臭氧在水处理的应用(共16篇)
1.臭氧在水处理的应用 篇一
试议二氧化氯与臭氧在水处理中的应用论文
摘要:为了满足人们对水质的不断要求,二氧化氯和臭氧是今后水处理中的主要应用方向。本文对二氧化氯和臭氧消毒机理、氧化消毒特性及经济性等方面进行介绍分析。
关键词:二氧化氯;臭氧;消毒;饮用水处理
1二氧化氯(ClO2)
1.1二氧化氯的氧化消毒特性。ClO2是较强的氧化剂,氧化水中有机物具有选择性。①ClO2氧化能力强,其氧化能力是氯的2.5倍,能迅速杀灭水中的病原菌、病毒和藻类(包括芽孢、病毒和蠕虫等)。②与氯不同,ClO2消毒性能不受pH值影响。这主要是因为氯消毒靠次氯酸杀菌而二氧化氯则靠自身杀菌。③ClO2不与氨或氯胺反应,在含氨高的水中也可以发挥很好的杀菌作用,而使用氯消毒则会受到很大影响。④ClO2随水温升高灭活能力加大,从而弥补了因水温升高ClO2在水中溶解度的下降。⑤ClO2的残余量能在管网中持续很长时间,故对病毒、细菌的灭活效果比臭氧和氯更有效。⑥ClO2具有较强的脱色、去味及除铁、锰效果。⑦ClO2消毒只是有选择的与某些有机物进行氧化反应将起降解为含氧基团为主的产物。不产生氯化有机物,所需投加量小,约为氯投加量的40%不受水中氨氮的影响。因此,采用ClO2代替氯消毒,可使水中三氯甲烷生成量减少90%。
1.2二氧化氯的制备及经济性比较。ClO2的制备方法有化学反应法、电解食盐法、离子交换法等。其中化学法和电解法在生产上应用较多。
①化学法。化学反应制取ClO2的方法有:a.盐酸与亚氯酸钠反应:5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2+2H2O;b.盐酸与氯酸钠反应:NaClO3+2HCl=NaCl+ClO2+H2O;c.液气混合反应:2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2。
目前,一般谈到的化学法制取ClO2指方法a。这种方法生产规模较小,设备简单,便于实现自动化操作,适于水处理中生产应用;但碰到的问题同样是NaClO2价格昂贵,且该法ClO2的理论产率只有80%。为此,有公司研制出使用NaClO2和H2SO4反应制取ClO2的二氧化氯发生器。
②电解法。电解NaCl溶液生产ClO2以食盐为原料,采用隔膜电解工艺,在阳极室注入饱和食盐水,阴极室加入自来水,接通电源后使离子定向迁移,从而在阳极室及中性电极周围产生ClO2、O3、H2O、Cl2等混合气体。生产中可以通过降低电解温度,控制盐水流量,增加阳极室ClO2含量等方法提高ClO2产率。产生的混合气体ClO2仅占10%左右,除了O3、H2O2外,大部分是氯气。这就无法避免液氯消毒的缺点。同时ClO2含量也难以精确计算,设备复杂,易损坏部件价格昂贵,运行维护困难。但目前国内仍多用此法。
2臭氧(O3)
2.1臭氧的氧化消毒特性。①O3作为高效的无二次污染的氧化剂,是常用氧化剂中氧化能力最强的(O3>ClO2>Cl2>NH2Cl),其氧化能力是氯的2倍。②O3消毒受pH值、水温及水中含氨量影响较小,但也有一定的选择性。③O3去除微生物、水草、藻类等有机物产生的嗅、味,效果良好,脱色能力比Cl2和ClO2更为有效和迅速。④投加O3能改变小粒径颗粒表面电荷的性质和大小,使带电的小颗粒聚集;同时O3氧化溶解性有机物的过程中,还存在“徽絮凝作用”,对提高混凝效果有一定作用。⑤O3消毒效果好,剂量小,作用快,不产生三氯甲烷等有害物质,同时还可使水具有较好的.感官指标。⑥O3能将水中不易降解的大分子有机物氯化分解为小分子有机物,并向水中充氧使水中溶解氧增加,为后续处理(特别是生物处理)提供了更好的条件。但从经济上考虑,O3投加量不可能太高,所以氧化并不彻底,如果后续工艺处理不当,也会产生三氯甲烷等有害物质。⑦在水处理过程中,应尽量不要生成新的三氯甲烷物质,因为三氯甲烷一且形成,O3也很难将其氧化去除。 2.2臭氧的制备及经济性分析。生产O3的方法有无声放电法、放射法、紫外线法、电解法等。在实际净水厂应用中都采用无声放电法。
使氧气(O2)转变O3,首先需要有很大的能量将O-O键裂解为氧原子。无声放电就是利用高速电子来轰击氧气,使其分解成氧原子:O2=2O。
离解后的氧原子有些合成臭氧:3O=O3
有些重新合成为氧气,有些则和氧气合成为O3:O+O2=O3
上述反应都是可逆的,生成的O3也会分解成为氧原子活氧气。所以,通过放电区域的氧气中只有一部分能够变成O3,因此生产出来的O3通常指含一定浓度O3的空气,称为臭氧化空气,并非纯臭氧气。
根据目前的技术水平,O3的生产原料分为空气、纯氧气、液氧三种。
采用液氧一般适用于中小规模(臭氧量<50kg>50kg/h的规模。利用干燥空气制取O3获得的臭氧浓度一般在1%~3%;而利用纯氧或液氧生产的臭氧浓度可达10%左右,而且空气制取O3的电耗约为另外两种方法的2倍。
3结论
3.1ClO2和O3都是高效的氧化消毒剂,其氧化消毒能力受pH值及水中氨氮的影响均较小,消毒都不会产生三氯甲烷,是液氯消毒的理想替代产品。
3.2ClO2和O3具有更高的稳定性,同时又比氯具有更强的消毒能力;但氧化能力比O3差。但用臭氧消毒时,为了维持管网中的持续消毒能力,需要采用氯、氯胺、二氧化氯等作为辅助消毒剂。
3.3为避免生成三氯甲烷难以去除,在原水腐殖质、藻类、酚含量高的水厂,建议使用ClO2或O3进行预处理。
3.4水处理中采用O3要比采用ClO2成本略高,但从水质来讲,采用臭氧-活性炭工艺要比采用ClO2好。就经济水平而言,这两种改进水质的方法都是可以接受的,各水厂可以根据具体情况采用相应的措施。
3.5由于ClO2和O3氧化能力都很强,并都具有毒性和腐蚀性.在使用中要注意安全防护措施。
参考文献:
[1]梁光.城市污水再生水二氧化氯消毒研究[D].西安:西安建筑科技大学,.
2.臭氧在水处理的应用 篇二
1 臭氧的性质、功能
臭氧的英文名字叫Ozone,分子式O3,分子量48,是氧气(O2)的同素异形体,由三个氧原子组成,常温下臭氧是淡蓝色,草腥味气体。标准状态下,臭氧密度ρ=2.144 g/L,空气ρ=1.293 g/L。臭氧在水中的溶解度大约是氧气的10~15倍,在水中稳定性较差。臭氧在水中的溶解度受温度、臭氧浓度影响很大。表1是臭氧在水中的溶解度。
注:20℃时,101 k Pa条件下测定[1]。
臭氧易分解,不稳定状态下在空气中臭氧的半衰期为22.5 min,1 h的衰退率为61%,空气型臭氧在水温25℃时其溶解度只有3~7 mg/L,纯臭氧在水中的溶解度可达1372 mg/L,在1%的臭氧水溶液中半衰期约为16 min,且温度越高,湿度越大,半衰期越短。
臭氧具有光谱、高效强氧化性,有四大功用:灭菌、氧化、脱色、除味,且无残留物。
国际卫生组织对其灭菌功效曾归纳比较,臭氧与其它杀菌剂对大肠杆菌的杀灭效果依次为:臭氧(O3)>次氯酸(HCl O)>二氧化氯(Cl O2)>银离子(Ag+)>次氯酸根(Cl O-)>高铁酸盐(Fe3+)>氯胺(NHCl3)。
臭氧具有很强的氧化性,除了金和铂外,臭氧化空气几乎对所有的金属都有腐蚀作用。铝、锌、铅与臭氧接触会被强烈氧化,但铬铁合金(不锈钢)基本上不受臭氧腐蚀。
2 臭氧氧化机理
臭氧的净水机理目前尚无确定的结论,普遍认为是臭氧离解而产生·OH自由基。它是在水中已知的氧化剂中最活泼的氧化剂,很容易将各种类型的有机物氧化[2]。但是臭氧的化学性质极不稳定,在空气和水中都会慢慢分解成氧气,尤其是在非纯水中,分解速度以分钟计算[3]。因此,这就促使人们寻找其它的降解技术与其结合使用,以提高·OH生成量和生成速度。
2.1 光催化臭氧氧化
光催化臭氧氧化是以紫外线UV为能源、O3为氧化剂,利用臭氧在紫外线照射下分解产生活泼的次生氧化剂氧化有机物。PEYTON等研究了光催化臭氧化机理[4],认为O3分解先产生H2O2,H2O2在紫外线照射下又产生了·OH,进入·OH自由基反应循环。开始时H2O2的分解是产生·OH的主要来源,随后有机物参与·OH的循环反应。·OH主要由以下反应产生:
利用光催化氧化法处理难降解有机废水时,部分难降解有机物在紫外线的照射下,提高了能级,处于激发状态,与·OH自由基发生羟基化或羧基化反应,从而改变这些物质的分子结构,生成易于生物降解的新物质[5]。
自1972年,A.Fujishima等开始研究光催化氧化以来,一些科学工作者对以二氧化钛为代表的固体氧化物光催化作用进行了很多研究。
胡军等[6,7,8]研究了光催化一臭氧联用技术对苯胺、溴铵酸、对硝基苯废水的处理效果。结果表明,光催化一臭氧联用处理这些废水具有一定的协同效应,臭氧捕获了光催化过程中产生的电子。生成更多的HO·。与单独光催化和臭氧相比COD去除率大大提高。p H对光催化一臭氧联用处理废水的影响不大,而且COD去除率都能达到90%以上,说明此技术适用p H范围广。
S.Tong等[9]用O3/UV、O3/TiO2/UV、O3/V-O/TiO2去除水杨酸中COD,结果表明,O3/V-O/TiO2效果最好(V=钒),在pH为6.8的缓冲溶液中,O3/V-O/TiO2法去除COD达到70%,而其余两种为47%和55%。
2.2 碱催化臭氧氧化
碱催化臭氧氧化是通过OH-催化,生成·OH自由基,然后氧化分解有机物。·OH产生过程如下:
2.3 金属催化臭氧氧化
通过一定方式制备的金属催化剂能够促使水中臭氧分解,产生具有极强氧化性的自由基。从而显著提高其对水中高稳定性有机物的分解效果。许多金属离子可用于催化臭氧氧化过程中,如钛、铜、锌、铁、镍、锰等,在所有过渡金属氧化物中,Mn O2表现出最好的催化臭氧化活性。可有效催化降解的有机物种类最多。
尹琳等[10]以凹凸棒石为载体加载钛氧化物制成可重复使用的固体催化剂。对人工模拟染料废水进行复合催化氧化处理,取得了较好的效果。在p H为11,m(TiO2)∶m(凹凸棒石)=1∶20的条件下,处理初始质量浓度为400 mg/L的人工合成染料废水。Ti-凹凸棒石催化剂可使臭氧氧化效率(以COD去除率计)由21.5%提高到73.8%。
皮运正等[11]以乙二酸为实验对象。研究了CuO/Al2O3和Cu(Ⅱ)对臭氧的催化作用。实验结果表明,在低pH条件下,CuO/Al2O3有较强的催化臭氧氧化能力,当pH=3.3,有20 g/L的CuO/Al2O3催化剂存在时,乙二酸的去除率达到63%,提高约15%。而在pH=7.5条件下,Cu(Ⅱ)对乙二酸的催化臭氧氧化能力更强,当乙二酸溶液中投加2 mg/L的CuNO3)2,每克DOC所投加的O3量为1.9 g时,乙二酸的去除率从54%提高到约90%,提高了36%。
张涛等[12]以实验室制备的水合氧化铁为催化剂对水中痕量难氧化有机物硝基苯进行催化臭氧氧化,实验以蒸馏水为本底。反应20 min时催化臭氧氧化硝基苯的去除率为66%,比单独臭氧氧化高出44.8%。
3 臭氧联合技术
由于臭氧的强选择性及分解有机物的不彻底性,以及自身易与其它技术相联合的特点,使其逐渐山单独使用发展到与其它废水处理技术联合使用。
臭氧联合技术比较多,一般可分为以下几种:O3+超声波法、O3+活性污泥法、O3+膜处理法、O3+混泥法、O3+生物活性炭吸附法。这些方法对不同的水质各有优缺点,因此根据水中难降解物质和有毒物质的不同而选用不同的工艺才能达到较好的效果[13]。
4 臭氧氧化、臭氧联合技术在水处理中的应用
4.1 对工业污水、废水的处理
臭氧技术在污水处理中有着广泛的应用,如:污水脱色、剩余污泥减量及环境干扰化学物质减量等方面。臭氧氧化分解的产物是氧气,不对体系产生二次污染,操作条件也较简单,因此具有其他氧化剂不具有的优势[14]。
4.1.1 对含难降解有机污染物废水的处理
超声波能有效地降解废水中的难降解有机污染物,将超声波与臭氧进行联合使用,可以提高降解有机物的效率,降低运行成本。早在1976年,DAHI[15]就已经发现超声波能够强化O3处理废水过程,他利用20 kHz超声波强化O3氧化处理生物污水处理厂的出水时发现,这种技术可减少50%的O3投加量。国内学者赵朝成等[16]使用O3超声波联合处理含酚废水,研究表明,超声辐射在臭氧氧化过程起加速反应作用,效果明显好于超声或臭氧单独使用时的效果,而且随着超声功率的增大,加速反应的能力增强;随着臭氧通人量的增大,酚去除率不断增大。另外,超声/臭氧处理酚废水的降解规律符合假一级反应。
4.1.2 对印染废水的处理
印染废水对环境的污染很严重,其水量大、水质波动大、污染物成分复杂且含量高,色度、化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)均较高,是国内外难处理的工业废水之一[17]。臭氧氧化技术是利用O3分子反应选择性强,能与含双键的染料直接发生加成反应,使染料开环脱色,并提高废水的可生化性[18]。此外,O3在紫外线(UV)作用下,转化为·OH等强氧化性物质,与有机物反应,使染料的发色基团中的不饱和键断裂,生成相对分子质量小、无色的有机酸、醛等,达到脱色和降解有机物的目的[19,20]。利用O3/UV氧化与常规生化组合,先利用生化法将可生化有机物大部分去除,剩余不可生化污染物用O3/UV氧化,以降低臭氧的消耗及处理成本,提高出水水质[21]。李兵宇[22]采用生化和O3/UV氧化组合的方法处理印染废水,进水水质为COD897 mg/L,BOD 394 mg/L,色度210倍,处理后COD为58 mg/L,色度0倍。通过该处理出水可达到《GB 4287-1992纺织染整工业水污染物排放标准》的一级排放要求。
4.1.3 对钢铁行业焦化废水的处理
臭氧对去除焦化废水中的酚、氰化物等污染物有显著效果;残留于废水中的臭氧易分解,一般不会产生二次污染,并且能增加水中的溶解氧;操作管理方便。但是此法在工业应用中还存在一些问题,如臭氧发生器耗电量大,运行及投资费用高;由于臭氧的强氧化性,在操作过程中控制不当易对周围的生物造成危害,因此目前未能广泛推广[23]。
4.2 对循环冷却水的处理
使用臭氧处理循环冷却水能有效地杀灭细菌和藻类,能氧化垢层基质中的有机物成分,致使水中的Ca2+浓度、二氧化碳浓度增加,从而产生阻垢作用。吸附在金属表面的臭氧可使金属表面从活化腐蚀状态转变为钝化状态,并且使氧的传质速率加快,降低了由于浓差极化所产生的腐蚀作用[24]。
4.3 对饮用水的处理
在饮用水处理中,臭氧氧化法处理的适宜对象主要包括杀菌、除嗅、除味、脱色、除铁、除锰、除去微量有机物等。饮用水处理中臭氧的投加方式包括预氧化、中间氧化和最后消毒。臭氧的预氧化可去除水中的无机物、色度、浊度、悬浮固体、异臭和味,可部分分解有机物并灭活微生物,从而提高混凝一絮凝一沉淀效果。中间氧化主要是分解有毒微污染物,去除三氯甲烷前体物,并提高有机污染物的可生化降解性。臭氧消毒可灭活水中所有残留的微生物,并使消毒产生的副产物减到最少[25]。
4.4 对回用水、再生水的处理
臭氧虽然对微生物等具有极强的杀灭效果和较好的COD去除作用,但对氨氮去除效果较差,对醇类、醛类、醚类及烃类化合物氧化能力也较弱;运行能耗较高、投资较大,特别是国内制造的大型臭氧发生器存在效率较低、放电管寿命较短、价格较为昂贵的不足、以及尾气处理等问题,使臭氧技术用于回用污水处理受到限制。因此开发效率高、能耗低、寿命长的臭氧发生装置是臭氧处理技术迫切需要解决的问题[26]。
5 结语
3.电化学法在水处理中的应用现状 篇三
关键词电化学;水处理技术;应用
中图分类号X7文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)081-0132-01
1概述
现代社会,废水处理是一个热门话题。目前,由于电化学方法具有处理装置紧凑、设备小、占地面积少、不产生二次污染,又能起到消毒作用等优点已得到人们的重视,用在造纸废水、印染废水、制药废水、医院废水、含油废水等的研究中。
目前,国内电催化法水处理的研究应用已有一定的基础,然而和国外相比还不是很系统。随着水处理领域的热点转移到有机废水的处理,电化学法降解有机废水受到国内外的关注。
电解法处理废水主要有电化学氧化法、电化学还原法、内电解法、电凝聚法、电气浮法、电沉积法、电渗析法、电吸附法。
2电化学在水处理中的应用
随着全球环境状况的日益严峻,环境保护及污染物处理问题引起了各国政府的高度重视。目前,在美、日等发达国家已经广泛的应用电化学方法进行催化氧化处理有机废水。国内在电化学处理废水方面也有很快的发展。由于电化学处理废水的种种优势与功能,近年来国内外的研究较多,现已广泛应用于处理电镀废水、化工废水、印染废水等的研究,并取得了一定的成效。
2.1难生物降解有机废水的处理
对工业部门外排的一些有机废水,由于有机物含量高、污水流量波动相对较大常规生物处理的效率是很低的,甚至是无效的。采用电解氧化过程处理这类废水,如果选用涂层电极作为阳极材料,就可通过阳极反应直接氧化分解有机污染物,或者通过阳极反应产生的氧化性物质间接分解有机污染物;如果选用可溶性铁或铝作阳极,就可在同一电解反应器中通过电氧化、电凝聚、电气浮协同作用去除有机污染物。从而达到很好的处理效果,COD的去处效率甚至可以达到98%以上。
2.2重金属离子的回收和去除
利用电解法回收和去除废水中的重金属,基本是电化学法在水处理技术应用中较早的领域,现在该技术已属于成熟的应用阶段。现在的研究重点是一些标准电极电位较负的金属,如废水中的Ni2+、Cr6+和贵金属Au、Ag等的去除和回收。
2.3垃圾渗滤液的处理
垃圾渗滤液是一种难处理的高浓度有机废水,它有机污染物种类繁多,水质复杂,污染物浓度高,变化范围大,可生化性差,水质状况随时间发生很大的变化。因此,合理地选择渗滤液处理工艺,对城市垃圾的卫生填埋处理十分必要。电化学水处理技术有极强的选择性,可以将难降解有机物或对生物有毒、有抑制的污染物转化为可生化物质,从而提高废水的可生物降解性。
电化学氧化法不仅可有效地去除垃圾渗滤液的色度、COD和氨氮,而且对一些典型的难降解的有毒污染物有良好的降解或去除作用,出水的可生化性明显改善,有利于后续的生化处理。
2.4含染料废水的处理
染料废水成分复杂,含有多种有机染料和中间体,色度深,毒性强,难降解,pH值波动大,组分变化大,浓度高,水量大。由于电解过程中余氯的产生,电解法对含盐染色废水的色度和COD去除具有独特的效果。采用混凝—电化学氧化—活性污泥法处理印染废水,比传统工艺可节省1/4的费用。
2.5含油废水的处理
采用电絮凝和电气浮法处理含油废水,一般去油量可达93%~95%,对含油量在150mg/L以下的废水,经处理后,含油量常可降到10%以下。含油废水成分非常复杂,含有大量的油分和难处理的表面活性剂,同时污染源比较分散,水质变化较大。如果用电凝聚和电气浮的作用对水中的悬浮物,色度,COD、浊度和含油量都有很好的去除效果。
此外,炼油厂外排污水、在开采海洋石油时产生的含多环芳烃类有机物和氯离子等废水等也可采用电化学的处理方法并能达到相应的排放及回用标准。
2.6含氮废水的处理
电解脱氮的主要对象是脱去核废水中的NO3﹣。由于其中常含有Ru、Hg等放射性及重金属元素,用其它方法处理相当困难。而采用电化学处理方法得到了比较好的效果。
3结论
电化学方法是一种处理装置紧凑、设备小、占地面积少、不产生二次污染,又能起到消毒作用的水处理技术,它在重金属离子的回收和去除、难生物降解有机废水的处理、含染料废水的处理、含油废水的处理、垃圾渗滤液的处理以及含氮废水的处理中有着广泛的应用,并对这些种类的废水有着非常好的处理效果。
参考文献
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[7]潘怀玉.电凝聚气浮法处理餐饮废水实验研究[D].云南环境科学.2001:9.
4.生物技术在水处理药剂中的应用 篇四
生物技术在水处理药剂中的应用
随着科技的发展和研究的深入,生物技术在水处理药剂中的应用越来越广泛.生物消毒、生物表面活性剂、酶处理技术及噬菌体是水处理杀生剂.在介绍微生物絮凝剂的.分类,絮凝机理及其特点后,对微生物絮凝剂的问题进行了阐述.
作 者:尹文静 作者单位:安徽省建设工程勘察设计院,安徽,合肥,230001刊 名:华章英文刊名:HUAZHANG年,卷(期):“”(13)分类号:Q5关键词:水处理药剂 杀生剂 微生物絮凝 机理
5.臭氧在水处理的应用 篇五
厌氧膜生物反应器在水处理中的应用研究
本文从AnMBR在水处理中的原理、特点,以及和传统的`厌氧生物处理的比较得出其发展优势,同时也指出了AnMBR的主要缺点和发展方向.得出厌氧膜生物在未来有较大的发展前景等结论.
作 者:周亚红 宋宝增 ZHOU Ya-hong SONG Bao-zeng 作者单位:西南科技大学环境与资源学院,四川,绵阳,621010刊 名:四川环境 ISTIC英文刊名:SICHUAN ENVIRONMENT年,卷(期):25(5)分类号:X703关键词:AnMBR 生物量 污泥浓度 膜污染
6.臭氧处理泳池水技术与应用现状 篇六
我国目前水处理过程中,广泛使用氯或氯化合物为杀菌剂,泳池水杀菌则几乎全依赖氯剂。
早在100年前人们就开始使用氯剂进行消毒,其中尤以元素氯可以迅速杀死大多数微生物,而且可以保持水中足够余氯使抑制作用得以保持而得到推广。氯具有价格低廉,来源方便的特点,在泳池水的处理上至今仍被继续大量采用。池中的污染物主要为尿素即由泳者带入的细菌。一个泳者据称能带入30-40亿个细菌及0.5克有机物。氯在杀死细菌的同时却与尿素、有机物形成氯化胺及三卤甲烷(THM),氯化胺的挥发性很大是造成室内游泳池大厅内特殊气味的主要化合物,对人的眼、耳、鼻、喉粘膜产生刺激。THM则已被确认为对小白鼠具有致癌性。美国环保局(EPA)于2001年7月23日在因特网上公布了THM有害健康的论点,并称有些人由于长期饮用THM超标水(EPA标准为100μg/L),可能导致肺、肝及中枢神经系统的癌变,在泳池水中THM的存在,可通过人的呼吸、皮肤的呼吸及渗透对健康构成一定危害。环保工作者还发现THM一旦生成,在自然环境中不易分解而发挥到大气层中,在到达大气对流层后的半衰期可长达2-3个月,在此期间将造成对大气臭氧层的破坏,形成了对人类可持续发展的威胁。
针对以上问题,臭氧处理泳池水的技术得到了进一步发展。臭氧被证明是水处理过程中除氟以外最强的氧化剂,他首先能以比氯高出百倍的反应速度分解有机物,防止氯与尿素化合成氯胺,又能氧化THM的前驱物(Precursor),而使THM大大降低。此外,臭氧分解后在水中形成的羟基能够使多价金属离子水解成胶体化合物,通过砂滤器而被过滤掉,这不仅使水的感观得到改进,尤其是水中有机物被氧化分解,后又被过滤去除,因此即使为了防止交叉感染,泳池中还需保持0.5mg/L左右余氯,氯剂的投加量大为降低,一般只为单独使用氯剂的15~20%。嗣后的经验证明,返回泳池水中的残留臭氧低于0.15mg/L时[10],并不会造成任何不利影响,即使长期游泳也不致产生健康危害,西方工业国家尤其是欧洲,不仅普遍接受了这一事实,在约30,000个泳池中使用臭氧,并进一步发展传统的德国标准,实现了完全取消氯剂的杀菌技术。这一技术主要在法国及一些非德语国家推广应用达30多年,积累了大量有益的经验,并为臭氧处理池水技术的发展提供了系统、实用的经验。美洲国家,包括美国近年来已注意到这一情况,开始大量采用臭氧技术,发展的势头很快,但在应用比例上还低于欧洲国家。我国游泳运动发展得较晚,泳池的建设规模较小,臭氧技术应用不多。近期,随着对外开放,一些举行正式或国际比赛的泳池已按国家规定或规范【1】设置臭氧处理装置。此外,一些公众性泳池、高档宾馆、小区的泳池也都提出了采用臭氧技术的要求。人们对于个人卫生的保护意识在此次“非典”危害中得到了进一步加强。可以预见,我国臭氧处理泳池水技术今后必将得到加速发展。
二、臭氧处理泳池水技术发展现
臭氧与氯剂相似,具有杀菌作用,并以快速百倍的反应速度,杀死水中常见的大肠杆菌,现已为众多科学家阐明,某些病原菌,例如病毒、阿米巴变形虫、囊胞等能抵抗氯剂,但却不能幸免而被臭氧杀死。臭氧的使用给泳者以一种可以安全游泳的宽慰。臭氧的另一作用是氧化性能力,他能防止造成泳池室内特殊臭味的化合物在水中的积累,包括泳者排泄物与氯反应生成的含氯有机物的积累,这些化合物有一氯胺、二氯胺、三氯胺、THM、氯化肌酸、氯尿等,他们中有不少本身具有色泽或臭味,并都属THM的前驱物。臭氧实际上是在不断的阻断这些前驱物的生成,使游泳池成为池水清澈、空气新鲜和眼睑、鼻膜无刺激的健身场所。当然,其中尤为重要的是水中THM的大幅度下降,是给予健身人们创造的最好条件。
臭氧的第三个作用就是协助砂滤去除金属盐类及有机物,这是由于有机物在氧化过程中极易成为多极化合物,并能与多价金属阳离子,如钙、镁、铁、铝等,结合成络合物,并成为微絮凝态而被砂滤去除。臭氧能使绿色池水变成蓝色、闪烁、清澈的水体而受到欢迎? 基于如何更好的发挥臭氧的以上三项作用,结合环保、卫生及经济考虑,臭氧处理泳池水的技术大致可分为四大类型即: ★ 全流量系统(Full-flow)
★ 分流量系统(Slipstream)★ UV-O3系统(UV-Ozone)
三、全流量系统
顾名思义,全流量系统就是全部泳池循环水与臭氧接触的方法,这一方法是早期应用臭氧处理池水广泛采用的方法,适宜于城市公众性、竞赛型、以及一些负荷大对池水水质及空气质量要求较高的游泳池。这一方法在20世纪70年代中开始在法、英被采用,由于改善了室内空气质量,因此可以减少新鲜空气的置换量,而大大节省电耗,尤其是冬季,所节省的能源完全可以抵消发生臭氧所增加的能耗【2】。英、法等国均提出了泳池建设、运行指导文件【3】,德国后期也在一些规范中作了修改,这一全流量臭氧系统在80年代得到了十分迅速的发展。
臭氧投加量为循环水量的0.8-1.0 mg/L,一般采用由射流器中产生的负压发生臭氧,射流器中饱和了臭氧的水再与主管水流合并,并在接触罐中反应不低于二分钟以达到杀菌的目的。根据当时一些环保组织的推荐,要求返回泳池的残留臭氧应尽量降低。早期,欧洲引用德国经验,此残留值的最高容许值为0.05 mg/L【4,5】,这样离开接触罐的水中残留的臭氧均要在活性炭臭氧破坏层内分解掉以保证返回池水中的臭氧低于0.05 mg/L。这一技术要求及设计方案在很大程度上限制了全路系统,因为要使臭氧与水有足够的反应时间,又要使残留系统的臭氧不超过0.05mg/L,就只有增加臭氧的投加量或者安装体积庞大的接触罐及活性炭破坏层,这样至少有30~40%臭氧白白浪费掉。这一方法还带来消耗活性炭,活性炭氧化而颗粒变小以至渗入水中,活性炭层易积累微生物,使池水浊度下降,过滤效率降低。此外,为了保持池水中有一定残留杀菌剂,还要加氯,使游离氯的含量保证在0.5-1.0 mg/L。八十年代的后期在世界卫生组织(WHO)发表了欧共体、美国的臭氧水中允许量【5】,提出此值为0.1mg/L,并被绝大多数国家认可。从此,这项技术方案得到了进一步发展。九十年代,人们利用WHO放宽水中臭氧含量这一有利条件,在积累了许多全流量系统推广应用经验后,又推出了第二代臭氧处理方法,即分流量系统技术的产生。
四、分流量系统
英国的工程人员于八十年代初发现:
● 全流量系统时公众性泳池,即使部分臭氧能力停运,水质影响不大。● 九十年代美国环境保护局(EPA)规定泳池大厅空气中最大允许量(8h接触)为0.1ppm(v)或0.2mg/L(wt)【5,6】,泳池水中臭氧含量即使在0.15 mg/L,空气质量仍符合要求,由此提出了针对全流量系统而言的所谓不脱除臭氧处理方法。● 大部分池水循环为逆流并且循环次数大于6次,臭氧到达池内每一点的时间不超过五分钟,而臭氧的半衰期则为20分钟。由此提出了,只要使返回入池中的水中残留臭氧在0.05-0.15 mg/L之间,系统将保证得到各种指标的最佳值。
● 只要达到使全部池水在24小时内与臭氧接触一次,就可以保证其以全路系统杀菌的效果
综合以上观点,英国电工协会于1985-1986年在Cirencester体育中心室内泳池做了示范装置试验,试验结果由休闲—游泳协会的一些医学专家提出,结论是可以进一步削减氯用量,降低室内氯味,避免眼、鼻粘膜刺激,对消除气喘类病症提供了极为有利的条件。
九十年代中期,分流量系统流程问世。臭氧投加量为全流量系统的10~20%或0.1-0.2 mg/L即可。实际运转时循环池水的20~25%进入射流管,臭氧投加量为0.6-1g/m3,经过不低于2分钟接触后与系统水混合,在加氯后返回泳池,活性炭分解器只在放空系统中安装以保障空气中臭氧低于0.1ppm。与全流量相比,分流量系统能节约50%以上的臭氧消耗。
分流量系统主要应用于已有公众性泳池的改建,特别在受到占地面积及资金限制时尤为首选方案。一些新建的50米标准池对象为学校、小区及酒店,即不像市政泳池或游乐池这样负荷较大,均可采用分流量系统。值得一提的是,在加拿大许多省内,包括安大略省、不列颠哥伦比亚省及阿尔巴脱省公众性泳池几乎全部采用分流量系统技术,即使对大型游乐池及比赛池也不例外。
目前,分流量系统继续在接触反应罐后加氯0.5-1.0 mg/L,但也有众多报道称,完全不加氯(溴)剂的泳池,即无氯泳池,在欧洲已得到推广。
五、UV-O3系统
在一个臭氧发生模块中增加一个紫外线灯管叫做UV-O3系统。这是分流量系统的进一步发展。它也是采用分流量系统技术,并将紫外线能激发臭氧活性,并加速其与水分子生成羟基游离基(OHˉ)的特点结合在一个模块中。OHˉ是臭氧与水反应后的活性物质,比次氯酸根(ClOˉ)的氧化能力大10-100倍,杀菌性能大3125倍,这是UV-O3系统的理论依据。过滤后的水管上,旁路部分水经UV-O3一体机处理后返回系统。
在UV一体机内池水经箱内增压泵,射流管与臭氧混合,并经接触反应罐反应后返回池系统内,由于紫外线的照射,增加了OH? 的生成,加速氧化与杀菌作用,并使离开接触罐的水中臭氧能得到充分分解。
UV-O3方法,不仅能保证与分流量方法一样的低臭氧投加量和同等的杀菌、氧化效果,而且避免了使泳池水中臭氧含量过高(例如 >0.15 mg/L)的危险。由于UV的作用接触罐的体积小,也不必使用活性炭分解臭氧,对保证水质透明度更有保证。
UV-O3系统的使用可以降低氯剂的用量,Phil Castle报导【7】他们将多个条件相仿的泳池,进行全路、旁路及UV的对比试验,历时4个月,证明在满足杀菌、氧化要求的情况下,UV系统氯剂的用量可以进一步下降,并使水中结合氯、游离氯分别降到0.2 mg/L,0.4 mg/L以下,这在一定程度上使池水中的氯胺及THM得到大幅度降低,这对满足环保方面日益严格要求将是十分重要的。
在UV-O3系统中,臭氧与UV的协同作用生成羟基游离基(OH-)可以加速有机氯的分解。游离基的生成及与有机污染物的作用在UV光学作用下,几乎是瞬间完成的,时间极短,并只有在UV光照下才能进行,因此臭氧不会进入池水中,过程的安全性更高。
试验证明,UV-O3系统的高效过程其优点可归纳如下:
● 高效控制微生物
● 大幅度降低氯胺,三卤甲烷
● 水透明性高,水质优。
● 室内空气新鲜
● 降低对皮肤,眼睛的刺激
● 对游泳者及工作人员不产生不利健康的物质
● 避免使用活性炭罐的麻烦及卫生方面的问题
● 降低水中游离氯含量
● 需用厂房面积小,安装、操作容易,维护也较简单
UV-O3系统在一些高档泳池中已得到大量使用。近年来在比赛用泳池中也得到大量推广。
六、臭氧水处理技术的安全问题 臭氧对人体有害已得到证实,防止它对人们的不利有相关联的两个因素:一是空气中的臭氧含量应不大于0.1ppm,这一点并不难做到,因为大概在0.01ppm时人们的嗅觉就能发现臭氧的存在,采用相应措施就能避免事故的发生,这一点臭氧发生器的供应商对其产品均有严格的操作说明,所以只要遵照要求即可。二是泳池水中氯胺与三卤甲烷(THM)问题,其中氯胺虽有臭味但毒性不大,本身就是一种杀菌剂,脱除THM的化合物;THM却是一项众多医学专家十分关注的问题。
7.膜分离技术在水处理方面的应用 篇七
1.1 膜分离技术原理
膜分离技术的原理是基于膜的选择透过性来工作的。在液体或是气体 (一般为混合成分) 中, 膜对不同的液体成分的透过性能是有差别的。就可以将某些物质阻隔在膜的一侧, 而让另一部分物质通过, 达到分离的目的[1]。工作的动力是化学位差或是外界能量, 该技术广泛的应用于工业以及居民生活中。
1.2 膜分离技术种类
膜分离技术的工作原理大体相同, 但也是有差别的, 根据不同的构造和功能分为以下几类:
1.2.1 超滤膜
超滤膜技术的动力来源于压力差, 可以而非常精确的对不同分子量的物质进行分离, 该技术的优点在于可对胶体或是大分子物质同时进行分离, 该技术具有低耗能、操作简便、而且工作时压力较低、设备维护费用低以及效率高等优点, 应用广泛, 涉及到的领域包括石化工业、电子制造、纺织、食品行业医药领域等等[2]。
1.2.2 渗透蒸发膜
该技术的动力是压力, 由压力作为动力迫使膜分离的流程。利用摸两侧的浓度差以及扩散系数的不同, 进行蒸发来发到分离的目的。这种膜投资小, 维护费用低, 虽然该技术也在大力的研发改进, 但是该技术的效率并不是很高, 产生的经济价值也有限。膜技术指的主要是将选择性的多孔薄膜作为分离的介质, 让分离出的溶液依靠某种推力穿过膜, 低分子的溶质通过膜, 而截留大分子的溶质, 以此分离出溶液里分子量不相同的物质, 进而实现分离、纯化、浓缩的目标。
1.2.3 反渗透膜
反渗透膜的工作原理就是渗透过程的反作用。其动力来源于压力差, 在膜的一端施加压力, 促使混合物通过滤过膜, 以便使原液里的溶剂被挤压到半透膜的另外一侧。将不同物质进行分离。该项技术的有点在于效率较高、操作简便、维护成本低。
1.2.4 微滤膜
这个膜的动力是静压差, 将混合体 (液体或是气体) 经过过滤具有滤过作用的膜质, 将大小不同的物质进行分离, 这种膜表面附有均匀的孔状结构, 它的优点是效率高, 速度快, 而且介质不易脱落吸附物质极少等。在食品药品行业中, 主要用于过滤微生物以及细微的杂质, 在其他工业中用于产物的发酵物质的浓缩, 方便快捷。
2 膜分离技术在水处理中的应用
2.1 处理工业废水
随着工业的发展和人民生活节奏的加快。污水的产生量逐年增加, 已成为城市的负担, 尤其是工业废水的量巨大, 一时难以消化。为了节约能源与资源, 促进经济的可持续发展, 工业废水必须进行严格的净化处理, 达标之后, 才能排放。为此膜分离技术也彰显了它的作用, 在处理废水中, 不但使污水达到排放的标准, 而且可选择性的回收污水中的一些有效的功能成分, 对物质的在利用和循环利用做出了巨大的贡献[3]。
2.2 处理饮用水
人们对饮用水的要求越来越高, 对于饮用水的处理一般是要去除悬浮颗粒物、细菌以及重金属离子等有毒有害成分。在饮用水的处理上, 膜分离技术发挥的淋漓尽致, 处理方法也是多种多样的, 包括微滤、超滤和纳滤等。膜技术在水资源的重复利用处理方面, 有着其他技术无法匹敌的优势。对于水中的杂质以及有毒物质的过滤的彻底性、操作简便、效率高等优势都现实了该技术未来发展的巨大潜力。在与常规的净水方式中, 膜技术可对水进行纳米阶层的处理, 有效的去除病菌等有毒有害的物质, 提高饮水的健康性。
2.3 在特殊领域水处理方面的应用
运用膜分离技术处理放射性废水以及开发超滤反渗透膜。采用的技术类型为电渗析技术, 随着相关技术的研发和技术的不断更新进步, 超滤与反渗透技术逐渐应用于生产的方方面面[4]。膜技术感觉离我们日常生活很遥远, 其实就在我们身边, 利用膜技术的原理, 对于垃圾的填埋和渗滤液体的处理、富含重金属离子的工业废水 (锌、镉等) 在生活中都有着较为广泛的应用。涉及到的领域包括石化工业、电子制造、纺织、食品行业医药领域等等。随着该项技术的不断成熟, 应用的深度和使用的科技水平也不断攀升, 在目前全人类面临水资源紧张的情况下, 对于水资源的再利用格外的关注, 人们期望通过膜技术以及相关科技的发展, 从根本上解决水资源以及其他资源充分利用的问题。
3 结语
膜分离技术作为一种新的分离净化方法, 与传统的分离净化方法相比具有工艺简单、能耗低、无二次污染而且分离净化的效果较好等优点。在目前全人类面临水资源紧张的情况下, 对于水资源的再利用格外的关注, 人们期望通过膜技术以及相关科技的发展, 从根本上解决水资源以及其他资源充分利用的问题。但在膜分离技术的完备性方面还有待于进一步研究, 其中也存在一定的问题, 如成本的控制, 膜的寿命以及耐受性等方面, 因此, 对于膜技术的深入研发将是人类水资源充分利用的福祉, 结合传统的工艺加之以新型的材料, 将会是未来很长一段时间的主要研究方向。
摘要:膜分离技术作为一种新的分离净化方法, 与传统的分离净化方法相比具有工艺简单、能耗低、无二次污染而且分离净化的效果较好等优点。广泛的应用于水处理的各个方面, 本文对膜分离技术以及原理进行概述, 并介绍该技术在水处理方面的应用, 旨在促进该技术在水处理方面的推广。
关键词:膜分离技术,水处理,技术研究, 技术应用
参考文献
[1]曾欣.膜分离技术在水处理中的应用[J].科技信息, 2007, 12 (10) :25.
[2]徐新阳, 马铮铮.膜过滤在污水处理中的应用研究进展[J].气象与环境学报, 2007, 23 (4) :53-54.
[3]王建黎, 计建炳, 徐又一.膜分离技术在水处理领域的应用[J].膜科学与技术, 2005, 23 (5) :65-68.
8.碱度在水处理中对混凝效果的影响 篇八
【关键词】碱度;混凝剂;pH值;铝离子
一、前言
铝盐作为给水处理中的混凝剂,已使用多年,并且继续发挥着作用,然后由于铝盐净水剂的投入,不可避免导致水中铝的残余浓度的升高,近来人们发现,引用含铝离子的水会引发老年痴呆症。此外,摄铝过多可抑制胃液和胃酸的分泌,使胃蛋白酶活性下降。世界各国相继对饮用水中铝的浓度进行了严格的规定,最大允许值在0.05~0.2mg/L,因而仅仅靠提高混凝剂的投加量的方法,不但难以满足水处理的要求,而且还会使自来水中引入过量的铝,而产生二次污染。
在配水过程中,一部分铝可能沉淀下来,从而使其浓度逐渐降低,而蓄积在配水系统中,特别是在水流慢的不稳,并可与铁、锰有机物和微生物一起形成沉淀,当流速改变时,这些沉淀易被搅动,而使其出现在用户从感官上不能接受的水。如果铝在出厂水中的浓度超过0.1mg/L,则配水系统中产生颜色的机率增加,因此用户的抱怨增多。
在水处理中,当源水碱度充足时,投加混凝剂后pH略有下降,不致影响混凝效果,作为混凝剂使用的大部分铝能以不溶性的铝盐的形式通过沉淀或过滤而被除去。如果源水碱度不足,则可能导致pH值大幅度下降,造成混凝条件的恶化,铝离子的泄漏。此时须投加烧碱、石灰等来调整碱度和pH值。本文围绕碱度对混凝效果的影响及铝离子的泄漏情况进行了试验研究。
二、试验过程与方法
源水取自牡丹江江水,人工配成不同浊度的水样,投加的药剂为硫酸铝及烧碱。试验目的是研究在不同的源水条件下,投加不同量的硫酸铝(烧碱)时的混凝效果、pH值的变化和残余的铝离子浓度。水样取出后分别加入6个1升烧杯中,在六联搅拌器上进行烧杯混凝试驗。投加混凝剂后,以300r/min的转速快搅1min,再以40r/min的转速慢搅10min,静置10min后在液面下1.5cm取上层清液测定余浊、pH、碱度、铝离子浓度。
三、试验结果与分析
图一为硫酸铝投加量与剩余浊度的关系曲线。A试验用水的源水条件为:浊度:500度,pH:6.9,水温:16℃;改变试验用水的pH值为pH=7.5,得试验曲线B,从图中A、B两条曲线可以看出提高源水的pH值,可以提高混凝效果,提高混凝沉淀后的水质。另一方面可降低投药量。经多次混凝试验,如将混凝过程的pH值控制在6.5~6.0之间,能降低投药量5%。
图二:为pH值与投药量及铝离子浓度关系曲线。源水条件:浊度1800,pH=7.0,水温16℃。从图中看出,随着水中投药量的增加,混凝过程的pH值逐渐降低,沉淀后残留于水中的铝离子的浓度增加,当pH值低于5.5时,溶液中残留铝离子高于0.3mg/L,预示着混凝过程的失败。
提高试验用水的浊度,增加投药量,试验结果如图三所示:曲线A、B为硫酸铝投加量与pH值的关系曲线,源水条件只是pH不同;曲线C、D为在A、B相应投药量的情况下,pH值与残留铝离子浓度曲线,源水条件也只是pH值不同。从中可以看出与图二所得到的结果一致。
控制混凝沉淀过程的pH=6.4,得表一及图四,表一为将混凝过程的pH值控制在6.4,在不同投药量情况下,滤前水中的铝离子含量。从中可以看出,控制混凝过程的pH值可以达到控制水中铝离子的残留量的目的。
四、结论
水处理中混凝过程的pH值是一重要的条件,有效合理的控制混凝过程的pH值,不仅可以提高混凝效果,保证水质,降低药耗,还能有效的控制水中残留铝离子的泄漏。
9.臭氧在水处理的应用 篇九
冬季条件下生物预处理、常规处理及深度处理组合工艺处理黄河水的研究结果表明,在原水水质较好的情况下,组合工艺对高锰酸钾指数、DOC 、UV254、色度、浊度和氨氮的平均去除率分别为38.6%、40.1%、58.3%、60.5%、86.4%和74.8%.此外,组合工艺对总藻也有较高的`去除率.组合工艺对磷有很好的去除效果,能把可溶性磷浓度控制在 0.01 mg/L以下.
作 者:刘妤笑 谢曙光 张湛军 施东文 王占生 LIU Yu-Xiao XIE Shu-guang ZHANG Zhan-jun SHI Dong-wen WANG Zhan-sheng 作者单位:刘妤笑,张湛军,施东文,LIU Yu-Xiao,ZHANG Zhan-jun,SHI Dong-wen(郑州市自来水总公司,郑州,450013)
谢曙光,XIE Shu-guang(北京大学环境学院环境科学系,北京,100871)
王占生,WANG Zhan-sheng(清华大学环境科学与工程系,北京,100084)
10.臭氧在水处理的应用 篇十
摘要:采用臭氧化技术对引黄水库水和纯水进行平行试验研究.通过测定水中溶解性臭氧的.浓度绘制了臭氧吸收曲线.分析臭氧吸收曲线表明:不同的水质消耗臭氧的程度不同,水中溶解性臭氧达到饱和的时间也不同.生产厂家可以针对不同的水质设计、改进臭氧发生系统.而且还可以此参考,确定臭氧接触塔的接触时间.作 者:林清丽 张克峰 作者单位:林清丽(济南铁道职业技术学院,山东济南,250013)
张克峰(山东建筑大学市政与环境工程学院,山东济南,250101)
11.超滤分离技术在水处理中的应用 篇十一
1 超滤膜的工作原理
超滤膜主要采用的是物理分离方式, 其在对溶质进行分离的过程为:在微孔内或者膜表面吸附、滞留在孔内, 最后在膜表面的机械截留等。超滤膜具体的工作原理如图1所示。
2 超滤膜的材料以及制备
2.1 超滤膜材料
利用超滤膜来进行分子分离, 其主要任务就是寻找既有选择性, 又有高渗透性的膜。与此同时, 还要考虑到其温度稳定性、坚固性以及能否经受得住细菌以及化学物质的侵蚀、是否能够进行净化、杀菌, 并且还要达到成本最低化的目标。
就目前所研发出的超滤分离技术来看, 超滤普遍应用的是聚酰胺膜和醋酸纤维素膜。
2.2 超滤膜的制备方式
超滤膜材料是由无机与有机高分子两大类所构成的, 但是两类超滤膜的制备的方法并不相同。 (1) 有机高分子超滤膜的制备。超滤膜最为常见的就是非对称膜, 其主要采用复合膜法、相转化法以及拉伸法、烧结法等制备方式。使用相转化法的频率是所有的制备方法使用频率中最高的一个。其主要的原理就是提前分离混合均匀的聚合物溶液, 可以采用改变温度的方法实现诱导作用, 其中还包括暴露于非溶剂气体中或者浸入非溶剂浴等一系列方法。 (2) 无机超滤膜的制备。当前我国常见的无机超滤膜的制备方式有热分解法、溶胶-凝胶法、相分离-沥滤法以及阳极氧化法等。使用最为广泛的是溶胶-凝胶法。两种方式相比而言, 无机膜的成本比较高昂, 对一般的研究所来说, 产生的经济压力比较大, 因此对其进行进一步推广有一定的限制性。
3 超滤膜组件
超滤膜的组件结构主要包括:管式、板框式以及卷式、中空纤维式和条槽式等。最值得推广的就是毛细管式超滤膜, 因为其不管是在运行成本上、流苏控制情况还是在投资费用上, 甚至是就地清洗等综合情况都是最好的一种。
4 超滤膜的污染和清洗
超滤膜一般都是在过滤一些有使用价值和无使用价值的分子, 或者混合物, 因此在使用的过程中极易受到污染。超滤膜受能受到的污染, 一般可以分为浓差极化、固化, 出现凝胶层或者膜孔堵塞等情况。因此防止超滤膜受到污染的最基本的办法就是要消除凝胶层、减小浓差极化以及避免膜孔堵塞。
在进行膜清洗过程中既可以使用化学方法, 也可以使用物理清洗的方法。日常分离工作中最为常用的物理方法包括反冲洗、水洗以及气洗, 而化学方法使用比较广泛的有酸碱清洗、酶清洗以及使用表面活性剂、氧化剂等清洗。
5 超滤膜分离技术在水处理上的应用
超滤膜分离技术的应用非常广泛, 其不但可以进行油废水以及工业废水的分离, 更可以对人类的日常饮用水进行分离处理, 因此其具有非常广阔的前景。如我国农村地区的人口, 居住比较分散, 其日常饮用水也受地域的影响而水质千差万别, 但是由于经济的限制, 他们只能进行简单的处理, 而不能将水中的病毒和细菌完全清除出去, 某地区对饮用水的处理采用了分散式膜法处理, 有效净化了居民的饮用水, 成效颇大。膜处理技术比传统水处理技术所用的设备更简单, 在操作上更容易, 充分体现了节能稳定的特性。
6 结论及展望
随着社会的发展, 人们越来越重视饮水安全, 社会将越来越重视超滤膜分离技术对饮用水以及工业用水的分离及净化, 对其的研究和开发会更加深入。但是超滤分离技术受膜易遭受污染的影响, 因此需要消耗大量的能量来使其维持原有的状态, 这无疑会提高超滤膜的运行成本, 而对其进一步推广有了限制, 因此我国目前需要解决的当务之急是设计和研发更耐脏、高强度的超滤膜组件, 使超滤分离技术造福于人类。
参考文献
12.臭氧在水处理的应用 篇十二
农业用水水质安全及用臭氧对污水无害化处理
摘要:我国是农业灌溉大国,农业用水缺口大,水体污染严重。解决农业用水的.出路,除了充分用好现有水资源,普遍实施节水农业之外,还需要把城镇居民生活污水和由于水体污染而不宜作为农业灌溉的这部分水,进行无害化处理并使之资源化,回收利用,这对舒缓未来农业用水危机有重要作用。该文重点探讨了用臭氧对污水进行无害化处理的原理及可行性。通过污水无害化处理,使农业用水水质安全有了保障,农产品不受污染,提高产品质量。作 者:林仰南 何复光 作者单位:广东省农业机械研究所 期 刊:农业工程学报 ISTICEIPKU Journal:TRANSACTIONS OF THE CHINESE SOCIETY OF AGRICULTURAL ENGINEERING 年,卷(期):, 17(4) 分类号:X703 S273.5 关键词:水质安全 食品安全 污水灌溉 污水纯化机 臭氧 臭氧活性碳13.臭氧在水处理的应用 篇十三
复杂系统综合评价的理论框架及其在水安全评价中的应用
摘要:复杂系统综合评价是当前复杂性科学研究的重要内容,是认识和管理系统的重要措施,它具有诸多不确定性,尚缺乏具有系统性和可操作性的理论框架.从方法论的角度提出了处理一般复杂系统综合评价问题的`7个步骤,就是依次确定评价对象集生成函数、评价指标集生成函数、评价指标测度函数、定性指标定量化函数、指标一致无量纲化函数、指标权重函数和综合评价指标函数这7个函数,它们组成了复杂系统综合评价的理论框架.合理选取或构造这7个函数的不同形式,就可构建合适的综合评价模型,据此提出了5类水安全评价的应用模型.应用结果说明:构建综合评价模型的最重要工作依次是确定综合评价指标函数、指标权重函数和评价指标集生成函数;实现综合评价的理论框架功能最强的综合评价方法依次是组合评价方法、决策分析评价方法和层次分析方法,相似评价方法、模式识别评价方法或投影寻踪评价方法须与其它方法联合应用才能构造完整的评价模型.图1,表1,参42.作 者:金菊良 魏一鸣 周玉良 JIN Ju-liang WEI Yi-ming ZHOU Yu-liang 作者单位:金菊良,JIN Ju-liang(合肥工业大学,土木与水利工程学院,安徽,合肥,230009)魏一鸣,WEI Yi-ming(中国科学院科技政策与管理科学研究所,北京,100080)
周玉良,ZHOU Yu-liang(河海大学,水问题研究所,江苏,南京,210098)
期 刊:农业系统科学与综合研究 ISTIC Journal:SYSTEM SCIENCES AND COMPREHENSIVE STUDIES IN AGRICULTURE 年,卷(期):2008, 24(4) 分类号:X913.4 F323.123 关键词:复杂性科学 复杂系统 综合评价 理论框架 方法论 水安全评价14.臭氧在水处理的应用 篇十四
1 水泵在水处理中应该注意的安全技术问题
1.1 水泵在使用过程中常见的几种故障
综合分析以上这几种常见的故障, 我们可以看出, 水泵在实际水处理中遇到的两个潜在威胁就是各种类型的腐蚀性和强烈的冲击力, 因此, 在具体的安全性处理技术中, 也将重点考虑减少这两方面危害。
1.2 几种故障的安全性处理措施
对于上面提到的故障, 我们目前可以采用的安全性处理措施主要有以下几点:首先, 注意结构设计的科学性, 这主要是指泵轴的断面形状、轴径、泵体结构等基本构造的优化设计。在设计时应在用工程学的专门优化设计公式结合具体的使用效能进行。其次, 注意构造材料的选择, 由于水泵在水处理中经常处于强酸强碱高冲击力等环境中, 因此在选择材料时, 应注意在不同的使用环境中以及不同的结构部位上选择不同的材料, 目前常用的主要是一些不锈钢合金材料。然后是表面处理和涂层保护要做好, 以提高水泵零部件的机械性能, 表面处理主要是在叶片表面进行喷丸、渗碳、渗氮及高频淬火等强化处理, 这可以增加表面残余应力, 提高叶片的抗疲劳强度, 而涂层保护则是将环氧树脂、橡胶、聚氯脂、陶瓷、玻璃、复合尼龙等非金属材料, 经过一定的配方和工艺处理, 并将其喷涂在叶轮易被腐蚀表面起保护作用。最后, 智能检测和预防性维护系统的应用, 在现代工程技术和仪器制造大力发展的今天, 充分应用一些如红外检测仪、转速仪等设备, 可以有效检测和维护水泵在水处理中出现的一些故障, 避免一些不必要的损失。
做好设备的润滑工作, 笔者在调查国内外一些重要的水泵事故中发现, 由润滑工作没有做好产生的事故占了很大比例, 因此这一工作是否做好是非常重要的, 润滑工作在实际操作中主要是润滑油的选择和及时更新, 在具体操作中我们一般会选择抗氧化性较好的一些新型的润滑油, 而更新润滑油时一般要比规定的最曾更新时间稍微短些, 以预防故障的发生。当然, 在实际的使用操作中可能还涉及到技术操作安全问题, 但这类问题在不同的工程中的可能情形较多, 即使在同一工程中不同时段也会面临不同问题, 所以这里暂不对这一问题做出讨论。
2 水泵在水处理中应该注意的节能技术问题
为了节约能源和减少工程造价, 水泵在水处理中的优化选型和节能降耗是非常重要的。
首先我们来看下它的优化选型问题:
在设计和选用水泵是需要注意的两个参数就是流量Q和扬程H, 通过对二者的合理选择, 我们可以确定一个水泵的最佳工作点, 使得能耗降到一个比较低的水平。至于节能降耗问题, 目前普遍使用的技术主要有变频调速节能技术、水泵优化组合节能技术、污水源热泵节能技术等, 这些技术在相关资料都有详细介绍, 这里就不在赘余。但需要强调的一点是, 在选用节能技术的同时也要综合考虑工程造价和实际使用效能等问题, 并不是越节能的设备就是越好的。我们在节能的问题上还要注意的一个环节就是具体工程中水泵的选择, 目前市场上生产的用于水处理的水泵主要有潜水排污泵、潜水轴流泵和螺杆泵3种, 这3种水泵中功率较小的一般是潜水排污泵, 因此, 在水泵选用中, 如没有特别的要求, 这种泵型是个不错的选择。
3 结论
总而言之, 水泵是污水处理厂的关键设备, 它的使用花销和使用中的安全性是非常重要的, 因此在选用和使用水泵的过程中一定要注意这两方面的技术问题。当然, 在处理技术问题的同时还应综合考虑工程造价、使用效能等问题。
摘要:在水处理中, 水泵是极其重要的机器设备, 它的正常和高效运行对整个水处理过程起着决定性的作用。但由于一般的污水处理中, 水泵都处于高压高腐蚀性等环境, 因此, 它的安全使用技术是非常重要的。此外, 水泵属于一种高能耗设备, 在使用过程中的节能问题又是一个关键。本文就将重点探讨水泵在水处理中应该注意的安全性和节能性这两方面的技术问题。
关键词:水泵,水处理,安全技术,节能技术
参考文献
[1]周群英, 高廷耀.环境工程微生物学[M].2版.北京:高等育出版社, 2002.
[2]曾慧兰, 吴斌, 张德煌.浑水泵的防磨蚀措施[J].水泵技, 2003 (1) .
15.水处理中臭氧氧化技术的探讨 篇十五
水处理中臭氧氧化技术的探讨
概述了臭氧氧化技术的.发展及特点,介绍了臭氧氧化技术的产生与作用机理.臭氧作为一种强氧化剂,在水处理中得到了广泛的应用.主要体现在饮用水处理、游泳池水处理、污水和尾气排放、活性炭过滤前的臭氧氧化以及混凝与臭氧氧化技术的有机结合.
作 者:马效民 Ma Xiaomin 作者单位:哈尔滨职业技术学院,哈尔滨,150081刊 名:水利技术监督英文刊名:TECHNICAL SUPERVISION IN WATER RESOURCES年,卷(期):17(4)分类号:X703.1关键词:水处理 臭氧氧化 强氧化剂 活性炭过滤 混凝
16.膜技术在水处理中的应用研究 篇十六
1 膜技术介绍
膜是由无机材料或有机高分子材料制作而成的一种薄膜, 具有分离性和选择透过性特点。而膜技术是指利用不同物质对膜的不同选择性, 借助外界能量或化学位差来达到将多种物质分离、提纯和浓缩的一种技术。自膜技术诞生起, 就迅速在水处理中得到了广泛的应用, 目前水处理中常用的几种膜处理技术主要有微滤膜技术 (MF) 、超滤膜技术 (UF) 、正渗透/反渗透膜技术 (FO/RO) 、纳滤膜技术 (NF) 、液膜技术 (LM) 等[1]。不同的膜技术适用于不同的水处理场合, 且普遍具有设备简单, 占用空间小, 操作便捷, 容易控制, 节能环保等多种优点。
2 膜技术在水处理中的应用
2.1 微滤膜技术在饮用水生产中的应用
较之其他膜技术, 微滤膜技术是应用最早、应用范围最广的一种膜技术, 它主要应用于饮用水生产的预处理和初级处理环节, 可以有效清除原水中的固体颗粒、悬浮物、细菌和纤维等物质。在应用微滤膜技术对饮用水进行处理时, 为达到良好的处理效果, 往往需要将微滤膜技术结合其他膜技术和其他水处理方法来共同对水进行处理, 如超滤膜技术、纳滤膜技术、吸附、混凝剂等[2]。在微滤膜技术基础上, 有研究人员尝试采用不同混凝剂对饮用水中的腐殖酸进行去除, 并对不同混凝剂对膜污染情况进行了研究, 得出了饮用水最优出水水质下的混凝条件与膜污染程度最小条件下的混凝剂类型与用量。还有研究人员以河水为试验对象, 采用不同粒径活性炭对河水样品进行处理, 试验发现大粒径的活性炭比小粒径的活性炭所造成的污染要更严重。
2.2 反渗透膜技术在脱盐水处理中的应用
反渗透膜技术开发的初衷就是用于脱盐水处理, 该技术发展至今现已成为脱盐水处理中的一种主要技术, 除了脱盐水, 在纯水、超纯水制备、苦咸水处理和海水淡化等水处理中还可以达到较为理想的处理效果, 且非常经济实惠[3]。由于反渗透膜技术在脱盐水处理中的优势巨大明显, 因而国家先后在诸多地区大型脱盐水处理站中投入反渗透膜技术, 如辽宁长海、山东威海、浙江舟山等。随着反渗透膜技术在脱盐水领域应用的不断扩大, 其目前已形成一定规模, 且在进一步的推广应用当中。
2.3 正渗透技术在垃圾渗滤液浓缩中的应用
正渗透技术对水的处理不需要依靠额外的驱动力, 而只需利用原料液与汲取液之间的渗透压差即可实现膜的自动分离, 但渗透压差自主膜分离的实现必须满足几个必要条件:汲取液可以提供一定驱动力, 选择性渗透膜及膜组件允许水分子通过但不允许其他溶质通过, 汲取液稀释后再浓缩。垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水, 主要污染物有重金属离子、有机物、氮类化合物等, 采用一般的处理方法效率不高[4]。而采用正渗透技术, 以氯化钠作为汲取液, 以CTA为渗透膜, 可以达到较高的处理效率和出水率, 将多种污染物截留出来, 且对膜通量影响较小。正渗透技术在垃圾渗滤液处理中的应用所具有的较好效果已在实践中得到了验证, 目前该技术还在不断的发展与改进之中。
2.4 液膜技术在废水处理中的应用
液膜技术起源于美国, 上世纪70年代传入中国, 在长期的不断研究应用过程中, 液膜技术逐渐在有机废水、印染废水等工业废水处理中得到了广泛的应用, 并发挥着越来越重要的作用。有研究人员对液膜技术在含硝基酚废水处理中的应用情况进行了试验, 得到硝基酚总去除率高达99.9%以上, 可以较好的保证经处理后的工业废水达到国家有关排放标准规定。还有学者利用液膜技术通过提取杜仲叶中绿原酸进行正交试验, 研发出了液膜制备工艺及最佳工艺条件。
3 结语
本文主要介绍了微滤膜技术、反渗透膜技术和液膜技术在水处理中的应用。通过本文介绍可知, 膜技术是本世纪新水处理技术, 拥有很大的市场发展潜力与应用前景, 诚然膜技术存在膜污染和局限性问题, 但随着膜技术发展的不断成熟, 相信膜技术会在水处理中发挥更大的作用, 达到更好的处理效果, 成为水处理中的主导技术, 为我国水资源合理高效利用贡献更多力量。
参考文献
[1]林红军, 陈建荣, 陆晓峰, 王方园, 洪华嫦.正渗透膜技术在水处理中的应用进展[J].环境科学与技术, 2010, v.33;No.102S2:411-415.
[2]杨磊.膜技术在水处理中的应用与发展研究[J].环境与生活, 2014, No.8122:149-150.
[3]杨平.浅谈膜技术的特点及在水处理中的应用[J].科技与企业, 2014, No.27021:158.
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