體。去除水中雜質(zhì)的處理方法很多,主要方法的適用范圍可以大致按雜質(zhì)的粒度來(lái)劃分(圖1)。由于原水所含的雜質(zhì)和成品水可允許的雜質(zhì)在種類和濃度上差別很大,水處理過(guò)程差別也很大。
就生活用水(或城鎮(zhèn)公共給水)而論,取自高質(zhì)量水源(井水或防護(hù)良好的給水專用水庫(kù))的原水,只需消毒即為成品水;取自一般河流或湖泊的原水,先要去除泥沙等致濁雜質(zhì),然后消毒;污染較嚴(yán)重的原水,還需去除有機(jī)物等污染物;含有鐵、錳的原水(例如某些井水),需要去除鐵、錳。生活用水可以滿足一般工業(yè)用水的水質(zhì)要求,但工業(yè)用水有時(shí)需要進(jìn)一步的加工,如進(jìn)行軟化、除鹽等。
當(dāng)廢水的排放或再用的水質(zhì)要求較低時(shí),只需用篩除和沉淀等方法去除粗大雜質(zhì)和懸浮物(常稱一級(jí)處理);當(dāng)要求去除有機(jī)物時(shí),一般在一級(jí)處理后采用生物處理法(常稱二級(jí)處理)和消毒;對(duì)經(jīng)過(guò)生物處理后的廢水,所進(jìn)行的處理過(guò)程統(tǒng)稱三級(jí)處理或深度處理,如當(dāng)廢水排入的水體需要防止富營(yíng)養(yǎng)化所進(jìn)行的去除氮、磷過(guò)程即屬于三級(jí)處理(見(jiàn)水的物理化學(xué)處理法)。當(dāng)廢水作為水源時(shí),成品水水質(zhì)要求以及相應(yīng)的加工流程隨其用途而定。理論上,現(xiàn)代的水處理技術(shù),可以從任何劣質(zhì)水制取任何高質(zhì)量的成品水。
反滲透膜分離工藝設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的流程有如下幾種:
①一級(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(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。
②一級(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。
③兩級(jí)一段法當(dāng)海水除鹽率要求把NaCl從35000 mg/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NaCl 90%,而第二步再?gòu)牡谝徊匠鏊腥コ齆aCl 89%,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。
④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)水都向體外直接排出,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。
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