水的除鹼軟化的論文

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摘要：投加水處理葯劑是水處理中一種常用的方法。本文以絮凝劑，殺生劑為主，介紹了它們的發展現狀，使用的局限性，分析了各種主要葯劑的應用前景。

1、前言

水處理劑是工業用水、生活用水、廢水處理過程中必需的化學葯劑，通過使用這些化學葯劑，可使水達到一定的質量要求。它的主要作用是控制水垢和污泥的形成、減少泡沫、減少與水接觸的材料腐蝕、除去水中的懸浮固體和有毒物質、除臭脫色、軟化水質等。目前由於世界各國用水量急劇增加，同時各種環保法規（水凈化法）相繼制定，而且要求日益嚴格，所以對於各類高效的水處理葯劑增長很快。在我國，與日益嚴峻的水資源危機矛盾的是水處理葯劑的生產能力很低，質量也得不到保證，所以加快我國水處理葯劑這一環保材料產業的發展迫在眉睫。
水處理葯劑包括絮凝劑、緩蝕劑、阻垢劑、殺生劑、分散劑、清洗劑、預膜劑、消泡劑、脫色劑、螯合劑、除氧劑及離子交換樹脂等。本文將對絮凝劑和殺生劑作系統地介紹。

2、絮凝劑

絮凝技術的關鍵是絮凝劑的選擇。絮凝劑可分為無機、有機和微生物絮凝劑。

2.1、無機絮凝劑

無機低分子絮凝劑有氯化鋁、硫酸鋁、硫酸鐵、氯化鐵等。其聚集速度慢，形成的絮狀物小，腐蝕性強，在水處理過程中存在較大的問題，而逐漸被無機高分子絮凝劑所取代。
無機高分子絮凝劑是在傳統鋁鹽、鐵鹽的基礎上發展起來的一種新型的水處理劑，價格較低廉，凈水效果好。

聚合氯化鋁(PAC)的混凝性能好，生成的礬花大，投葯量少，效率高，沉降快，適合水質范圍較寬。主要用於飲用水和工業給水的凈化。同時還能用於去除水中所含的鐵、錳、鉻、鉛等重金屬，以及氟化物和水中含油等，故可用於處理多種工業廢水。

聚合氯化鋁鐵（PAFC）是一種新型的無機高分子凈水劑，產品中鋁鐵二者的配比是可調的，以適應不同水質的需求，已分別在石化、鋼鐵、煤炭工業等廢水的凈化處理中得到應用。結果表明，該葯劑質優、價廉，是一種新型、高效、穩定的凈水劑，具有廣泛的應用前景。有人通過實驗比較得出PAFC的凈水效果稍好於PAC，但PAFC加葯成本比PAC少得多。
聚合硫酸鐵具有良好的絮凝和吸附作用，廣泛應用於原水，飲用水、自來水、工業用水、工業廢水及生活污水的處理。聚合硫酸鋁(PAS)是一種使用最廣的混凝劑，主要用於飲用水和工業用水的凈化處理。

聚硅酸鹽是在聚硅酸及傳統的鋁鹽、鐵鹽基礎上發展起來的。高度聚合的硅酸與金屬離子一起可產生良好的混凝效果。通過把金屬離子的電中和能力和聚硅酸的吸附架橋能力結合在一起，使復合產物具有較強的電中和與吸附架橋作用，達到更好的凈水效果。它們的絮凝脫穩性能遠超過聚硅酸和聚金屬離子，同聚硅酸相比，不但提高了穩定性，且增加了電中和能力;同聚金屬離子相比，則增強了粘結架橋性能。以聚合硅酸硫酸鋁（PASS）、聚硅氯化鋁（PASC）和硅鐵復合無機高分子絮凝劑為代表的復合無機高分子絮凝劑，成功應用在給水、工業廢水以及城市污水的各種流程中，現已成為主流絮凝劑。

但是，無機高分子絮凝劑的相對分子質量和粒度以及絮凝架橋能力仍比有機絮凝劑差很多，且存在對進一步水解反應的不穩定性問題。

2.2有機高分子絮凝劑

與無機絮凝劑相比，合成有機高分子絮凝劑用量少，絮凝速度快，受共存鹽類、介質pH及環境溫度影響小，生成污泥量也少;而且有機高分子絮凝劑分子可帶—COO、—NH—、SO3、—OH等親電基團，可具鏈狀、環狀等多種結構，利於污染物進入絮體，脫色性好。一般有機絮凝劑的色度去除較無機絮凝劑高20％左右.目前應用較為廣泛的是聚丙烯醯胺類。它能適應多種絮凝對象，用量少，效率高，生成的泥渣少，後處理容易。常與其它無機絮凝劑復配，如與氯化鋁的復配使用。

但合成高分子絮凝劑其單體或水解、降解產物常常有毒，如聚丙烯醯胺(PAM)的單體，有神經毒性和致畸、致癌、致突變的「三致」效應。

2.3微生物絮凝劑

微生物絮凝劑是利用生物技術，從微生物或其分泌物提取、純化而獲得的一種安全、高效、能自然降解的新型水處理劑，至今發現具有絮凝性的微生物已超過17種，包括黴菌、細菌、放線菌和酵母菌等。它分為：

(1)直接利用微生物細胞的絮凝劑，如某些細菌、黴菌、放線菌和酵母，他們大量存在於土壤、活性污泥和沉積物中；

(2)利用微生物細胞壁提取物的絮凝劑，如酵母細胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質和N-乙醯葡萄糖胺等成分；

(3)利用微生物細胞代謝產物的絮凝劑，微生物細胞分泌到細胞外的代謝產物是細胞的莢膜和粘液質，除水外，其主要成分為多糖及少量多肽、蛋白質、脂類及其復合物。其中多糖在某種程度上可用做絮凝劑。

迄今為止，發現的絮凝效果最好的微生物絮凝劑是紅平諾卡氏菌NOC-1。可用於畜產廢水處理，膨脹污泥的沉降及紙漿廢水(黑液)顏料廢水等有色廢水的脫色，效果顯著。
雖然，對微生物絮凝劑的研究屢有報道，但大多處於實驗室研究階段，未走向工業應用。我國這方面的起步較晚，目前的研究僅限於菌種篩選。

成都生物研究所分離篩選初步獲得6株微生物絮凝劑產生菌，用其發酵離心上清液對造紙黑液，皮革廢水，偶氮染料廢水，硫化染料廢水，電鍍廢水，彩印製板廢水，石油化工廢水，造幣廢水及藍黑水，碳素墨水等進行的絮凝試驗表明，廢水固液分離效果良好，COD去除率55％—98％，懸浮物，色度、濁度去除率90％以上。

上海大學環境科學系在污水處理廠的迴流污泥及底泥中分離，篩選出3株絮凝劑產生菌.該菌株所產培養液可使土壤懸液濁度去除率達99％以上，使鹼性染料廢水COD去除率為70％左右，色度去除為92％左右。

目前，絮凝劑正向價廉實用、無毒高效的方向發展。有機高分子絮凝劑將逐漸取代目前被廣泛使用的無機絮凝劑，另一方面，微生物絮凝劑具有使用穩定性、安全性、高效性及低耗性。是當今最具發展前途的絮凝之一。所以，未來的發展不僅要開發新型廉價高效的微生物絮凝劑，還要研究微生物絮凝劑與其他絮凝劑的配合使用。已有試驗表明，二者配合使用，可以互補， 不僅可以提高絮凝效率，而且還可降低投加量。

3、殺生劑

殺生劑是在循環冷卻水系統中，用以殺死微生物（菌藻）以阻止其大量繁殖致使冷卻水系統中的金屬設備發生腐蝕及事故，影響正常運行的水處理葯劑。根據殺生機制分為氧化性殺生劑和非氧化性殺生劑。

3.1氧化性殺生劑

氯氣是一種強氧化性殺生劑，其殺菌力強，價格低廉，使用較簡單，是當今應用最廣泛的殺生劑之一。但不適於鹼性水處理。另外，它可能與水中有機物生成致癌物三鹵甲烷，因而限制了它的應用。於是溴類、臭氧、二氧化氯相繼為人們所重視。

溴類殺生劑主要有溴化鈉、溴化海因、活性溴、溴化丙醯胺等。溴化丙醯胺是近年來開發出的一類氧化性殺生劑，其中2，2-二溴-3-氮川丙醯胺是一種非常有效的廣譜殺生劑。隨著冷卻水pH值和溫度的升高，它的半衰期迅速變短，對環境污染小。

臭氧具有十分優良的殺菌活性，剝離粘泥作用較強，同時還兼具緩蝕阻垢作用，用它處理循環冷卻水，其濃縮倍數可達30～50。但由於成本較高，目前還未被廣泛採用。
二氧化氯對細胞壁有較強的吸引和穿透能力，它對冷卻水中存在的主要危害菌種如異養菌、鐵細菌、硫酸鹽還原菌等都有很好的殺滅作用。它的特點是用量少、高效、快速、葯效持續時間長。如2mg/L的二氧化氯作用30s後就能殺死近100％的微生物;在pH為8.6，活菌數達71萬個/ml的水中投加0.5mg/L的二氧化氯作用12h後，對異養菌的殺菌率保持在99％以上。另外，它能不受pH的影響，不與水中氨、有機胺類及酚類反應；不僅能殺死微生物，而且能分解殘留的細胞結構，具有殺孢子和殺病毒的作用；適用於鹼性水處理，對環境沒有威脅。在我國，以前由於它的不穩定性限制了其推廣應用。近年來，一些廠家已先後批量生產穩定性二氧化氯，南京某公司還推出了化學法二氧化氯發生器，其設計獨特，操作簡便，安全可靠。用二氧化氯取代氯氣作為工業循環冷卻水的殺生劑具有很多的優越性，特別是對於合成氨廠，化工廠和煉油廠的冷卻水系統，由於系統中有機物和氨的含量高，需氯量大，pH值偏鹼性，用二氧化氯取代氯氣可以取得更好的經濟、環境效益。

3.2非氧化性殺生劑

非氧化性殺生劑種類較多，應用較早的氯酚類因毒性大，易污染水體，漸漸被棄之不用。有機胺類使用也極少。

二硫氰基甲烷是使用較早的有機硫化物殺生劑。對於抑制藻類、真菌和細菌，尤其是硫酸鹽還原菌十分有效。但不適宜在鹼性冷卻水系統中使用。

異噻唑啉酮是一類較新的有機硫化物殺生劑。該類殺生劑是通過斷開細菌和藻類蛋白質的鍵而起殺生作用的，濃度為0.5mg/L時，即能有效地抑製冷卻水系統中的藻類、真菌和細菌，具有廣譜高效、作用時間長(0.5mg/L的加入量，使用5周後仍有效)、低毒、pH使用范圍廣、配伍性混溶性好、不起泡沫，並能阻止粘泥生成等優點。國外已廣泛應用於冷卻水處理中。

季銨鹽殺生劑因其成本低，毒性小，且兼具緩蝕性。故得到廣泛的應用，但使用中還存在易產生抗葯性、費用增加，起泡，加重腐蝕等問題。鑒於此，新合成的十六烷基辛基二甲基溴化銨(168)和十六烷基癸基二甲基溴化銨(1610)兩種雙烷基季銨鹽，改變了季銨鹽的表面活性和分子穩定性，它產生的泡沫少，殺生活性也得以提高。

戊二醛具有高效廣譜的殺菌滅藻作用，對生物粘泥也有一定的剝離作用。美國聯合碳化物公司生產了系列戊二醛水處理殺生劑A515、A525、A530等，試驗證明，A515對異養菌等具有明顯的殺生作用，且葯效持續時間長，72h後殺菌率仍有90％以上;它適用於鹼性水處理，與磷系葯劑具有良好的配伍性。武漢某公司近年推出戊二醛系列用於循環冷卻水系統，效果明顯。在對冷卻水的推薦使用濃度下，戊二醛幾乎沒有毒性，它的水溶液本身會發生生物降解。隨著社會環保意識的加強，戊二醛類殺生劑將大有發展前途。

開發新型殺生劑，要考慮價格、毒性，使用安全性，貯存穩定性、微生物耐葯性等因素外，還應考慮殺生劑的復配間的協同效應，復配在一起，既能增強殺生能力，又能降低加葯量。

4、水處理葯劑的發展方向

4.1專用水處理葯劑的開發

為了滿足不同廢水系統(如造紙廢水、印染廢水、食品加工廢水等)的需要，專用性強，針對某一類化學物質的品種的研製與開發勢在必行。

4.2多功能水處理葯劑的開發

多功能水處理劑是水處理葯劑研究的一個重要方面，這類新型水處理技術的出現，將開拓水處理劑的生產和應用范圍，對化學法處理工業水的發展有重大的促進作用。
這方面的研究主要有：緩蝕-阻垢劑、絮凝-緩蝕劑、絮凝-殺菌劑、絮凝-殺菌-緩蝕劑、絮凝-緩蝕-阻垢劑等。

4.3綠色水處理葯劑的發展

水處理葯劑綠色化發展中，無毒、無害、易生物降解都是方向。最典型的綠色水處理葯劑是近年來國內外開發的分散阻垢劑聚天冬氨酸（PASP）。PASP是合成的一種生物高分子。有良好的生物相溶性和可生物降解性。毒理學的研究揭示出聚天冬氨酸（PASP）無毒、無敏感或無突變的效果。

4.4高性價比的水處理葯劑的開發

目前高性能的葯劑價格普遍偏高，可通過尋找價廉易得的原料研製出高性能產品，也可通過加強對復配技術的研究，即添加廉價輔助劑，減少葯劑的實際用量，同時保持凈水效能而達降低成本的目的。

② 如何去除水中鹼

在做來熱水的壺里放一個水鹼自濾片，它可以用來吸附熱水中的水鹼，但記住，做的水一定放5分鍾再拿來喝，水鹼濾片需要一定時間去吸附水鹼。

(2)水的除鹼軟化的論文擴展閱讀：

水垢（Water scale）俗稱「水銹、水鹼」，是指硬水煮沸後所含礦質附著在容器（如鍋、壺等）內逐漸形成的白色塊狀或粉末狀的物質，主要成分有碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鈣、硫酸鎂、氯化鈣、氯化鎂等。水垢的導熱能力很差，如果鍋爐內形成的水垢過厚則會導致鍋爐效率降低，重則會引起鍋爐爆管造成鍋爐事故 。

水垢主要是因鍋爐給水中所含鈣、鎂等的鹽類受熱後析出並粘結於金屬表面而形成。水垢的導熱系數很小，約為普通鋼材的2～5%，水垢結於鍋爐受熱面上，會大大惡化傳熱效果，影響鍋爐效率；容易使金屬材料因局部過熱而燒壞，甚至發生爆管事故；會促使電化學腐蝕加劇，引起鍋爐水垢腐蝕，加速受熱面的損壞。

水垢形成後應及時採用機械的或化學的方法予以清除。防止或減慢水垢形成的有效辦法在於嚴格控制給水品質，並採取適當的鍋爐水處理和鍋爐排污等措施 。

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粘膠纖維生產廢水治理的改進工藝
摘要：粘膠纖維生產廢水的污染物質主要有酸、鹼、鋅離子、硫化物、COD等。通常採用的方法是酸、鹼廢水混合曝氣吹脫除硫化物，加石灰乳中和沉澱除鋅的一級物化處理，但很難達到排放標准，主要是鋅和COD超標。當增設二級生化處理後，可全面提高出水水質，使COD等各項指標達到國家一級排放標准。介紹了物化-生化兩級處理粘膠纖維生產廢水的工藝流程、主要構築物(設備)及設計參數、工藝的優越性、存在問題和建議等。
在常規的物化+生化處理工藝的基礎上引入淺層氣浮和鐵碳過濾的粘膠纖維生產廢水治理的新工藝，並闡釋了其工藝原理。中試結果表明：該工藝特別適合該項廢水的治理，處理後的出水水質能穩定地達到國家一級排放標准。
關鍵詞：粘膠纖維廢水；淺層氣浮；鐵碳過濾；新工藝

Abstract:
Wastewaters of viscose fiber proction containing acid, alkali, Zn ion, sulfides and COD are usually treated by primary treatment including mixing of acid and alkali discharges, aerated stripping to remove sulfides, liming neutralization and sedimentation for Zn removal. The effluent of primary treatment with higher Zn and COD resies will not be enough to meet the discharge standard. The situation will be improved by further secondary biological treatment, the COD and other indicators of the secondary effluent shall be quite fair to meet the requirement of class I of the national discharge standard. In this paper the full two-stage treatment scheme of physical and biological treatment processes including the main structures (facilities), design parameters, the advantages, problems and recommendations are presented. Engineering Design and Performance Analysis of High Concentration Wastewater.
A new treatment process of shallow air-floatation and Fe-C filtration based on the traditional process of physicochemical and biological treatment is introced to treat the wastewater from viscose fiber proction.The principle of the process is explained.A pilot-scale experiments were carried out,the results showed that the new process is very suitable for treatment of the wastewater from viscose fiber proction,and the effluent quality can steadily meet the requirementof national integrated wastewater discharge standards grade1.

Keywords: viscose fiber wastewater;shallow air-floatation;Fe-C filtration;new process

引言：隨著水污染的日益嚴重，資源短缺日益成為當今經濟和社會發展的制約因素，通過污水資源化途徑實現大部分水的循環再用，這是解決水資源短缺的必由之路。為了克服常規處理工藝的不足，滿足不斷提高的廢水的排放標准，對常規處理工藝出水在進行深度凈化將成為以後的選擇之一。物化+生化兩級處理粘膠纖維生產廢水的工藝目前已作為廢水深度凈化的一個重要途徑而被水工業界重視。
目前，全世界粘膠纖維產量占化纖總產量的1/3左右，我國粘膠纖維年產達幾十萬噸，是主要的化纖品種。粘膠纖維的生產過程中會產生大量的酸、鹼廢水，其直接排放將造成嚴重的水污染和大量纖維資源的流失浪費。由於粘膠纖維生產混合廢水的酸性很強且富含鋅鹽和硫化物，治理難度較大，採用常規的物化+生化治理工藝存在運行效果不夠穩定、佔地面積大和投資高等問題，急需研究開發既可靠又經濟的治理新工藝。
1.粘膠纖維生產廢水概況
1.1 廢水來源
粘膠纖維生產廢水主要包括酸性和鹼性廢水兩大類，其中酸性廢水主要來源於紡絲車間和酸站，包括塑化浴溢流水、洗紡絲機水、酸站過濾器洗滌水、洗絲水和後處理酸洗水等；鹼性廢水主要來源於鹼站排水、原液車間廢水膠槽及設備洗滌水、濾布洗滌水、換噴絲頭時的帶出水和後處理的脫硫廢水等。〔1〕
1.2 廢水水量及特徵污染物
粘膠纖維生產過程中廢水排放總量大致為：短纖維300m3/t，長纖維1200m3/t。粘膠纖維生產混合廢水中的特徵污染物為硫酸、硫化物、鋅鹽和纖維素。其中硫酸、硫化物(主要是H2S、CS2等)和鋅鹽污染主要來自粘膠成形工段廢水，且鋅鹽主要以硫酸鋅和纖維素磺酸鋅的形式存在；纖維素主要是由於鹼性廢水中的粘膠纖維素與酸性廢水混合後酸析而產生。
2.粘膠纖維生產廢水的常規治理工藝
2.1 一級物化處理
目前，國內粘膠纖維生產廢水的一級物化處理工藝普遍採用如圖1所示的流程。粘膠纖維生產過程中產生的酸性廢水和鹼性廢水經混合中和、曝氣吹脫硫化物、加石灰乳除鋅和沉澱澄清後，出水很難達到國家排放標准，尤其是廢水的S2-、Zn2+和COD等不易達標。

存在的問題：
（1）廢水經混合後酸性仍較強(pH＝2～3)，此時原廢水中的粘膠纖維素大量地被酸析出來，而纖維素體積質量小，以常規的沉澱方式難以徹底去除，從而影響出水水質，造成COD超標和資源的流失浪費。
（2）該工藝主要通過曝氣吹脫方式去除硫化物(如H2S、CS2等)，但受到諸多因素的影響，吹脫效率不是很高，出水常會出現S2-超標的現象。
（3）在加石灰乳除鋅的沉澱過程中，由於其沉澱反應的最佳pH值范圍較窄(pH＝8～9)，反應條件難於控制，加上人工投葯，出水常出現Zn2+超標的現象。
（4） 由於混合廢水的pH值較低，要達到後續的沉澱反應條件需投加大量的石灰乳液，這一則增加了運行費用，二則產生的大量石灰渣增加了後續沉澱池的負荷，從而也增加了整個治理過程中的污泥處理量和處置難度。
2.2 二級生化處理
為全面提高粘膠纖維生產廢水治理後的出水水質，達到國家一級排放標准，丹東化纖廠和山東高密化纖廠在國內率先採用了在一級物化處理的基礎上再加活性污泥二級生化處理工藝(如圖2所示)。

粘膠纖維生產廢水經一級物化處理後，一些主要污染物(如COD、SO2-4、Zn2+和硫化物等)有相當一部分被去除，再經後續的活性污泥二級生化處理，使得廢水中BOD5、COD等得以進一步去除，正常運行時出水可達國家一級排放標准。穩定運行90d後，由環境監測中心站進行驗收監測，監測數據見表1。
表1廢水處理站進出水監測結果（mg/L）
pH COD BOD5
進水 出水 進水 出水 進水 出水
9
月
3
日 6.11 6.89 969.6 20.2 291 6.1
6.18 6.99 925.6 29.5 278 6.9
6.10 6.96 981.7 19.0 295 5.7
6.03 7.02 973.6 25.4 292 7.6
9
月
4
日 6.04 7.06 825.7 18.4 248 5.5
6.06 7.14 871.6 22.9 261 6.9
6.08 7.10 793.6 20.6 238 6.2
6.04 7.17 834.9 22.0 250 6.6
總均值 — — 897.0 22.2 269 6.4
出口執行標准 — 6～9 — 100 — 20
處理效率（%） 97.5 97.6
評價
結果 達標 達標 達標
存在的問題：
（1）由於僅是在物化處理的基礎上增加了一道活性污泥生化處理工藝，故原物化處理過程中的一些問題(如資源的流失浪費、運行費用高、泥量大)仍然存在。
（2）由於前面物化處理過程的自動化控製程度不高，運行效果不穩定，使得一級處理後的出水時常出現SO2-4、Zn2+超標的現象，而通常當SO2-4＞1000mg/L或Zn2+＞20mg/L時，微生物的生長會受到明顯抑制，這大大影響了後續生化處理的效率。
（3） 由於前面物化處理過程對COD的去除效率不高，使得廢水中酸析出的大量輕質纖維素進入後續的活性污泥生化處理時，污染負荷較大，活性污泥質量不高，需要較長的停留時間(5.7～9.5 h)，這使整個基建投資和運行成本較高，佔地面積也較大。
3.粘膠纖維生產廢水處理後的改進 改進工藝及中試效果
根據目前國內粘膠纖維生產廢水治理工藝存在的一些不足，結合該廢水的實際水質水量情況，通過中試試驗研究，提出了在常規的物化+生化處理工藝的基礎上增添淺層氣浮+鐵屑過濾的改進新工藝(如圖3所示)。

3.1 主要工藝原理
（1） 淺層氣浮工藝
原水從氣浮池中心的旋轉進水管進水，通過旋轉布水管布水，布水管的移動速度和進水流速相同，這樣就產生了「零速度」，在這種狀態下進水不會對池水產生擾動，使得顆粒的懸浮和沉降都在一相對靜止的狀態下進行，且這類氣浮裝置的池深一般不超過650 mm。正是依據「零速理論」和「淺池理論」，使得該裝置的進水停留時間短(僅3～5min)，表面負荷高達9.5～12m3/(m2•h)，懸浮物的去除效率可達85%以上。
（2）鐵屑過濾工藝
鐵屑過濾系統是用廢鐵屑經預處理和活化後作填料，利用其產生的電化學反應的氧化還原、電附集、催化、混凝、吸附過濾等綜合效應達到處理效果〔2〕，其中主要作用是氧化還原和電附集。
廢鐵屑的主要成分是鐵和碳，當將其浸入電解質溶液中時，由於鐵和碳之間存在1.2V的電極電位差，因而會形成無數的微電池系統，在其作用空間構成一個電場〔3〕，其電極反應如下：
陽極 Fe¬¬¬—2e－→Fe2+
陰極 2H+＋2 e－→2〔H〕→H2↑
O2+4H++4 e－→2H2O
O2+2H2O+4 e－→4OH-
陽極反應生成大量的Fe2+進入廢水，形成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑；陰極反應產生大量新生態的H•，在偏酸性的條件下，新生態的H•能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應，使有機大分子發生斷鏈降解，提高廢水的可生化性，且陰極反應消耗了大量的H+生成了大量的OH-，這使得廢水的pH值也有所提高。
3.2 工藝說明
（1）粘膠纖維生產中產生的酸性和鹼性廢水按配比混合至pH＝2～3後進入吹脫反應池，酸析出大量呈懸浮狀的粘膠纖維素，大部分H2S、CS2等成分也得以吹脫去除。
（2）吹脫反應池出水進入淺層氣浮，大量纖維素得以較為徹底的去除並回收，這既降低了後續處理的污染負荷，也實現了粘膠纖維素的資源回收。[4]
（3）氣浮池出水經鐵屑過濾產生了氧化還原和電附集作用，廢水中的主要污染物(纖維素磺酸鋅)發生了斷鏈脫鋅反應，利於後續處理對Zn2+的徹底沉澱去除，廢水的pH值和可生化性均得到了提高(pH＝5～6)，大大減少了後續中和沉澱的投鹼量和污泥產量，也有利於生化處理過程。與此同時，該過程產生的大量Fe2+既可兼作絮凝劑，使後續沉澱過程中不必外加絮凝劑，又可使廢水中殘留的S2-以FeS沉澱的方式得以徹底去除。
（4） 鐵屑過濾塔出水進入曲頸槽與電石乳液(代替石灰乳，節省葯劑費用)充分混合反應，然後進入初沉池沉澱。通過pH值自動控制投葯系統的控制，反應pH值控制在8～8.5，此時廢水中的Zn2+被徹底沉澱去除，廢水中的絕大部分Fe2+也得到沉澱去除。經鐵屑塔處理後的廢水，沉澱性能好(僅需0.5～1.0h即可完全沉澱下來)，大大減少了沉澱池的池容；另外，出水中含有的極少量Fe2+，它是生物氧化酶的重要組成部分，同時在Fe2+→←Fe3+的過程中，電子傳遞對生化反應有刺激作用，從而使生化反應速度有所提高。
（5） 初沉後的出水進入好氧池進行生物處理，由於廢水的可生化性得到了提高，使廢水中殘余的COD、BOD5能在很短時間內得到進一步的降解去除，出水再經二沉池沉澱後達標排放。
（6）初沉池和二沉池中的污泥，先經污泥泵泵入污泥濃縮池濃縮，再經脫水機脫水(因纖維素含量少，其脫水性能好)，產生的泥餅外運，濃縮池的上清液迴流至好氧池進行生化處理。
3.3 治理效果
在南平天元化纖廠現場進行了粘膠纖維廢水的中試，原水水質情況見表2。
表2粘膠纖維廢水水質

鹼性和酸性廢水按1∶2.5混合，經處理後出水水質能達到國家一級排放標准。試驗結果見表3。
表3粘膠纖維廢水處理中試結果

① 經淺層氣浮後的出水，其COD含量能降至250mg/L，COD的去除率能達到85.9%以上的水平，這充分說明了淺層氣浮在本工藝中運用的合理性和優越性。[5]
② 廢水在鐵屑過濾塔中反應，停留30min左右後，出水Zn2+的含量＜0.05mg/L，硫化物的含量＜0.5mg/L，這充分說明了鐵屑過濾完全滿足本工藝對Zn2+和硫化物的治理要求。
4 .結論
通過改進工藝的中試研究，可得出以下結論：
（1） 採用改進工藝處理粘膠纖維生產廢水切實經濟可行，出水水質能穩定地達到國家一級排放標准，且能回收纖維素資源，值得在實踐中推廣應用。[6]
（2）實踐證明：淺層氣浮和鐵屑過濾在粘膠纖維生產廢水治理過程中的運用是合理、先進的，徹底解決了常規處理中時常會出現的COD、Zn2+和S2-等超標的問題。
（3） 結合粘膠纖維生產廢水的實際水質情況，充分發揮淺層氣浮和鐵屑過濾的特點和優勢，整個工程投資和佔地面積較常規方法均能節省1/3左右，也無需另外投加絮凝劑，用電石乳廢液代替石灰乳使投加量大為減少，故投葯費用也能節省近2/3。
（4）採用改進工藝能使處理過程中產生的污泥量大為減少，大大降低了污泥的處置費用和難度。
（5）改進工藝設施操作簡單方便、運行可靠、自動化程度較高。
（6）對粘膠纖維廠現有的物化+生化治理設施，利用本改進工藝能很容易地實現技術改造。

參考文獻：
〔1〕羅院生.物化—生化法兩級處理粘膠纖維廠酸鹼廢水工藝設計〔J〕.給水排水，1999，(9)：34-37
〔2〕曹曼.鐵屑固定床及其在廢水中處理的運用〔J〕.上海環境科學，1994，(2)：43-44.
〔3〕祁夢蘭.鐵屑微電解法處理經編廠染色廢水〔J〕.環境保護，1993，(7)：14-16.
〔4〕 劉章富，熊楊，侯鐵．同步生物除磷脫氮的幾種實用新工藝．中國給水排水，2002，18(9):65～68．
〔5〕 陳新宇，陳翼孫，李長興．水解酸化-生物接觸氧化處理合成橡膠廢水實驗研究．化工環保，1997，17(4):221～225．
〔6〕 張自傑．環境工程手冊（水污染防治卷）．北京:高等教育出版社，1996．

④ 如何脫除水中的鹼，其有什麼危害

水中鹼度是愛熱表面和傳熱表面的結垢腐蝕根源，其原因是碳酸氫鎂和碳酸氫鈣受熱產生氫氧化鎂和碳酸鈣水垢的同時，放出二氧化碳，可引起蒸汽和凝結水系統腐蝕。即使對水進行離子交換軟化處理，使碳酸氫鎂和碳酸氫鈣轉變為碳酸氫鈉，它在受熱時，將熱分解和水解，使與水接觸的部分（如鍋爐汽鼓的水側、排管或水冷避管及集箱產生鹼腐蝕）；使蒸汽和凝結水（或疏放水）系統產生二氧化碳碳腐蝕；鍋爐水鹼度過高還將起泡引起蒸汽攜帶鹽分而結鹽垢。這一切都是由於水具有鹼度引起的。
原水的鹼度主要是鈣、鎂的碳酸氫鹽，軟化水則是碳酸氫鈉，到鍋爐中則變成碳酸鈉和氫氧化鈉，鍋爐參數越高，轉為氫氧化鈉的份額越大，達到5MPa時則全部變成氫氧化鈉。因此，在軟化水受熱後，或在一般的熱交換器中鹼度是碳酸氫鈉；在熱水鍋爐和低壓蒸汽鍋爐中，鹼度是碳酸鈉和氫氧化鈉；在中壓鍋爐中主要是氫氧化鈉；在次高壓及以上鍋爐全部是氫氧化鈉。
向軟化水加酸和採取氫鈉離子交換水處理都可起到脫鹼作用（氫鈉離子交換含弱酸氫離子及強酸鈉的離子交換方式），但是都難以深度脫鹼（過低的殘留鹼度會產生酸腐蝕），安全又有效的方法屬於膜法水處理。在中壓鍋爐上採取電滲析脫鹽脫鹼處理，可以消除93%的鹼度，能很好地解決鹼腐蝕問題。使用納米過濾和反滲透均能達到相同的脫鹽、脫鹼效果。對於鍋爐補充水的處理，由於原水含鹽量和鹼度通常都不高，可以使用低能耗的低壓納過濾或反滲透膜。所以脫除水中的鹼至關重要。

⑤ 怎樣消除水中的鹼

水垢主要有以下幾種清除方法：

1、小蘇打除水垢。用結了水垢的鋁制水壺燒水時，放1小勺小蘇打，燒沸幾分鍾，水垢即除。

2、檸檬除水垢。把檸檬切片放入燒水壺（越薄越好，目的是讓檸檬酸盡量釋放出來）水燒開煮沸5分鍾左右，燒開後讓檸檬在水中浸泡2分鍾即可除去。

3、醋除水垢。如燒水壺有了水垢，可將幾勺醋放入水中，燒一二個小時，水垢即除。如水垢中的主要成分是硫酸鈣，則可將純鹼溶液倒在水壺里燒煮，可去垢。

4、離子交換除水垢法。採用特定的陽離子交換樹脂，以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來，由於鈉鹽的溶解度很高，所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。

(5)水的除鹼軟化的論文擴展閱讀

水垢分類

1、按化學成分分類，可分為碳酸鹽水垢、硫酸鹽水垢、硅酸鹽水垢和混合水垢等。碳酸鹽水垢的主要成分是碳酸鈣和碳酸鎂；硫酸鹽水垢和硅酸鹽水垢的主要成分各為硫酸鈣及硅酸化合物；混合水垢則多為以上三種水垢的混合物。

2、按物理性質分類，有牢固粘結在鍋筒壁及管壁上的水垢和質地疏鬆易於脫落的沉渣兩種。

形成過程

高溫狀態下，含有微溶於水的硫酸鈣會由於水的蒸發而析出，水中的碳酸根會與鈣、鎂等離子相結合，生成不溶於水的碳酸鈣、碳酸鎂，也就是水鹼。隨著水分的不斷蒸發、濃縮，水鹼含量不斷增加，以達到飽和後就形成了水垢。

⑥ 高鹼性水怎麼處理高鹼性水怎麼去除鹼

1、開水。
如果水的硬度比較大，可以採用燒開水的辦法去除水中的鈣鎂離子。簡單的說就是用開水做飯，做菜。就會有效的除掉水中的鈣鎂離子。這也是最簡便易行的方法。
2、凈化器。
如果擔心水質有點硬的話，其實可以在家中增加一個凈化裝置，可以切在自來水的出水口，這樣流出來的水都可以凈化掉鈣鎂離子。凈化器要買那種真正可以起到過濾作用的，需要換芯兒的那種過濾裝置。
3、可以用純鹼軟化水質。
常用軟化水質的方法，就是用石灰純鹼等對水進行沉澱過濾處理，這也是水廠處理水的一種方式。家中也可以採用這一方法。
4、離子交換法。
市面上出售的凈水裝置中有一種離子交換法，這種方法的原理也是非常經典的，所以可以買一個離子交換法的凈水處理機。
5、水化硅酸鋁鈉。
這種物質俗稱泡沸石。其實家裡也可以採用這種方法，在流出的自來水加一個流行的裝置，然後把水化硅酸鋁鈉放在中間，從這里經過一下，然後就可以軟化水了。

⑦ 水的軟化和除鹽的基本方法有哪些

去除水中溶解物質的方法主要有軟化除鹽﹑離子交換﹑吸附和膜分離。
軟化就內是降低容水中Ca2+﹑Mg2+的含量，以防止其在管道設備中結垢。
基本方法有：加熱軟化法：藉助加熱將碳酸鹽硬度轉化成溶解度很小的CaCO3﹑Mg(OH)2 沉澱出來。
葯劑軟化法：在不加熱的條件下，藉助化學葯劑把鈣﹑鎂鹽類(包括非碳酸鹽硬度)轉化成CaCO3﹑Mg(OH)2 沉澱出來，從而去除絕大部分Ca2+﹑Mg2+。常用葯 劑法有：石灰法﹑石灰—純鹼法與石灰—石膏法。
離子交換法：利用離子交換劑將水中的Ca2+﹑Mg2+轉化成Na+，而其他成分不改變。
除鹽就是減少水中溶解鹽類(陰陽離子)總量，方法有：蒸餾法﹑電滲析法﹑離子交換法(應用最廣)。

⑧ 誰知道一些化學小論文吶要是寫水的凈化的

一，給水處理得基本方法：
「混凝－沉澱－過濾－消毒」常規處理工藝流程
以廣州水源為例，由於水源差，七間水廠的水源有六間達不到國家規定的五類標准，因此在進行常規處理前須經過預處理，在泵前投加高錳酸鉀（主要通過氧化作用，使有機物膜被氧化，懸浮顆粒物或膠體的表面性質發生有利於脫穩凝聚的變化，從而使除濁效率增加，有機物含量也隨之降低，減輕了水的異臭味。並且高錳酸鉀與水中還原性物質發生反應，生成不溶於水的中間產物二氧化錳，也可以為新生凝核促使膠體凝聚。用隔膜泵直接投加到源水。）、活性炭（物理吸附與化學吸附，物理吸附主要是其多孔結構提供了大量的表面積，從而使其非常容易達到吸收收集雜質的目的；化學吸附指被吸附的物質與活性炭表面物質發生反應，如：與水中的亞氯酸鹽發生反應，使亞氯酸鹽變成氯離子形式，從而達到去除水中亞氯酸鹽目的，使水中不再有令人反感的味道和氣味。用螺桿泵直接投加到源水。）、氨（主要為穩定水中余氯。在氯化的同時投加氨使其優先生成氯氨，然後逐步對其他物質發生氧化，使水中游離氯減少，增強了消毒目的。由氨機自動調節直接投加到源水管）。泵後投加氯（主要目的是殺死水體中的青苔、氧化部分有機物和降低亞硝酸鹽的生成。且此值須根據待慮水的余氯值進行投加。由氯機及水射器直接投加到源水管。）、礬（主要成分一般為鹼鋁或硫酸鋁。但鹼鋁腐蝕性及對水溫的適應性相對較高，因此鹼鋁較常用。用螺桿泵直接投加到源水管。）
預處理後，進入澄清工藝，即混凝、沉澱和過濾，處理對象主要是水中懸浮物和膠體雜質，水中雜質通過葯，形成大顆粒的絮凝（此步驟在絮凝池中完成，俗稱反應池。本廠全部反應池都為網格反應池，由多格豎井串聯而成，進水水流順序從一格到下一格，上下對角交錯流動，直到出口，使礬與水中懸浮物和膠體雜質充分反應。），而後經沉澱池進行礬花與水的重力分離（本廠沉澱池有平流沉澱池與斜管沉澱池。平流沉澱池利用重力作用，使礬花以拋物線形式沉到池底，使其與待慮水分開；斜管沉澱池根據水流向上流動，污泥下滑的原理將水與礬花分離。），再者待濾水進入濾池，使細微殘余的雜質顆粒經沙（從上而下沙層依次為：細沙，粗沙，春石）濾掉（本廠有移動罩慮池與普通快慮池，這兩鍾慮池主要區別在於沖洗沙層的方法。移動罩慮池利用虹吸原理將沙層表面雜物抽掉；普通快慮池則通過反沖洗，包括300秒的氣沖，主要目的將沙層沖散，7分鍾的水沖，將沙層里的雜質徹底沖洗干凈。）。濾後水須經後加氯（主要目的是殺死細菌、病毒和其它致病微生物，保證出廠水有適量的余氯量，以抑制水中殘存細菌的繁殖及防止管網再度被污染，但須根據出廠水余氯值進行投加，本廠一般控制在2.8－3.3之間。），成品水流入清水池後，經吸水井由二級泵房的泵機加壓進入城市供水管網。

自己簡化吧

⑨ 2017年水處理技術論文(2)

2017年水處理技術論文篇二
淺談給水處理技術的發展

[摘要] 水與人們生活生產密切相關，而且水是保障人民生活發展工業生產不可缺少的物質基礎。近年來，人口增長、水資源的分布不均、污染加劇等問題造成水資源不足日益嚴重。因此給水處理技術一直在改進。本文旨在介紹一些給水處理日益發展的基本技術。

[關鍵詞] 給水處理 污染物 現代化 高級氧化 膜技術

1.現代化處理技術

1.1化學氧化

水質處理常用氯氧化，當有機污染尚未得到去除時，會產生較多的有害消毒副產物。目前採用KMnO4語氣復合劑(一種專門商品)的應用逐漸展開，對氧化有機物、改善混凝取得較好效果。臭氧預氧化可以提高有機物的可生物降解性，又可除嗅、脫色，去除鐵、錳，但往往結合後續深度處理臭氧—活性炭時才採用。

1.2加吸附劑粉末炭

粉末炭，具有吸附能力好、投加靈活、對污染物處理效能高等優點，但由於耗費較高(約105元/m^3左右)，一般只有在消除沖擊性污染時採用，投加量需10～20mg/L，現在一些水污染事件中就曾應用過此技術，此外還可以通過此技術對原水進行控制，並將該技術演化，如形成活性炭吸附帶控制突發性污染事件等。

1.3調節pH

由於投加酸與鹼，運行成本增加，又在原水中增加無機離子，在我國很少採用，國外在此方面研究較多，這里不做詳述。但其對原水pH的控制以及對某些污染物去除還具有良好的功效的，這一點也被業內廣泛認可。

1.4生物預處理

20世紀70年代以來，生物處理工藝越來越廣泛應用於市政給水生物處理方法包括生物接觸氧化法、生物轉盤、生物流化床、生物濾池氧化法、生物活性炭濾池和膜生物反應器等多種形式。生物預處理藉助微生物的生命活動對水中的氨氮等有機污染物和鐵、錳等無機物進行去除，從而改善水的混凝沉澱性能，使後續工藝較好的發揮作用，提高出水的水質。

2.給水處理的新技術

2.1高級氧化技術

高級氧化技術是給水處理的新技術，並受到了許多的關注，在水處理中有廣泛的應用，高級氧化技術包括臭氧氧化技術、超臨界水氧化技術、光催化氧化技術、超聲空化氧化技術等。

2.1.1臭氧氧化技術

臭氧由於其在水中有較高的氧化還原電位，常用來進行殺菌消毒、除臭、除味、脫色等，在飲用水處理中有著廣泛的應用。近年來，由於氯氧化發用於給水、循環水處理和廢水處理中有可能產生三氯甲烷等“三致”物質而受到限制，使臭氧在水處理中的作用受到了更多的關注。但臭氧應用於廢水處理還存在著一些問題，如臭氧發生的成本高，而利用率偏低，臭氧處理的費用高;臭氧與有機物的反應選擇性較強，在低劑量和短時間內臭氧不可能完全礦化污染物，且分解生成的中間產物會阻止臭氧的進一步氧化。因此，提高臭氧利用率和氧化能力就成為臭氧高級氧化法的研究熱點。臭氧的高級氧化技術就是通過臭氧氧化與各種水處理技術的結合，形成氧化性更強、反應選擇性較低的羥基自由基。

2.1.2超臨界水氧化技術

超臨界水反應與氧化組合為“超臨界水氧化(SCWO：Supercritical Water Oxidation)”技術，應用較多。超臨界水有優良的溶劑特性，增加了電導率和離子值。表示溶劑的極性的電導率，在常溫常壓下的值較高(78)，在高溫高壓下的己烷和甲醇等無極性，與弱極性的有機溶劑的電導率等值(2～30左右)。因此，在高溫高壓下的水溶解有機物是可能的。

SCWO技術有以下特點：

1) 將有機物完全分解成水和二氧化碳，使之無害化。

2) 不產生以二惡英為代表的有害的副產物。

3) 反應速度快，單位時間內處理量大，裝置小型化。

4) 與焚燒爐不同，不需要煙筒，不排放煙氣。

在臨界溫度下易於控制加水分解反應，或易於控制原子團的反應，這是超臨界水作為反應溶劑的優越性。不用酸和鹼即可進行廢水處理，是極好的環境處理技術。

2.1.3光催化氧化技術

所謂光催化氧化反應，就是在光的作用下進行的化學反應。光化學反應的活化能來源於光子的能量，在太陽能的利用中光電轉化以及光化學轉化一直是十分活躍的研究領域。光催化氧化技術利用光激發氧化將O2、H2O2等氧化劑與光輻射相結合。所用光主要為紫外光，包括uv-H2O2、uv-O2等工藝，可以用於處理污水中CHCl3、CCl4、多氯聯苯等難降解物。另外，在有紫外光的Fenton體系中，紫外光與鐵離子之間存在著協同效應，使H2O2分解產生羥基自由基的速率大大加快，促進有機物的氧化去除。

2.1.4超聲空化氧化技術

超聲空化是指水中的微小泡核在超聲波作用下被激化，表現為泡核的振盪、生長、收縮及崩潰等一系列動力學過程。超聲空話技術就是利用聲解，將水中有機物轉化為CO2、水、無機離子和有機酸等成分。超聲空化技術具有少污染或無污染、設備簡單等優點，同時，還伴有殺菌消毒功效，是一種很有潛力的水處理新技術。但現階段超聲空話技術主要用於實驗室小水量的處理研究中，尚處於基礎研究階段。為了提高降解速度同時降低費用，國內外的水處理工作者又相繼研究開發了關於超聲波與其他技術相聯合的新工藝，如臭氧/超聲波聯合工藝。在臭氧/超聲聯合處理含酚水的實驗研究中，取得了較好的處理效果。

2.2膜處理技術

隨著人類對膜的逐步認識，各種人工合成膜也應運而生，其種類繁多，作用也千差萬別，但是它們具有一個共同的特點---選擇透過性。膜從廣義上可以定義為兩相之間的一個具有選擇透過性的薄層屏障。

膜式活性污泥法技術是分離技術與生物技術有機結合的新型的水處理技術。是利用膜分離設備截留生化反應池中的活性污泥和大分子有機物，省掉二沉池。活性污泥濃度因此大大提高，水力停留時間和污泥停留時間可以分別控制，而難降解的物質在反應池中不斷反應、降解。因此膜處理工藝是通過膜分離技術大大強化了生物處理的功能。

3.結語

我國的給水處理目前普遍採用混凝、沉澱、過濾、消毒組成的常規水處理技術， 優點是水處理成本低， 平均處理效果較好。此外， 水源污染加劇， 常規水處理工藝對某些有機污染物的去除效果不佳。而新興的水處理技術對水質的改善提供了支撐。臭氧-活性炭處理、膜技術等水處理技術在去除效率、無害性等方面均有常規處理無法比擬的優勢， 並且在發達國家的使用經驗也表明了這些技術的可靠性。隨著科技的進步， 材料學的發展，這些新興工藝的成本也在逐漸降低。因此我們可以預見， 未來的水處理， 將朝著更安全、更高效、更環保的方向發展。

參考文獻

[1]陸煜康，唐鋰.水處理節能和新能源的應用.北京：化學工業出版社，2010，5

[2]苑寶玲，王洪傑.水處理新技術原理與應用.北京：化學工業出版社，2006，1

[3] 陸煜康.水處理新技術與能源自給途徑.機械工業出版社，2008，8

作者簡介：

闞沙沙(1992-)，女，漢族，吉林松原人，鄭州大學，水利與環境學院，給水排水工程.

郭丹丹(1991-)，女，漢族，河南許昌人，鄭州大學，水利與環境學院，給水排水工程.


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