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【史上最全】環(huán)保從業(yè)人員必看!關(guān)于水處理技術(shù)詳解（二）

發(fā)布者：成都優(yōu)普環(huán)保設(shè)備工程有限公司 發(fā)布時間：2017/8/15 點(diǎn)擊次數(shù)：2340

納濾技術(shù)原理 溶解、擴(kuò)散原理：滲透物溶解在膜中，并沿著它的推動力梯度擴(kuò)散傳遞，在納濾膜的表面形成物相之間的化學(xué)平衡，傳遞的形式是：能量=濃度o淌度o推動力，使得一種物質(zhì)通過膜的時候必須克服滲透壓力。 電效應(yīng)：納濾膜與電解質(zhì)離子間形成靜電作用，電解質(zhì)鹽離子的電荷強(qiáng)度不同，造成膜對離子的截留率有差異，在含有不同價態(tài)離子的多元體系中，由于道南（DONNAN）效應(yīng)，使得膜對不同離子的選擇性不一樣，不同的離子通過膜的比例也不相同。 納濾過程之所以具有離子選擇性，是由于在納濾膜上或者膜中有負(fù)的帶電基團(tuán)，它們通過靜電互相作用，阻礙多價離子的滲透。納濾膜可能的荷電密度為0.5～2meq/g。 納濾膜的分離原理 納濾膜介于RO與UF膜之間，對NaCL的脫除率在90%以下，反滲透膜幾乎對所有的溶質(zhì)都有很高的脫除率，但納濾膜只對特定的溶質(zhì)具有高脫除率； 納濾膜主要去除直徑為1個納米（nm）左右的溶質(zhì)粒子，截留分子量為100～1000，在飲用水領(lǐng)域主要用于脫除三鹵甲烷中間體、異味、色度、農(nóng)藥、合成洗滌劑，可溶性有機(jī)物，Ca、Mg等硬度成分及蒸發(fā)殘留物質(zhì)。 采用合理的水處理工藝，配合水的深度處理，處理水可達(dá)到GB5084-1992、CECS61-94中水回收用水標(biāo)準(zhǔn)等，可以長時間循環(huán)使用，節(jié)約大量水資源。 水處理（water treatment ）對水源水或不符合用水水質(zhì)要求的水，采用物理、化學(xué)、生物等方法改善水質(zhì)的過程。 常用的污水處理技術(shù)有生物化學(xué)法，如活化污泥法（Activated Sludge Process），生物結(jié)層法（Fixed Biofilm Processes），混合生物法（Combined Biological Processes）等；物理化學(xué)法，如粒質(zhì)過濾法(Granular Media Filtration)，活化炭吸附法（Activated Carbon Adsorption），化學(xué)沉淀法（Chemical Precipitation），膜濾/析法（Membrane Processes）等；自然處理法，如穩(wěn)定塘法（Stabilization Ponds），氧化溝法 (Aerated or Facultative Lagoons），人工濕地法（Constructed Wetlands），化學(xué)色可賽思樹脂處理法.納濾膜分離原理 納濾膜又稱為超低壓反滲透膜，日本學(xué)者大谷敏郎曾對納濾膜的分離原理進(jìn)行了具體的定義：操作壓力≤1.50mPa，截留分子量200～1000，NaCl的截留率≤90%的膜可以認(rèn)為是納濾膜。納濾膜分離技術(shù)已經(jīng)從反滲透技術(shù)中分離出來，成為介于超濾和反滲透技術(shù)之間的獨(dú)立的分離技術(shù)，己經(jīng)廣泛應(yīng)用于海水淡化、超純水制造、食品工業(yè)、環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域，成為水處理技術(shù)中的一個重要的分支。 納濾技術(shù)原理 溶解、擴(kuò)散原理：滲透物溶解在膜中，并沿著它的推動力梯度擴(kuò)散傳遞，在納濾膜的表面形成物相之間的化學(xué)平衡，傳遞的形式是：能量=濃度o淌度o推動力，使得一種物質(zhì)通過膜的時候必須克服滲透壓力。 電效應(yīng)：納濾膜與電解質(zhì)離子間形成靜電作用，電解質(zhì)鹽離子的電荷強(qiáng)度不同，造成膜對離子的截留率有差異，在含有不同價態(tài)離子的多元體系中，由于道南（DONNAN）效應(yīng)，使得膜對不同離子的選擇性不一樣，不同的離子通過膜的比例也不相同。 納濾過程之所以具有離子選擇性，是由于在納濾膜上或者膜中有負(fù)的帶電基團(tuán)，它們通過靜電互相作用，阻礙多價離子的滲透。納濾膜可能的荷電密度為0.5～2meq/g。 納濾膜的分離原理 納濾膜介于RO與UF膜之間，對NaCL的脫除率在90%以下，反滲透膜幾乎對所有的溶質(zhì)都有很高的脫除率，但納濾膜只對特定的溶質(zhì)具有高脫除率； 納濾膜主要去除直徑為1個納米（nm）左右的溶質(zhì)粒子，截留分子量為100～1000，在飲用水領(lǐng)域主要用于脫除三鹵甲烷中間體、異味、色度、農(nóng)藥、合成洗滌劑，可溶性有機(jī)物，Ca、Mg等硬度成分及蒸發(fā)殘留物質(zhì)。 處理工藝 污水處理一般來說包含以下三級處理：一級處理是它通過機(jī)械處理，如格柵、沉淀或氣浮，去除污水中所含的石塊、砂石和脂肪、鐵離子、錳離子、油脂等。二級處理是生物處理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和轉(zhuǎn)化為污泥。三級處理是污水的深度處理，它包括營養(yǎng)物的去除和通過加氯、紫外輻射或臭氧技術(shù)對污水進(jìn)行消毒。可能根據(jù)處理的目標(biāo)和水質(zhì)的不同，有的污水處理過程并不是包含上述所有過程。 純凈水處理工藝，視原水水質(zhì)而定。 如果原水是市政自來水，一般的流程是 砂濾--活性炭過濾器--軟化（可有可無）--保安過濾器--反滲透--紫外消毒--產(chǎn)水 如果是一般的地表水，在進(jìn)入上述流程之前要?dú)⒕�并添加絮凝劑�? 如果是井水，在砂濾后要加除鐵錳過濾器。 水進(jìn)行循環(huán)凈化。 石英砂過濾是去除水中懸浮物最有效手段之一，是污水深度處理、污水回用和給水處理中重要的單元。其作用是將水中已經(jīng)絮凝的污染物進(jìn)一步去除，它通過濾料的截留、沉降和吸附作用，達(dá)到凈水的目的。 二．適用范圍 1．用于要求出水濁度≤5mg/L能符合飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)用水、生活用水及市政給水系統(tǒng)； 2．工業(yè)污水中的懸浮物、固體物的去除； 3．可用作離子交換法軟化、除鹽系統(tǒng)中的預(yù)處理設(shè)備，對水質(zhì)要求不高的工業(yè)給水的粗過濾設(shè)備； 以及用在游泳池循環(huán)處理系統(tǒng)、冷卻循環(huán)水凈化系統(tǒng)等。 催化電解 該技術(shù)是在不通電的情況下，利用微電解設(shè)備中填充的微電解填料產(chǎn)生“原電池”效應(yīng)對廢水進(jìn)行處理。當(dāng)通水后，在設(shè)備內(nèi)會形成無數(shù)的電位差達(dá)1.2V 的“原電池”。“原電池”以廢水做電解質(zhì)，通過放電形成電流對廢水進(jìn)行電解氧化和還原處理，以達(dá)到降解有機(jī)污染物的目的。在處理過程中產(chǎn)生的新生態(tài)[.O H] 、[H] 、[O]、Fe2+ 、Fe3+等能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，比如能破壞有色廢水中的有色物質(zhì)的發(fā)色基團(tuán)或助色基團(tuán)，甚至斷鏈，達(dá)到降解脫色的作用；生成的Fe2+ 進(jìn)一步氧化成Fe3 +，它們的水合物具有較強(qiáng)的吸附- 絮凝活性，特別是在加堿調(diào)pH 值后生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑，它們的絮凝能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般藥劑水解得到的氫氧化鐵膠體，能大量絮凝水體中分散的微小顆粒、金屬粒子及有機(jī)大分子。該工藝具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、處理時間短、操作維護(hù)方便、電力消耗低等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水的預(yù)處理和深度處理中。應(yīng)用廢水種類：染料廢水、焦化廢水、醫(yī)藥廢水、農(nóng)藥廢水、樹脂廢水、助劑廢水、制革廢水、電鍍廢水、造紙廢水、淀粉廢水、大蒜廢水、垃圾滲濾液等工業(yè)類廢水。 陽極：Fe - 2e →Fe2+ E（Fe / Fe2+）=0.44V 陰極：2H﹢ + 2e →H2 E(H﹢/ H2)=0.00V 當(dāng)有氧存在時，陰極反應(yīng)如下： O2 + 4H﹢ + 4e → 2H2O E (O2)=1.23V O2 + 2H2O + 4e → 4OH﹣ E（O2/OH﹣）=0.41V 它由多元金屬合金融合催化劑并采用高溫微孔活化技術(shù)生產(chǎn)而成，屬新型投加式無板結(jié)微電解填料。作用于電鍍廢水，可高效去除COD、降低色度、提高可生化性，處理效果穩(wěn)定持久，同時可避免運(yùn)行過程中的填料鈍化、板結(jié)等現(xiàn)象。本填料是微電解反應(yīng)持續(xù)作用的重要保證，為當(dāng)前電鍍廢水的處理帶來了新的生機(jī)。 機(jī)械處理 機(jī)械（一級）處理工段包括格柵、沉砂池、初沉池等構(gòu)筑物，以去除粗大顆粒和懸浮物為目的，處理的方法有兩種，一般通過物理法實(shí)現(xiàn)固液分離，將污染物從污水中分離，這是普遍采用的污水處理方式。機(jī)械（一級）處理是所有污水處理工藝流程必備工程（盡管有時有些工藝流程省去初沉池），城市污水一級處理BOD5和SS的典型去除率分別為25%和50%。在生物除磷脫氮型污水處理廠，一般不推薦曝氣沉砂池，以避免快速降解有機(jī)物的去除；在原污水水質(zhì)特性不利于除磷脫氮的情況下，初沉的設(shè)置與否以及設(shè)置方式需要根據(jù)水質(zhì)特注的后續(xù)工藝加以仔細(xì)分析和考慮，以保證和改善除磷除脫氮等后續(xù)工藝的進(jìn)水水質(zhì)。另一種方法是應(yīng)用化學(xué)處理，應(yīng)用絮凝劑將用害的金屬絮凝沉淀。 污水生化 污水生化處理屬于二級處理，以去除不可沉懸浮物和溶解性可生物降解有機(jī)物為主要目的，其工藝構(gòu)成多種多樣，可分成活性污泥法、AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化溝法、穩(wěn)定塘法、土地處理法等多種處理方法。日前大多數(shù)城市污水處理廠都采用活性污泥法。生物處理的原理是通過生物作用，尤其是微生物的作用，完成有機(jī)物的分解和生物體的合成，將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變成無害的氣體產(chǎn)物（CO2）、液體產(chǎn)物（水）以及富含有機(jī)物的固體產(chǎn)物（微生物群體或稱生物污泥）；多余的生物污泥在沉淀池中經(jīng)沉淀池固液分離，從凈化后的污水中除去。 在污水生化處理過程中，影響微生物活性的因素可分為基質(zhì)類和環(huán)境類兩大類： 基質(zhì)類包括營養(yǎng)物質(zhì)，如以碳元素為主的有機(jī)化合物即碳源物質(zhì)、氮源、磷源等營養(yǎng)物質(zhì)、以及鐵、鋅、錳等微量元素；另外，還包括一些有毒有害化學(xué)物質(zhì)如酚類、苯類等化合物、也包括一些重金屬離子如銅、鎘、鉛離子等。 環(huán)境類影響因素主要有： (1）溫度。溫度對微生物的影響是很廣泛的，盡管在高溫環(huán)境（50℃～70℃）和低溫環(huán)境（-5～0℃）中也活躍著某些類的細(xì)菌，但污水處理中絕大部分微生物最適宜生長的溫度范圍是20-30℃。在適宜的溫度范圍內(nèi)，微生物的生理活動旺盛，其活性隨溫度的增高而增強(qiáng)，處理效果也越好。超出此范圍，微生物的活性變差，生物反應(yīng)過程就會受影響。一般的，控制反應(yīng)進(jìn)程的最高和最低限值分別為35℃和10℃。 （2）菌膠團(tuán)解體，處理效果急劇惡化。 (3）溶解氧。對好氧生物反應(yīng)來說，保持混合液中一定濃度的溶解氧至關(guān)重要。當(dāng)環(huán)境中的溶解氧高于0.3mg/l時，兼性菌和好氧菌都進(jìn)行好氧呼吸；當(dāng)溶解氧低于0.2-0.3mg/l接近于零時，兼性菌則轉(zhuǎn)入?yún)捬鹾粑�，絕大部分好氧菌基本停止呼吸，而有部分好氧菌（多數(shù)為絲狀菌）還可能生長良好，在系統(tǒng)中占據(jù)優(yōu)勢后常導(dǎo)致污泥膨脹。一般的，曝氣池出口處的溶解氧以保持2mg/l左右為宜，過高則增加能耗，經(jīng)濟(jì)上不合算。 在所有影響因素中，基質(zhì)類因素和PH值決定于進(jìn)水水質(zhì)，對這些因素的控制，主要靠日常的監(jiān)測和有關(guān)條例、法規(guī)的嚴(yán)格執(zhí)行。對一般城市污水而言，這些因素大都不會構(gòu)成太大的影響，各參數(shù)基本能維持在適當(dāng)范圍內(nèi)。溫度的變化與氣候有關(guān)，對于萬噸級的城市污水處理廠，特別是采用活性污泥工藝時，對溫度的控制難以實(shí)施，在經(jīng)濟(jì)上和工程上都不是十分可行的。因此，一般是通過設(shè)計參數(shù)的適當(dāng)選取來滿足不同溫度變化的處理要求，以達(dá)到處理目標(biāo)。因此，工藝控制的主要目標(biāo)就落在活性污泥本身以及可通過調(diào)控手段來改變的環(huán)境因素上，控制的主要任務(wù)就是采取合適的措施，克服外界因素對活性污泥系統(tǒng)的影響，使其能持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)揮作用。 實(shí)現(xiàn)對生物反應(yīng)系統(tǒng)的過程控制關(guān)鍵在于控制對象或控制參數(shù)的選取，而這又與處理工藝或處理目標(biāo)密切相關(guān)。 前已述及溶解氧是生物反應(yīng)類型和過程中一個非常重要的指示參數(shù)，它能直觀且比較迅速地反映出整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，運(yùn)行管理方便，儀器、儀表的安裝及維護(hù)也較簡單，這也是近十年中國新建的污水處理廠基本都實(shí)現(xiàn)了溶解氧現(xiàn)場和在線監(jiān)測的原因。