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水处理厂标准

发布时间:2024-04-21 11:52:46

回用水处理技术和水质标准

下面是中达咨询给大家带来关于回用水处理技术和水质标准相关内容,以供参考。
经适当程度消毒后的二级出水(100-1000个粪性大肠菌群/100mL)广泛适用于各种用途,包括限制接触性回用(如某些灌溉方式和非接触性景观用水)、环境修复和许多工业应用。有些形式的环境修复要求去除营养物质,提高消毒水平。回用水用作工业冷却水时,需去除硬度、氨和溶解性固体。当用作给水补充之前要求有一系列的处理过程,要取决于原有供水对回用水的稀释程度和是否形成处理而定,例如回用水流经土壤后汇入原水源即可认为是行成处理工序。目前,许多回用水工程正在运用膜处理技术生产回用水。其中一种为采用二级出水作为原水,经过微滤(予处理)、反渗透、有时加上紫外线消毒。微滤膜和超滤膜也可并入生物处理工艺,取代传统的二沉池。
1.简介
目前存在许多水的再生和回用方法并在实践中正常运作(美国EPA,1992),每一种使用方式都有不同的水质要求,因此也要求不同的处理水平。表1总结了常用的回用水使用方式和所要求的相应的处理水平,从最高水平到最低水平处理都有所涉及。本文将论述不同的使用方式和相应的处理方法,键迅还将讨论一些新出现的处理技术。
2.非食用型作物和深加工型食用作物的农业回用水
回用水可以灌溉人类并不直接消费的各种作物,如灌溉那些动物食用的作物(苜蓿、青草、高粱、玉米、大豆等各种饲料作物)和需要深加工才可食用的作物(如小麦、也许还有大米)。关系公共健康和环境的首要问题是这种回用方式是否会将有毒物质和致病菌带到我们的食物供应中来。主要有两种机制来控制有毒物质,其中包括不允许工业瞎凳废水(很大可能含有毒物质)排入要回用的污水收集系统和污水处理系统中。为避免工业污水,我们可以从工厂稀少的服务区收集污水或要求工厂首先去除废水中有毒物质,然后再排入市政排水管。废水中有毒物质的去除方法有许多种。在一些实际应用中,基本的二级处理就可予以足够的保护。事实上,初级处理可能已经足够了,而二级处理则对有毒物质又加了一道关卡。二级处理中允许回用水贮存起来以满足不同季节变化的农灌需水量。致病菌的传播是通过防止一般公众与污水直接接触以及适度的杀菌消毒来解决的。
用于农业性回用的水可通过许多种处理方法,包括初级处理、二级(生物)处理和传统的消毒工艺。生物塘处理系统广泛用于可生物降解有机物的稳定化,因此当回用水季节性贮存时不产生过多令人厌恶的问题(气味、病菌等),同时,生物塘还有自然的消毒作用。污水处理系统,包括一个厌氧或好氧塘,进行污水的基本处理,然后是兼性塘,对污水进行更深一步的处理和消毒,同时还可用作季节性贮水。已经预处理和消毒的再生水则可根据作物的需水量进行农灌使用。这样的一个系统允许回用市政污水中的水和其的营养物质,但要控制有毒物质的量,并进行消毒处理。从水管理的整体和长远角度来看,水回用灌溉农作物时,土壤的进一步处理去除了污染物,减少了环境中污染物质的排放量,因此也减少了污染物质向地表水和地下水的排放量。而净用水量却下降了,因为先前用作农业的水现在可以转向城市供水或以地表水或地下水的方式保留在环境中。
3.环境修复
环境修复指污水处理后以合格的水质向环境排放以保持水环境的流量,维持环境的功能。所要求的处理则根据修复环境对污染物的同化容量而定。一般至少要求传统的二级(生物)处理和一定程度的消毒。有些环境修复则要求更高级的处理方式,如去除营养物质等。一些传统的处理系统可用于这些情况。而目前新兴的一种处理工艺是二级处理(传统二级处理或生物塘二级处理)后加湿地处理。湿地不仅提供处理(提高了水质),也改善了环境。可以将湿地设计成野生生物栖息地或者设计成市区开放性的绿地。
PalmBeach县属于潮湿的亚热带气候。而恰恰相反,TresRios湿地位于阿利桑那州Phoenix城附近,属于沙漠地区。但TresRios湿地处理系统和Wakodhatchee湿地处理系统有许多相似之处,如图3所示,他们都有浅水水生植物生长区、深水区和栖息岛。绿色湿地对于Phoenix城的沙漠景观是一个很受欢迎的补充,磨亮旅同时也改善了水质,为野生生物提供了栖息地。
4.限制接触性回用
限制接触性回用包括城市水回用,这种回用方式应控制公众接触回用水以保护公众健康。对于农业性回用,主要风险的是这类回用可能将有毒物质引入环境中和传播疾病,有毒物质可以采用降低回用水中有毒物浓度来控制,可采用多种方法,如控制排放源和污水处理。而疾病传播的控制则可采用一定的消毒措施,同时防止公众直接接触回用水。恰当的限制接触性回用还包括灌溉和景观水面。
限制接触性回用一般至少采用二级处理,卫生指标为100-1000个粪性大肠菌群/100mL。二级处理可以控制原水(工业废水或生活污水)中有毒物质的量,也能减少水回用时配水系统中的麻烦问题。不完全消毒的回用水仅能保证系统操作者偶尔接触回用水时的安全,因操作者能采取常规的、适当的防护措施。然而不能保证普通公众广泛接触回用水时的安全。为保护公众的安全,不允许他们与回用水经常接触。例如,使用回用水浇灌时,将浇灌时间限制在公众不在现场的时候,或者采用公众与回用水隔绝的灌溉方式(滴灌)。又例如,当回用水用于限制公众与之接触的景观水面时,不允许在湖中钓鱼和(或)游泳。
5.非限制接触性回用
非限制接触性回用水是经过更高级的处理工艺产生的,公众与之接触(并非消耗)是安全的。尽管一个地区与另一个地区之间具体要求有变化,但加利福尼亚州在其“22条”中所确定的条款提供了一个一致的解决方案,已被广泛接受。这些要求进行高度的消毒,明显地减少再生水中致病菌的存在机会。其基本的处理工艺为生物处理,用来减少可生物降解的有机物浓度和总悬浮固体(TSS).
6.工业性回用
不同的工业性回用方式要求不同的回用水质。一般需要二级处理和适度消毒以尽量减少回用水中的污染物质,保护工厂工人的健康。回用水作为工厂冷却水应用较为广泛。它要求去除水中的会引起冷却装置结垢的硬度,还要求去除会引起装置腐蚀和生物污垢的氨。图4列出了这类回用水的处理工艺流程。二级出水(一般来自现有的污水处理厂)需经过石灰软水装置和粒状介质过滤。如果作为回用水原水的二级出水未进行硝化处理,硝化需合并入过滤工序中进行。目前新兴的一种应用于工业性回用的处理方法是使用膜装置进行脱盐处理。
特别是采用微滤或超滤预处理的二级出水再接反渗透的工艺流程在这一领域的应用日益增多,这种工艺流程的进一步的讨论将和补充给水的工艺流程结合在一起进行。
然后是过滤以减少颗粒物质的浓度,最后为消毒。颗粒物质的去除可以从几个方面帮助消毒的进行。首先,一些较大的致病菌,如贾第鞭毛虫(Giardia)和隐性芽孢虫(cryptosporidia)等,可以通过过滤直接去除;其次,颗粒物质的去除使得下面的消毒处理更为有效,这是因为经过生物处理和过滤后,水中残留的致病菌是呈游离状态的,当然更容易在消毒工序中被杀死。氯消毒和紫外线(UV)消毒都是常用的方法。为了使回用水达到非限制接触性应用的标准,表2总结了一些处理要求。
7.补充给水和新兴技术
补充给水就是故意将回用水加入饮用水供应的回用方式。回用水可以引入供给饮用水的地表水(如水库)或地下水源。和工业性回用的处理方法一样,这种回用方式也可采用许多种处理方法。其所需要的处理程度则根据回用水和天然水体的混合程度以及在被提取用作公共给水供应之前的处理能力而定。
如果通过地表漫流方式注入地下水的回用水所占比例相当小,则仅需要经过二级处理和适度消毒。土壤的渗滤作用可将回用水中大量的有机物和致病菌去除,然后再与地下水混合。这种情况下要考虑的主要的问题是可能引入氮,而氮可以在土壤中转化为硝酸盐。天然地下水和回用水混合后在取水井抽取之前流经地下蓄水层时也会进行一些处理。
自然环境所提供的处理程度越低,和回用水混合的天然水比例越小,回用水所需要的处理程度就越高,就需要更高级别的处理方法去除有机物和致病菌。图5列出UpperOccoquan污水管理部门(UOSA)使用的传统处理工艺。UOSA厂从服务区域收集包括生活污水、商业污水和达标排放的工业废水在内的原污水,处理后出水接近饮用水质标准,排放至Occoquan水库,这是美国弗吉尼亚州东北部的主要饮用水源。处理工艺为传统的初级处理和带硝化的二级处理、石灰再碳酸化处理、过滤、粒状活性炭吸附,最后进行消毒处理。在pH﹥11的情况下石灰澄清处理起到消毒、去除高分子有机物、阻拦重金属的作用。粒状活性炭更进一步地去除溶解性有机物,尤其是上道工艺的生物处理中无法去除的非生物降解性有机物。加氯消毒为最后一个环节。
UOSA设施从1978年便开始运行,已经显示了满足常规的具体排放标准和保护公众健康的能力。其目前的能力为130,000m3/d,正在扩建为210,000m3/d。进入Occoquan水库的水中回用水(UOSA厂出水)占的比例为雨季时不到10%,旱季时超过90%。
目前新兴的一种处理流程为二级处理后接微滤(MF)、反渗透(RO)和紫外线消毒(UV)(AWWA,1996)。MF可很大范围地去除颗粒物质,放在RO处理工艺的前面是十分必要的。RO广泛去除有机物和无机物,这两级顺序的膜处理工艺也起到了广泛的消毒作用。UV消毒则是公众免受致病菌侵袭的又一道保护屏障。如上所述,MF后接RO工艺也成为生产各种工业用水的新兴技术。另一新兴的处理技术为膜生物反应器,以置于反应器外部或浸没在反应器内部的生物膜取代传统的二沉池(Gunder,2001;Stephenson,etal.,2000)。膜上留有必要的生物量,用于处理污水,也能去除颗粒物质,所以出水的颗粒物质含量很低。生产的出水可用于许多回用目的,或经活性炭吸附、RO和UV消毒可用于非直饮水的回用。
8.总结与结论
总之,不同回用方式所要求的水质同相应的处理技术之间的关系已经列出,如表1所示。大范围的水质及其相应的生产回用水所用的处理方法取决于不同的回用目标。基本的二级处理,或更低程度的处理对农业性回用来说就足够了。这种农业性回用,一般不允许公众接触回用水,而且所浇灌的作物是人类不直接食用的和(或)需要深加工的作物。由于生物塘处理工艺可以使进入的污水中可生物降解有机物稳定化,具有消毒的作用,生物塘还可将季节性贮水与处理系统结合,使供水量和农灌需水量更为吻合,因而常被采用。在所有情况下都应控制来自工业废水中的有毒物质量,不允许工业废水排入要进行回用的污水集水系统中和(或)要求工厂去除废水中有毒物质后再排入集水系统。
二级出水经过适度消毒(100-1000个粪性大肠菌群/100mL)后适合于许多用途,包括限制接触性回用(如某些方式的灌溉和非接触性景观水体)、某些方式的环境修复和许多工业性回用。一些环境修复要求去除营养物质,加强消毒,当用作工业冷却水则要求先去除硬度、氨和溶解性固体。用作给水补充时,可有许多种需要的处理方法,取决于回用水和现有给水源的稀释程度以及是否进行了处理,如流经土壤时进行的处理。膜处理系统正在回用水应用领域兴起。其中一种新兴的膜处理工艺流程为二级出水作为原水,由微滤(予处理)、反渗透、有时加紫外线消毒工艺组成。微滤膜和超滤膜也可并入生物处理工艺取代传统的二沉池。
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② 国家生活污水排放标准

《城镇污水处理厂污染物排放标准》:
2002年以前对城市污水处理厂的管理都执行《污水综合排放标准》(GB8978-96)。由于该标准多数指标是针对工业废水的,当时城市污水处理厂的建设尚处于起步阶段,处理技术还在发展阶段,因此,对城市污水的针对性不强。相当一部分标准值偏宽,而个别指标在技术经济上达标又有一定难度。如:对城镇污水处理厂出水而言,重金属、微污染有机物、石油类、动植物油、LAS等指标标准值偏宽;而总磷偏严,常规二级处理和强化二级处理工艺难以达到0.5 mg/L和1 mg/L的现行综合标准,为此由国家环境保护总局科技标准司2001 年提出了《城镇污水处理厂污染物排放标准》,并于2002年12月27日由国家环境保护总局和国家技术监督检验总局批准发布,2003年7 月1日正式实施。
《城镇污水处理厂污染物排放标准》的适用范围明确规定为:专门针对城镇污水处理厂污水、废气、污泥污染物排放制定的国家专业污染物排放标准,适用于城镇污水处理厂污水排放、废气的排放和污泥处置的排放与控制管理。根据国家综合排放标准与国家专业排放标准不交叉执行的原则,本标准实施后,城镇污水处理厂污水、废气和污泥的排放不再执行综合排放标准。污水处理厂噪音控制仍执行国家或地方的噪音控制标准。
表1《标准》基本控制项目最高允许排放浓度(日均值)
项目 基本控制项目 一级标准 二级标准 三级标准
A标准 B标准
1 化学需氧量(COD)(mg/L) 50/60 60/60 100/120 120
2 生化需氧量(BOD)(mg/L) 10/20 20/20 30/30 60
3 悬浮物(SS)(mg/L) 10/20 20/20 30/30 50
4 动植物油(mg/L) 1/20 3/20 5/20 20
5 石油类(mg/L) 1/10 3/10 5/10 15
6 阴离子表面活性剂(mg/L) 0.5/5 1/5 2/5 5
7 总氮(以N计)(mg/L) 15/- 20/- - -
8 氨氮(以N计) (mg/L) 5(8)/15 8(15)/15 25(30)/25 -
9 总磷(以P计)(mg/L) 1/0.5 1.5/0.5 3/1 5
10 色度/稀释倍数 30/50 30/50 40/80 50
11 pH 6~9/6~9 6~9/6~9 6~9/6~9 6~9
12 粪大肠菌群数(个/L) 103/- 104/- 104/- -
注:括号外为水温>12℃时的控制指标,括号内为水温≤12℃时的控制指标。/前后数值分别表示现标准值、原执行标准。

③ 水处理色度是什么标准

各种用途的水对于色度都有一定要求:

生活用水色度要求小于15°。

造纸工业用版水色度要求小于15°~30°。

纺织工权业用水色度要求小于10°~12°。

染色用水色度要求小于5°。

(3)水处理厂标准扩展阅读:

一、测定方法

水质色度的的测定是用铂钴标准比色法,即用氯铂酸钾和氯化钴配制成测色度的标准溶液,规定1L水中含有2.419mg的氯铂酸钾和2.00mg的氯化钴时,将铂(Pt)的浓度为每升1mg时所产生的颜色深浅定为1度(1°)。

二、水处理目的

水处理目的是提高水质,使之达到某种水质标准。按处理方法的不同,有物理水处理、化学水处理、生物水处理等多种。按处理对象或目的的不同,有给水处理和废水处理两大类。给水处理包括生活饮用水处理和工业用水处理两类; 废水处理又有生活污水处理和工业废水处理之分。

其中,与热工技术关系特别密切的有从属于工业用水处理范畴的锅炉给水处理、补给水处理、汽轮机主凝结水处理以及循环水处理等。水处理对发展工业生产、提高产品质量,保护人类环境、维护生态平衡具有重要的意义。

④ 污水处理国家标准都有哪些

比较常用的水处理标准如下:
一、医疗机构污染物排放标准GB18466—2005
二、城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918—2002
三、污水综合排放标准GB8978—1996
四、水污染物综合排放标准DB11/307—2013(北京地标)
五、城市污水再生利用城市杂用水水质GB18920—2002
六、城市污水再生利用景观环境用水水质GB18921—2002
七、肉类加工工业水污染物排放标准GB13457—92
八、畜禽养殖业污染物排放标准GB18596—2001
九、发酵类制药工业水污染物排放标准GB21903—2008
十、化学合成类制药工业水污染物排放标准GB21904—2008
十一、提取类制药工业水污染物排放标准GB21905—2008
十二、中药类制药工业水污染物排放标准GB21906—2008
十三、生物工程类制药工业水污染物排放标准GB21907—2008
十四、混装制剂类制药工业水污染物排放标准GB21908—2008
十五、啤酒工业污染物排放标准GB19821—2005
十六、汽车维修业水污染物排放标准GB26877—2011

⑤ 污水处理水质检测标准

法律分析:污水处理水质检测标准为GB3097-97海水水质标准 GB3838-02地表水环境质量标准 GB8703-88。

法律依据:《中华人民共和国标准化法实施条例》 第六条 国务院标准化行政主管部门统一管理全国标准化工作,履行下列职责: (一)组织贯彻国家有关标准化工作的法律、法规、方针、政策; (二)组织制定全国标准化工作规划、计划; (三)组织制定国家标准; (四)指导国务院有关行政主管部门和省、自治区、直辖市人民政府标准化行政主管部门的标准化工作,协调和处理有关标准化工作问题; (五)组织实施标准; (六)对标准的实施情况进行监督检查; (七)统一管理全国的产品质量认证工作;(八)统一负责对有关国际标准化组织的业务联系。

⑥ 水处理行业中水质标准数据

项 目 限 值
感官性状 色 5度
浑浊度 1NTU
臭和味 无
肉眼可见物 无
一般化学指标 PH值 6-8.5
硬度(以碳酸钙计) 300mg/L
铁 0.20mg/L
锰 0.05mg/L
铜 1.0mg/L
锌 1.0mg/L
铝 0.2 mg/L
挥发酚类(以苯酚计) 0.002 mg/L
阴离子合成洗涤剂 0.20 mg/L
硫酸盐 100 mg/L
氯化物 100 mg/L
溶解性总固体 500 mg/L
高锰酸钾消耗量 2 mg/L
(CODMn,以氧计)
ж总有机碳(TOC) 4 mg/L
理化指标 氟化物 1.0mg/L
氰化物 0.05 mg/L
硝酸盐(以氮计) 10 mg/L
砷 0.01 mg/L
硒 0.01 mg/L
汞 0.001 mg/L
镉 0.01 mg/L
铬(六价) 0.05 mg/L
铅 0.01 mg/L
银 0.05 mg/L
氯仿 30μg/L
四氯化碳 2μg/L
滴滴涕(DDT) 0.5μg/L
六六六 2.5μg/L
苯并(a)芘 0.01μg/L
微生物指标 细菌总数 50cfu/mL
总大肠菌群 0 cfu/100mL
粪大肠菌群 0 cfu/100mL
游离余氯(管网末梢水) ≥0.05mg/L
(如用其他消毒法则可不列入)
放射性指标 总α放射性 0.1Bq/L
总β放射性 1 Bq/L

⑦ 各行业使用纯水的标准是什么

电导率≤10μS/CM 动物饮用纯水(医药)、普通化工原料配料用纯水、食品行业配料用纯水等。

电导率≤专4μS/CM 电镀化属学品生产用纯水、化工行业表面活性剂生产用纯水、医用纯化纯水、白酒生产用纯水、啤酒生产用纯水、民用饮用纯净纯水用纯水、普通化妆品生产用纯水、血透纯纯水机用纯水。

电阻率5~10MΩ.CM 锂电池生产用纯水、蓄电池生产用纯水、化妆品生产用纯水、电厂锅炉用纯水等。

电阻率>17 ML2 CM 磁性材料锅炉用软化纯水、敏感新材料用纯水、半导体材料生产用纯水、尖端金属材料用纯水、防

老化材料实验室用纯水、有色金属; 贵金属冶炼用纯水、钠米级新材料生产用纯水、航空新材料生产用纯水、太阳能电池

生产用纯水、纯水晶片生产用纯水、超纯化学试剂生产用纯水、实验室用高纯水、其它有相同纯水质要求的用纯水;

5、电阻率>18 ML2 C ITO导电玻璃制造用纯水、化验室用纯水、电子级无尘布生产用纯水等其它有相同纯水质要求的用纯水。

⑧ 污水处理厂中污水处理指标有哪些

根据污染物的来源及性质,将污染物控制项目分为基本控制项目和选择控制项目两类。基本控制项目主要包括影响水环境和城镇污水处理厂一般处理工艺可以去除的常规污染物,以及部分一类污染物,共 19项。选择控制项目包括对环境有较长期影响或毒性较大的污染物,共计 43 项。

根据城镇污水处理厂排入地表水域环境功能和保护目标,以及污水处理厂的处理工艺,将基本控制项目的常规污染物标准值分为一级标准、二级标准、三级标准。一级标准分为 A标准和 B 标准。一类重金属污染物和选择控制项目不分级。

表 1 基本控制项目最高允许排放浓度(日均值) 单位 mg/L
一级标准
序号 基本控制项目
A 标准 B 标准
二级标准 三级标准
1 化学需氧量(COD) 50 60 100 120
2 生化需氧量(BOD5) 10 20 30 60
3 悬浮物(SS) 10 20 30 50
4 动植物油 1 3 5 20
5 石油类 1 3 5 15
6 阴离子表面活性剂 0.5 1 2 5
7 总氮 (以 N 计) 15 20 - -
8 氨氮(以 N 计)② 5(8) 8(15) 25(30) -
2005 年 12 月 31 日前建设的 1 1.5 3 5
9 总磷
(以 P计) 2006年1月1日起建设的 0.5 1 3 5
10 色度(稀释倍数) 30 30 40 50
11 pH 6-9
12 粪大肠菌群数(个/L) 10^3 10^4 10^4 -

表 2 部分一类污染物最高允许排放浓度(日均值) 单位 mg/
序号 项目 标准值
1 总汞 0.001
2 烷基汞 不得检出
3 总镉 0.01
4 总铬 0.1
5 六价铬 0.05
6 总砷 0.1
7 总铅 0.1

表 3 选择控制项目最高允许排放浓度(日均值) 单位 mg/L
序号 选择控制项目 标准值 序号 选择控制项目 标准值
1 总镍 0.05 23 三氯乙烯 0.3
2 总铍 0.002 24 四氯乙稀 0.1
3 总银 0.1 25 苯 0.1
4 总铜 0.5 26 甲苯 0.1
5 总锌 1.0 27 邻-二甲苯 0.4
6 总锰 2.0 28 对-二甲苯 0.4
7 总硒 0.1 29 间-二甲苯 0.4
8 苯并(a)芘 0.00003 30 乙苯 0.4
9 挥发酚 0.5 31 氯苯 0.3
10 总氰化物 0.5 32 1,4-二氯苯 0.4
11 硫化物 1.0 33 1,2-二氯苯 1.0
12 甲醛 1.0 34 对硝基氯苯 0.5
13 苯胺类 0.5 35 2,4-二硝基氯苯 0.5
14 总硝基化合物 2.0 36 苯酚 0.3
15 有机磷农药 (以P计) 0.5 37 间-甲酚 0.1
16 马拉硫磷 1.0 38 2,4-二氯酚 0.6
17 乐果 0.5 39 2,4,6 –三氯酚 0.6
18 对硫磷 0.05 40 邻苯二甲酸二丁酯 0.1
19 甲基对硫磷 0.2 41 邻苯二甲酸二辛酯 0.1
20 五氯酚 0.5 42 丙烯晴 2.0
21 三氯甲烷 0.3 43 可吸附有机卤化物(AOX 以 CL计) 1.0
22 四氯化碳 0.03

⑨ 水处理的排污标准

GB18918-2002是《城镇污水处理厂污染物排放标准》,而GB8978-1996是《污水综合排放标准》,两者是不同的概念,两者都有各自的针对对象,两者是不可以混用的。
《污水综合排放标准》最新的标准国家还没有出台,国家污水综合排放标准用的还是GB8978-1996。
纳米晶技术是派斯软水机独有的水软化技术,根据中立的实验室检测,除垢率达99.6%,达到完美的软化水的效果,比以前所知的任何一种类型的软水机效果都要优异。同时也是在无化学添加成分的情况下,被证明非常有效的软水机。 纳米晶的技术原理是TAC(Template Assisted Crys-tallization)技术,即离子晶体化,利用纳米晶聚合球体表面晶核产生的高能量把水中的钙、镁、碳酸氢根等离子打包成纳米级的晶体,当这种晶体长到2纳米左右时自动脱落到水中,水中没有了钙、镁、碳酸氢根离子也就不会在有水垢产生。 沉淀物过滤法的目的是将水源内之悬浮颗粒物质或胶体物质清除乾净。这些颗粒物质如果没有清除,会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法,所以这个步骤常用在水纯化的初步处理,或有必要时,在管路中也会多加入几个滤器(filter)以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多,例如网状滤器,沙状滤器(如石英沙等)或膜状滤器等。只要颗粒大小大於这些孔洞之大小,就会被阻挡下来。对於溶解于水中的离子,就无法阻拦下来。如果滤器太久没有更换或清洗,堆积在滤器上的颗粒物质会愈来愈多,则水流量及水压会逐渐减少。人们就是利用入水压与出水压差来判断滤器被阻塞的程度。因此滤器要定时逆冲以排除堆积其上的杂质,同时也要在固定时间内更换滤器。
沉淀物过滤法还有一个问题值得注意,因为颗粒物质不断被阻拦而堆积下来,这些物质 面或许有细菌在此繁殖,并释放毒性物质通过滤器,造成热原反应,所以要经常更换滤器,原则上进水与出水的压力落差升高达到原先的五倍时,就需要换掉滤器。 硬水的软化需使用离子交换法,它的目的是利用阳离子交换树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子,以此来降低水源内之钙镁离子的浓度。其软化的反应式如下:
Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1
Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1
式中的EX表示离子交换树脂,这些离子交换树脂结合了Ca2+及Mg2+之後,将原本含在其内的Na+离子释放出来。
树脂基质(resin matrix)内藏氯化钠,在硬水软化的过程中,钠离子会逐渐被使用耗尽,则交换树脂的软化效果也会逐渐降低,这时需要作还原(regeneration)的工作,也就是每隔固定时间加入特定浓度的盐水,一般是10%,其反应方式如下:
Ca-EX2+2Na+(浓盐水)→2Na-EX+Ca2+
Mg-EX2+2Na+(浓盐水)→2Na-EX+Mg2+
如果水处理的过程中没有阳离子的软化,不只是逆渗透膜上会有钙镁体的沉积以致降低功效甚至破坏逆渗透膜,同时病人也容易得到硬水症候群。硬水软化器也会引起细菌繁殖的问题,所以设备上需要有逆冲的功能,一段时间後就要逆冲一次以防止太多杂质吸附其上。另一个值得注意问题的是高血钠症,因为透析用水的软化与再还原过程是*计时器来控制,正常情况还原作用大多发生在半夜,这是*阀门在控制,如果发生故障,大量盐水就会涌进水源,进而造成病人的高血钠症。全自动钠离子交换器采用离子交换原理,去除水中的钙、镁等结垢离子。当含有硬度离子的原水通过交换器内树脂层时,水中的钙、镁离子便与树脂吸附的 钠离子发生置换,树脂吸附了钙、镁离子而钠离子进入水中,这样从交换器内流出的水就是去掉了硬度的软化水。
活性炭是由木头,残木屑,水果核,椰子壳,煤炭或石油底渣等物质在高温下乾馏炭化而成,制成後还需以热空气或水蒸气加以活化。它的主要作用是清除氯与氯氨以及其它分子量在60到300道尔顿的溶解性有机物质。活性炭的表面呈颗粒状,内部是多孔的,孔内有许多约1Onm~lA大小的毛细管,1g的活性炭内部表面积高达700-1400m2,而这些毛细管内表面及颗粒表面就是吸附作用之所在。影响活性炭清除有机物能力的因素有活性炭本身的面积,孔洞大小以及被清除有机物的分子量及其极性(Polarity),它主要*物理的吸附能力来排除杂物,当吸附能力达饱合之後,吸附过多的杂质就会掉落下来污染下游的水质,所以必须定时利用逆冲的方式来清除吸附其上的杂质。
这种活性炭滤器如果吸附能力明显下降,必须更新。测定进水及出水的TOC浓度差(或细菌数量差)是考量更换活性炭的依据之一。有些逆渗透膜对氯的耐受性不佳,所以在逆渗透之前要有活性碳的处理,使氯能够有效的被活性炭吸附,但是活性碳上的孔洞吸附的细菌容易繁殖滋长,同时对於分子较大有机物的清除,活性炭的功效有限,所以必须*逆渗透膜在後面补强。 去离子法的目的是将溶解於水中的无机离子排除,与硬水软化器一样,也是利用离子交换树脂的原理。在这 使用两种树脂-阳离子交换树脂与阴离子交换树脂。阳离子交换树脂利用氢离子(H+)来交换阳离子;而阴离子交换树脂则利用氢氧根离子(OH-)来交换阴离子,氢离子与氢氧根离子互相结合成中性水,其反应方程式如下:
M+x+xH-Re→M-M-Rex+xH+1
A-z+zOH-Re→A-Rez+zOH-1
上式中的的M+x表阳离子,x表电价数,M+x阳离子与阳离子树脂上H-Re的氢离子交换,A-z则表阴离子,z表电价数,A-z与阴离子交换树脂结合後,释放出OH-离子。H+离子与OH-离子结合後即成中性的水。
这些树脂之吸附能力耗尽之後也需要再还原,阳离子交换树脂需要强酸来还原;相反的,阴离子则需要强碱来还原。阳离子交换树脂对各种阳离子的吸附力有所差异,它们的强弱程度及相对关系如下:
Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Ni2+>Cd2+>CU2+>Co2+>Zn2+>Mg2+>Ag1+>Cs1+>K1+>NH41+>Na1+>H1+
阴离子交换树脂与各阴离子的亲合力强度如下:
S02-4+>I->NO3->NO2->Cl->HCO3->OH->F-
如果阴离子交换树脂消耗殆尽而没有还原,则吸附力最弱的氟就会逐渐出现在透析用水中,造成软骨病,骨质疏松症及其它骨病变;如果阳离子交换树脂消耗尽了,氢离子也会出现在透析用水之中,造成水质酸性的增加,所以去离子功能是否有效,需要时常监视。一般是*水质的电阻系数(resistivity)或传导度(conctivity)来判断。去离子法所使用的离子交换树脂同样也会造成细菌的繁殖引起菌血症,这是值得注意的一点。 反渗透法可以有效的清除溶解於水中的无机物,有机物,细菌,热原及其它颗粒等,是透析用水之处理中最重要的一环。要了解反渗透原理之前,要先解释渗透(osmosis)的观念。所谓渗透是指以半透膜隔开两种不同浓度的溶液,其中溶质不能透过半透膜,则浓度较低的一方水分子会通过半透膜到达浓度较高的另一方,直到两侧的浓度相等为止。在还没达到平衡之前,可以在浓度较高的一方逐渐施加压力,则前述之水分子移动状态会暂时停止,此时所需的压力叫作 渗透压 (osmotic pressure),如果施加的力量大於渗透压时,则水份的移动会反方向而行,也就是从高浓度的一侧流向低浓度的一侧,这种现象就叫作反渗透。反渗透的纯化效果可以达到离子的层面,对於单价离子(monovalentions)的排除率(rejectionrate)可达90%-98%,而双价离子(divalent ions)可达95%-99%左右(可以防止分子量大於200道尔敦的物质通过)。
反渗透水处理常用的半透膜材质有纤维质膜(cellulosic),芳香族聚酝胺类(aromatic polyamides),polyimide或polyfuranes等,至於它的结构形状有螺旋型(spiral wound),空心纤维型(hollow fiber)及管状型(tubular)等。至於这些材质中纤维素膜的优点是耐氯性高,但在碱性的条件下(pH ≥8.0)或细菌存在的状况下,使用寿命会缩短。polyamide的缺点是对氯及氯氨之耐受性差。
如果反渗透前没有作好前置处理则渗透膜上容易有污物堆积,例如钙,镁,铁等离子,造成反渗透功能的下降;有些膜(如polyamide)容易被氯与氯氨所破坏,因此在反渗透膜之前要有活性碳及软化器等前置处理。反渗透虽然价钱较高,因为一般反渗透膜的孔径约在l0A以下,它可以排除细菌,病毒及热原甚至各种溶解性离子等,所以在准备血液透析析释用水最好准备这一道步骤。
反渗透系统的调试工作显得尤为重要。我们可以从以下几个方面来掌握: 运行条件 运行前准备 试车运行 分离流程
反渗透膜分离工艺设计中常见的流程有如下几种:
①一级一段法这种方式是料液进入膜组件后,浓缩液和产水被连续引出,这种方式水的回收率不高,工业应用较少。另一种形式是一级一段循环式工艺,它是将浓水一部分返回料液槽,这样浓溶液的浓度不断提高,因此产水量大,但产水水质下降。
②一级多段法当用反渗透作为浓缩过程时,一次浓缩达不到要求时,可以采用这种多步式方式,这种方式浓缩液体体积可减少而浓度提高,产水量相应加大。
③两级一段法当海水除盐率要求把NaCl从35000 mg/L降至500mg/L时,则要求除盐率高达98.6%如一级达不到时,可分为两步进行。即第一步先除去NaCl 90%,而第二步再从第一步出水中去除NaCl 89%,即可达到要求。如果膜的除盐率低,而水的渗透性又高时,采用两步法比较经济,同时在低压低浓度下运行时,可提高膜的使用寿命。
④多级反渗透流程在此流程中,将第一级浓缩液作为第二级的供料液,而第二级浓缩液再作为下一级的供料液,此时由于各级透过水都向体外直接排出,所以随着级数增加水的回收率上升,浓缩液体体积减少浓度上升。为了保证液体的一定流速,同时控制浓差极化,膜组件数目应逐渐减少。 它的杀菌机理是破坏细菌核酸的生命遗传物质,使其无法繁殖,其中最重大的反应是核酸分子内的pyrimidine盐基变成双合体(dimer)。一般是使用低压水银放电灯(杀菌灯)的人工253.7nm波长的紫外线能量。紫外线杀菌灯的原理与日光灯相同,只是灯管内部不涂萤光物质,灯管的材质是采用紫外线穿透率高的石英玻璃。一般紫外线装置依用途分照射型,浸泡型及流水型。
在血液透析稀释用水所使用的紫外线是安放在储水槽到透析机器之间的管路上,也就是所有的透析用水在使用之前都要接受一次紫外线的照射,以达到彻底杀菌的效果。对紫外线的感受性最大的是绿脓菌、大肠菌;相反的,耐受性较大的则是枯草菌芽胞体。因为紫外线消毒法安全,经济,对菌种的选择性少,水质也不会改变,所以已广泛使用这种方法,例如船上的饮用水就常使用这种消毒法。水中的依哥拉菌、巴斯拉菌、沙门氏菌等等全杀光,能潜入水中心360度杀菌,功效等于水面杀菌灯的三倍。能消除水中禄藻,效果显著,使用方便,紫外线杀菌灯适用于:各种大小渔场过滤,水处理,大小型水池,游泳场、温泉。杀菌效率可达99%-99.99%。
紫外线水处理技术--杀菌
紫外线杀菌主要是利用254纳米波长的紫外线光。此波长的紫外线光,即使是在微量的紫外线投射剂量下,也可以破坏一个细胞的生命核心——DNA,因此阻止细胞再生,丧失再生能力使细菌变得无害,从而达到灭菌的效果。象所有其它紫外线应用技术一样,这种系统的规模取决于紫外线的强度(照射器的强度和功率)和接触时间(水、液体、或空气暴露在紫外线下的时间长短)。
紫外线水处理技术--消除臭氧
在工业生产中,臭氧常被用于消毒和净化水体。但是,由于臭氧有极强的氧化能力,水中剩余的臭氧如果不被去除会有可能对下一流程有所影响,因此,通常臭氧处理过的水在进入主要的工艺流程之前必须将水中剩余臭氧去除掉。254纳米波长的紫外线对于破坏剩余臭氧非常有效,它可以把臭氧分解成氧气。尽管不同的系统所需要的规模不同,但通常来讲,一个典型的臭氧消除系统所需的紫外线放射量是一个传统的灭菌消毒系统的三倍左右。
紫外线水处理技术--降低总有机碳量
在很多高技术和实验室装置中,有机物会妨碍高纯度水的生产。有很多方法可以把有机物从水中清除掉,较常用的方法包括使用活性炭和反渗透。波长较短的紫外线(185纳米)也可以有效地降低总有机碳量。波长较短的紫外线具有更多的能量,因此能够分解有机物。紫外线氧化有机的反应过程虽然非常复杂,紫外线水处理技术其主要原理是通过产生氧化能力很强的自由氢氧,将有机物氧化成水和二氧化碳。和臭氧清除系统一样,这种降解有机碳的紫外线系统的紫外线放射量是传统消毒系统的三到四倍。
紫外线水处理技术--降解余氯在市政水处理和供水系统, 加氯消毒是非常必要的。但在工业生产过程中,为了避免对产品产生不良影响,去除水中的余氯却经常是必要的前处理。消除余氯的基该方法有活性炭床和化学处理。活性碳水处理的缺点在于它需要不断再生,而且经常遇到细菌滋生的问题。185纳米和254纳米波长的紫外线都被证实可以有效地破坏余氯和氯氨的化学键。虽然需要巨大的紫外线能量才能发挥作用,但紫外线水处理技术的优点在于此方法不需向水中添加任何药物,不需要储存化学物质,容易维修,而且同时还有杀菌和去除有机物的作用。
特点:
1、脉冲紫外杀菌方式,宽光谱能量强,杜绝微生物的光复活现象
2、采用全不锈钢外壳,使用寿命长
3、灯管可采用手动清洗或自动机械清洗方式
4、全自动控制系统,智能化操作 波长从 200 到 300nm 的紫外线有杀菌作用。 UVC 辐射有很强的杀菌力。它被 DNA 吸收并对其结构进行破坏,从而去除活细胞的活性。微生物如病毒,细菌,酵母菌,真菌被紫外灯在几秒钟之内变得无害。只要辐射强度足够高,紫外线杀菌是一种可靠和环保的方法,因为无需任何化学添加剂。此外,微生物无法对紫外线产生抗体。
在用紫外线杀菌时,可以使用发射波长为 254 nm 的单色谱低压汞灯 ,或是发射宽带光谱覆盖从 200 到 300 nm 的整个范围的中压汞灯,也可以使用只发射波长为 222 nm 的准分子灯。
世纪源紫外灯进行水处理的优点:
对味道和气味没有影响;
无需添加化学物质;
无环境污染;
辐射时间短;
对耐氯的病原体有效;
操作简便;
工艺的维护需求小;
运行成本极低。 生物化学水处理方法利用自然界存生的各种细菌微生物,将废水中有机物分解转化成无害物质,使废水得以净化。生物化学水处理方法可以分活性污泥法、生物膜法、生物氧化塔、土地处理系统、厌氧生物水处理方法。
生物化学水处理法的流程:
原水→格栅→调节池→接触氧化池→沉淀地→过滤→消毒→出水。
1、活性污泥水处理方法
(1)纯氧曝气法。最早是在1968 年由美国建成第一个纯氧曝气的污水处理厂。由于制造氧气的成本不断下降, 纯氧曝气法得到广泛应用。
(2)深水曝气法。增加曝气池的深度可以增加池水的压力, 从而使水中氧的溶解度提高, 氧的溶解速度也相 应增快, 因此, 深水曝气池水中的溶解氧要比普通曝气 池的高, 一般是将池深由原来的4 m 增加到10 m 左右。
(3)射流曝气法。污水和污泥组成的混合液通过射流器, 由于高速射流而产生负压, 从而有大量的空气吸入,空气与混合液进行充分接触, 提高了污水的吸氧率, 从而使处理的污水效率得到提高。
(4)投加化学混凝剂及活性炭法。在活性污泥法的曝气池中投加化学混凝剂及活性炭, 这样相当于在进行生化处理的同时进行物化处理。活性炭又可作为微生物的载体并有协助固体沉降的作用, BOD 及COD 的去除率提高, 使水质净化。(5)生物接触氧化法。这是兼有活性污泥法和生物过滤法特点的一种新型污水处理方法, 以接触氧化池代替一般的曝气池, 以接触沉淀池代替常用的沉淀池。
(6)管道化曝气。此法是使污水在压力管道内进行活性污泥曝气, 同时进行较长距离的输送。由于设备少,投资费用和操作费用均可降低。
曝气:即排流式曝气,使用曝气风机将压缩空气不断地鼓入废水中,保证水中有一定的溶解氧,以维持微生物的生命活动,分解水中有机物,以达到水处理的净化效果。
2、生物膜水处理方法
(1)生物滤池:使废水流过生长在滤料表面的生物膜,通过两面间的物质交换及生化作用,使废水中有机物降解,达到水处理的净化目的。
(2)生物转盘:由固定在一横轴上的若干间距很近的圆盘组成,不断旋转的圆盘面上生长一层生物膜,以达到水处理净化效果。 生物接触氧化:供微生物栖附的填料全部浸于废水中,并采用机械设备向废水中充入空气,使废水中有机物降解,以净化废水。 3、土地处理系统 (1)土地渗滤:利用土壤膜中的微生物和植物根系对污染物的净化能力来进行生活污水处理,同时利用污水中的水、肥来促进农作物、牧草、树木生长。
(2)污水灌溉:这种水处理方法主要目的为灌溉,以充分利用净化后的污水。
4、厌氧生物水处理方法:利用厌氧微生物分解污水中有机物,达到水处理净化目的,同时产生甲烷气、CO2等气体。 如果所取水样内混有较多的微粒杂质,则在四氯化碳萃取后,水和有机溶剂分层处不会出现明显的分液层,但仍可用干的滤纸过滤,因为干滤纸会很快吸干混杂层中的水珠,而使四氯化碳通过滤纸时并不影响测试结果。四氯化碳蒸汽对人体有毒害,在操作时应尽量避免吸入,蒸发烘干时必须在通风橱内进行。

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