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反滲透水處理原理:
反滲透水處理是一種藉助於選擇透過(半透過)性膜的工力能以壓力專為推動力的膜分離技屬術,當系統中所加的壓力大於進水溶液滲透壓時,水分子不斷地透過膜,經過產水流道流入中心管,然後在一端流出水中的雜質,如離子、有機物、細菌、病毒等,被截留在膜的進水側,然後在濃水出水端流出,從而達到分離凈化目的。
在進水(濃溶液)側施加操作壓力以克服自然滲透壓,當高於自然滲透壓的操作壓力離加於濃溶液側時水分子自然滲透的流動方向就會逆轉,進水(濃溶液)中的水分子部份通過反滲透膜成為稀溶液側的凈化產水;反滲透設備能阻擋所有溶解性鹽及分子量大於100的有機物,但允許水分子透過,反滲透復合膜脫鹽率一般大於98%,它們廣泛用於工業純水及電子超純水制備,飲用純凈水生產,鍋爐給水等過程,在離子交換前使用反滲透設備可大幅度降底操作用水和廢水的排放量。
反滲透水處理原理圖如下:
❸ 自來水廠的水處理工藝流程(詳細)
1、自來水是如何生產的?
眾所周知,由於自然因素和人為因素,原水裡含有各種各樣的雜質。從給水處理角度考慮,這些雜質可分為懸浮物、膠體、溶解物三大類。城市水廠凈水處理的目的就是去除原水中這些會給人類健康和工業生產帶來危害的懸浮物質、膠體物質、細菌及其他有害成分,使凈化後的水能滿足生活飲用及工業生產的需要。市自來水總公司水廠採用常規水處理工藝,它包括混合、反應、沉澱、過濾及消毒幾個過程。
(1)混凝反應處理
原水經取水泵房提升後,首先經過混凝工藝處理,即:
原水 + 水處理劑 → 混合 → 反應 → 礬花水
自葯劑與水均勻混合起直到大顆粒絮凝體形成為止,整個稱混凝過程。常用的水處理劑有聚合氯化鋁、硫酸鋁、三氯化鐵等。汕頭市使用的是鹼式氯化鋁。根據鋁元素的化學性質可知,投入葯劑後水中存在電離出來的鋁離子,它與水分子存在以下的可逆反應:
Al3+ + 3H2O ←→ Al(OH)3 + 3H+
氫氧化鋁具有吸附作用,可把水中不易沉澱的膠粒及微小懸浮物脫穩、相互聚結,再被吸附架橋,從而形成較大的絮粒,以利於從水中分離、沉降下來。
混合過程要求在加葯後迅速完成。混合的目的是通過水力、機械的劇烈攪拌,使葯劑迅速均勻地散於水中。
經混凝反應處理過的水通過道管流入沉澱池,進入凈水第二階段。
(2)沉澱處理
混凝階段形成的絮狀體依靠重力作用從水中分離出來的過程稱為沉澱,這個過程在沉澱池中進行。水流入沉澱區後,沿水區整個截面進行分配,進入沉澱區,然後緩慢地流向出口區。水中的顆粒沉於池底,污泥不斷堆積並濃縮,定期排出池外。
(3)過濾處理
過濾一般是指以石英砂等有空隙的粒狀濾料層通過黏附作用截留水中懸浮顆粒,從而進一步除去水中細小懸浮雜質、有機物、細菌、病毒等,使水澄清的過程。
(4)濾後消毒處理
水經過濾後,濁度進一步降低,同時亦使殘留細菌、病毒等失去渾濁物保護或依附,為濾後消毒創造良好條件。消毒並非把微生物全部消滅,只要求消滅致病微生物。雖然水經混凝、沉澱和過濾,可以除去大多數細菌和病毒,但消毒則起了保證飲用達到飲用水細菌學指標的作用,同時它使城市水管末梢保持一定余氯量,以控制細菌繁殖且預防污染。消毒的加氯量(液氯)在1.0-2.5g/m3之間。主要是通過氯與水反應生成的次氯酸在細菌內部起氧化作用,破壞細菌的酶系統而使細菌死亡。消毒後的水由清水池經送水泵房提升達到一定的水壓,在通過輸、配水管網送給千家萬戶。
2、自來水是否含有有害人體健康的物質?
由以上自來水的生產過程,可見河水中原有的種種懸浮顆粒及膠體物質已在混凝過程中分離。而原水中的致病微生物也已在濾後消毒處理過程中被消滅。因此,在自來水生產過程中已把原水含有的有害人體健康物質去除掉。
那麼,生產過程中所加入的葯劑呢?在去除水中原有雜質的過程中不免地加入了新的雜質。這些新的雜質是否會危害到我們的健康呢?
在混凝過程中所加入的水處理劑,一般情況下都與原水的懸浮顆粒及膠體一起沉澱開來,從而不影響水出廠時的質量。那麼,就只剩下氯氣了。氯氣消毒法是生產自來水的最後一個環節。往水裡加氯氣經反應後即可把水輸送到市民家庭使用。如此,氯氣是否會危害到我們的健康呢?
以下我們來重點研究氯氣。
氯氣(Cl2)是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體,能溶於水,常溫下1體積水能溶解2體積氯氣。在相同條件下,氯氣比同體積的空氣重,標准狀況下,它的密度3.214g/L。氯氣容易液化,當壓強為101.3kPa,冷卻到-34.6℃,氣態的氯就變成黃色油狀的液態氯。液態氯繼續冷卻到-101℃,就變成了固態氯。氯氣是一種有毒物質,對人體有強烈的刺激性,吸入少量氯氣會刺激鼻腔和喉頭粘膜,並引起胸痛和咳嗽;吸入較多氯氣會窒息致死。
把氯氣加入水中,會發生以下反應:
Cl2 + H2O = HCl + HClO
因為消毒過程中氯氣用量很小(一般在1L水中僅通入約0.005g氯氣),可以說只要出廠的自來水符合正常的國家標准,在自來水中的投入的氯氣會完全與水反應生成其他物質,故可認為出廠的水中不含Cl2。上文所謂的"使城市水管末梢保持一定余氯量",實際上應是指氯元素,而不是氯氣。
然而,雖然氯氣已完全反應,卻有其他物質生成。我們先來看次氯酸。次氯酸(HClO)具有強氧化性,因此具有很強的殺菌消毒能力,是常用的消毒劑。次氯酸是一種弱酸,很不穩定,在光照條件下易發生以下反應:
2HClO = 2HCl + O2↑
如此,水中有可能含有的雜質就只剩HCl了。
氯化氫(HCl)是無色而有刺激性氣味的氣體,它的密度比空氣大,約為空氣的1.26倍。氯化氫極易溶於水(0℃時,1體積水大約能溶解500體積的氯化氫)。氯化氫的水溶液叫氫氯酸,俗稱鹽酸,是一種強酸,具有強的氧化性及腐蝕性。
由以上的方程式,根據氯原子守恆,可知一定物質的量的氯氣與水反應後最終生成的氯化氫的物質的量是原來氯氣的兩倍。由於在生產水的過程中使用的氯氣的量很少,產生的氯化氫的量自然微乎其微。根據生理衛生常識,我們知道人體的胃液含有少量鹽酸,故可認為微量的氯化氫並不影響人體健康,幾乎可以忽略不計。此外,氯化氫是易揮發氣體,基於這一性質可推知煮沸了的水幾乎不含氯化氫。
由此,我們可以得出這樣的結論:生產過程符合國家標準的自來水是不會危害人體健康的。
最後,我們就「飲用水對人體健康的影響」這一問題進行了社會調查問卷。通過調查報告,我們發現 14.3%的人家中飲用純凈水,49%的人飲用自來水,36.7%的人家中飲用井水。在飲用純凈水的人中:約36.7%的人認為純凈水對人體無害,較喜歡飲用;22.4%的人認為飲用純凈水對人體有害,並不喜歡飲用;此外,還有約40.9%的人對飲用純凈水是否有害不太清楚,因大部分人都在飲用,也就跟著飲用。大部分人不飲用自來水是因為目前嚴重的水污染狀況,表示若自然經濟條件允許,願意喝天然的河湖水或礦泉水。多數人選擇飲用何種純凈水大都從品質、價錢等方面綜合考慮。
進水泵-蓄水池-澄清池-過濾池-加葯池-過濾池-澄清池-出水泵
首先從泵房將水打到水池,經初濾,再加水沉澱劑聚合、過濾得到清水,加氯氣消毒(小水廠加二氧化氯),將水儲入清水池備用,再經高壓泵壓出供水。
自來水廠工藝流程圖
❹ 游泳池水處理的循環過濾方式
一.游泳池應該採用的循環過濾的形式
游泳池水中的雜質主要是游泳者帶進來的臟污、細菌、化妝品以及人體分泌的油脂和汗液,還有外界帶進池內的雜物、灰塵、樹葉以及池內滋生的菌類和藻類。這些雜質大多不溶於水,由於其比重的不同有的漂浮到水面、有的混合在水中、有的沉澱到水底。雜質上浮和下沉是有個過程和時間間隔的,上浮和下沉的快慢受比重的影響外,還受水流的影響。
如果在水面和水底都安裝了循環過濾的回水系統並讓水面回水系統可以把水中比重小於1kg/l和等於1kg/l的雜質吸入循環過濾系統,同時,水底的回水系統可以把水中比重大於1kg/l和等於1kg/l的雜質吸入循環過濾系統。這樣以來,只需同時處理水面和水底的雜質。
如果池水在水面沒有回水系統來進行循環流動,那麼池面就是死水區;如果池水在池底沒有循環流動過濾,那麼池底就是死水區。處理後的池水進池給水時,要求布水均勻,無死區,無短流。
二.池面回水系統的結構和設施:撇沫器或溢水槽;池底回水系統的結構和設施:底排
1.撇沫器加底排、溢水槽加底排的回水方式
撇沫器用於中小游泳池,一般當游泳池的池水面積≦350㎡時採用撇沫器,沒25㎡—50㎡的水面積使用一個撇沫器,且一個游泳池不應小於2個撇沫器,室外池安裝在游泳季節的下風頭(北面的壁池),50%到70%的水流可通過撇沫器處理,不同污染情況可以做特殊處理,0—100%經過撇沫器處理的特殊情況時有發生。撇沫器處理比重小於1kg/l和等於1kg/l的雜質,同時用底排處理比重大於1kg/l和等於1kg/l的雜質,這樣的循環方式處理了不同比重的污染物時才是科學的。
溢水槽用於中大游泳池的物理處理,必須配均衡(平衡)水箱,70%—100%的水流可通過溢水槽處理,可以池邊四周溢水也可以泳池兩個長邊溢水,底排也參與循環過濾。溢水槽的作用同撇沫器,處理比重小於1kg/l和等於1kg/l的雜質,同時用底排處理比重大於1kg/l和等於1kg/l的雜質,這樣的循環方式處理了不同比重的污染物,它也是科學的。
說明:均衡水箱不是建造和安裝在機房裡,而是用混凝土建造在游泳池旁邊,對它可以方便地進行吸污和投葯處理。在靜止狀態時,游泳池池水表面和均衡水箱的水面在同一個低於地面的水平面,系統工作後,循環水泵從均衡水箱吸水,經過循環、過濾、加熱、消毒系統後,給游泳池補水,均衡水箱水面降低,同時游泳池水面升高,形成了水位落差,這樣就可以通過溢水槽回水,把比重小於1kg/l和等於1kg/l的雜質流動,此時可以讓底排同時工作,把比重大於1kg/l和等於1kg/l的雜質流動。需要說明的是,如果從池底給水,產生的所謂「短流」現象可以忽略,因為從給水口進入游泳池的水,進池後就即刻與沒有處理的池水混合,帶有臟水的混合水的水流回到底排就不能稱作「短流」。
三.游泳池給水方式和其他循環方式
1.兩種給水方法:池壁水平給水和池底垂直給水
游泳池的給水方式有兩種:池壁水平給水和池底垂直給水,且兩者給水方式獨立使用。池壁水平給水,施工、安裝和運行都很方便,它是一種最常用的給水方式,但是它的缺點是熱量分布和化學投加不均勻;池底垂直給水最大的優點就是熱量分布和化學投加比較均勻,但是它施工、安裝較難。
2.游泳池科學循環方式
給水方式有池底垂直給水和池壁水平給水兩種;回水方式也是兩種:撇沫器加底排回水、溢水槽加底排的回水方式。把2×2的給水和回水方式排列組合,就可得出4種循環方式,這些循環方式在國外都在使用,它們是:a.最佳循環方式:①池底垂直給水,溢水槽加底排回水系統。b.最常用循環方式:②池壁水平給水,撇沫器加底排回水系統。c.可用的循環方式:③池底垂直給水,撇沫器加底排回水系統。④池壁水平給水,溢水槽加底排回水系統。
結論:科學的循環方式是要保證不同比重的所有污染物在循環過濾系統中通過循環而流動,再進行攔截、分層和去除。如果泳池的水面沒有循環流動,水面就是死水區;如果池底沒有循環流動,池底就是死水區。水面死水區和池底死水區這兩種情況發生在我們的順流式循環方式、逆流式循環方式上,這在國外是要避免的情況。
在游泳池循環過濾系統中,平衡水箱、均衡水箱、過濾介質、管閥內壁的生物膜是我國游泳池水處理沒有注意的重要環節,要用物理處理和化學處理進行處理。我國傳統的順流式循環方式、逆流式循環方式和混流式循環方式都沒有考慮這種生物膜的處理,而這三種循環方式在結構和建造上都不同程度上影響和妨礙了對平衡水箱或均衡水箱的處理。
在國外的游泳池工程實踐中,撇沫器加底排的回水方式不用平衡水箱,只有溢水槽加底排的回水方式時才採用平衡(均衡)水箱,可以對它方便的進行物理處理(如吸污)和化學處理(投加消毒劑、絮凝劑和進行化學沖擊處理)。