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反渗透水处理原理:
反渗透水处理是一种借助于选择透过(半透过)性膜的工力能以压力专为推动力的膜分离技属术,当系统中所加的压力大于进水溶液渗透压时,水分子不断地透过膜,经过产水流道流入中心管,然后在一端流出水中的杂质,如离子、有机物、细菌、病毒等,被截留在膜的进水侧,然后在浓水出水端流出,从而达到分离净化目的。
在进水(浓溶液)侧施加操作压力以克服自然渗透压,当高于自然渗透压的操作压力离加于浓溶液侧时水分子自然渗透的流动方向就会逆转,进水(浓溶液)中的水分子部份通过反渗透膜成为稀溶液侧的净化产水;反渗透设备能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的有机物,但允许水分子透过,反渗透复合膜脱盐率一般大于98%,它们广泛用于工业纯水及电子超纯水制备,饮用纯净水生产,锅炉给水等过程,在离子交换前使用反渗透设备可大幅度降底操作用水和废水的排放量。
反渗透水处理原理图如下:
❸ 自来水厂的水处理工艺流程(详细)
1、自来水是如何生产的?
众所周知,由于自然因素和人为因素,原水里含有各种各样的杂质。从给水处理角度考虑,这些杂质可分为悬浮物、胶体、溶解物三大类。城市水厂净水处理的目的就是去除原水中这些会给人类健康和工业生产带来危害的悬浮物质、胶体物质、细菌及其他有害成分,使净化后的水能满足生活饮用及工业生产的需要。市自来水总公司水厂采用常规水处理工艺,它包括混合、反应、沉淀、过滤及消毒几个过程。
(1)混凝反应处理
原水经取水泵房提升后,首先经过混凝工艺处理,即:
原水 + 水处理剂 → 混合 → 反应 → 矾花水
自药剂与水均匀混合起直到大颗粒絮凝体形成为止,整个称混凝过程。常用的水处理剂有聚合氯化铝、硫酸铝、三氯化铁等。汕头市使用的是碱式氯化铝。根据铝元素的化学性质可知,投入药剂后水中存在电离出来的铝离子,它与水分子存在以下的可逆反应:
Al3+ + 3H2O ←→ Al(OH)3 + 3H+
氢氧化铝具有吸附作用,可把水中不易沉淀的胶粒及微小悬浮物脱稳、相互聚结,再被吸附架桥,从而形成较大的絮粒,以利于从水中分离、沉降下来。
混合过程要求在加药后迅速完成。混合的目的是通过水力、机械的剧烈搅拌,使药剂迅速均匀地散于水中。
经混凝反应处理过的水通过道管流入沉淀池,进入净水第二阶段。
(2)沉淀处理
混凝阶段形成的絮状体依靠重力作用从水中分离出来的过程称为沉淀,这个过程在沉淀池中进行。水流入沉淀区后,沿水区整个截面进行分配,进入沉淀区,然后缓慢地流向出口区。水中的颗粒沉于池底,污泥不断堆积并浓缩,定期排出池外。
(3)过滤处理
过滤一般是指以石英砂等有空隙的粒状滤料层通过黏附作用截留水中悬浮颗粒,从而进一步除去水中细小悬浮杂质、有机物、细菌、病毒等,使水澄清的过程。
(4)滤后消毒处理
水经过滤后,浊度进一步降低,同时亦使残留细菌、病毒等失去浑浊物保护或依附,为滤后消毒创造良好条件。消毒并非把微生物全部消灭,只要求消灭致病微生物。虽然水经混凝、沉淀和过滤,可以除去大多数细菌和病毒,但消毒则起了保证饮用达到饮用水细菌学指标的作用,同时它使城市水管末梢保持一定余氯量,以控制细菌繁殖且预防污染。消毒的加氯量(液氯)在1.0-2.5g/m3之间。主要是通过氯与水反应生成的次氯酸在细菌内部起氧化作用,破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。消毒后的水由清水池经送水泵房提升达到一定的水压,在通过输、配水管网送给千家万户。
2、自来水是否含有有害人体健康的物质?
由以上自来水的生产过程,可见河水中原有的种种悬浮颗粒及胶体物质已在混凝过程中分离。而原水中的致病微生物也已在滤后消毒处理过程中被消灭。因此,在自来水生产过程中已把原水含有的有害人体健康物质去除掉。
那么,生产过程中所加入的药剂呢?在去除水中原有杂质的过程中不免地加入了新的杂质。这些新的杂质是否会危害到我们的健康呢?
在混凝过程中所加入的水处理剂,一般情况下都与原水的悬浮颗粒及胶体一起沉淀开来,从而不影响水出厂时的质量。那么,就只剩下氯气了。氯气消毒法是生产自来水的最后一个环节。往水里加氯气经反应后即可把水输送到市民家庭使用。如此,氯气是否会危害到我们的健康呢?
以下我们来重点研究氯气。
氯气(Cl2)是一种黄绿色有刺激性气味的气体,能溶于水,常温下1体积水能溶解2体积氯气。在相同条件下,氯气比同体积的空气重,标准状况下,它的密度3.214g/L。氯气容易液化,当压强为101.3kPa,冷却到-34.6℃,气态的氯就变成黄色油状的液态氯。液态氯继续冷却到-101℃,就变成了固态氯。氯气是一种有毒物质,对人体有强烈的刺激性,吸入少量氯气会刺激鼻腔和喉头粘膜,并引起胸痛和咳嗽;吸入较多氯气会窒息致死。
把氯气加入水中,会发生以下反应:
Cl2 + H2O = HCl + HClO
因为消毒过程中氯气用量很小(一般在1L水中仅通入约0.005g氯气),可以说只要出厂的自来水符合正常的国家标准,在自来水中的投入的氯气会完全与水反应生成其他物质,故可认为出厂的水中不含Cl2。上文所谓的"使城市水管末梢保持一定余氯量",实际上应是指氯元素,而不是氯气。
然而,虽然氯气已完全反应,却有其他物质生成。我们先来看次氯酸。次氯酸(HClO)具有强氧化性,因此具有很强的杀菌消毒能力,是常用的消毒剂。次氯酸是一种弱酸,很不稳定,在光照条件下易发生以下反应:
2HClO = 2HCl + O2↑
如此,水中有可能含有的杂质就只剩HCl了。
氯化氢(HCl)是无色而有刺激性气味的气体,它的密度比空气大,约为空气的1.26倍。氯化氢极易溶于水(0℃时,1体积水大约能溶解500体积的氯化氢)。氯化氢的水溶液叫氢氯酸,俗称盐酸,是一种强酸,具有强的氧化性及腐蚀性。
由以上的方程式,根据氯原子守恒,可知一定物质的量的氯气与水反应后最终生成的氯化氢的物质的量是原来氯气的两倍。由于在生产水的过程中使用的氯气的量很少,产生的氯化氢的量自然微乎其微。根据生理卫生常识,我们知道人体的胃液含有少量盐酸,故可认为微量的氯化氢并不影响人体健康,几乎可以忽略不计。此外,氯化氢是易挥发气体,基于这一性质可推知煮沸了的水几乎不含氯化氢。
由此,我们可以得出这样的结论:生产过程符合国家标准的自来水是不会危害人体健康的。
最后,我们就“饮用水对人体健康的影响”这一问题进行了社会调查问卷。通过调查报告,我们发现 14.3%的人家中饮用纯净水,49%的人饮用自来水,36.7%的人家中饮用井水。在饮用纯净水的人中:约36.7%的人认为纯净水对人体无害,较喜欢饮用;22.4%的人认为饮用纯净水对人体有害,并不喜欢饮用;此外,还有约40.9%的人对饮用纯净水是否有害不太清楚,因大部分人都在饮用,也就跟着饮用。大部分人不饮用自来水是因为目前严重的水污染状况,表示若自然经济条件允许,愿意喝天然的河湖水或矿泉水。多数人选择饮用何种纯净水大都从品质、价钱等方面综合考虑。
进水泵-蓄水池-澄清池-过滤池-加药池-过滤池-澄清池-出水泵
首先从泵房将水打到水池,经初滤,再加水沉淀剂聚合、过滤得到清水,加氯气消毒(小水厂加二氧化氯),将水储入清水池备用,再经高压泵压出供水。
自来水厂工艺流程图
❹ 游泳池水处理的循环过滤方式
一.游泳池应该采用的循环过滤的形式
游泳池水中的杂质主要是游泳者带进来的脏污、细菌、化妆品以及人体分泌的油脂和汗液,还有外界带进池内的杂物、灰尘、树叶以及池内滋生的菌类和藻类。这些杂质大多不溶于水,由于其比重的不同有的漂浮到水面、有的混合在水中、有的沉淀到水底。杂质上浮和下沉是有个过程和时间间隔的,上浮和下沉的快慢受比重的影响外,还受水流的影响。
如果在水面和水底都安装了循环过滤的回水系统并让水面回水系统可以把水中比重小于1kg/l和等于1kg/l的杂质吸入循环过滤系统,同时,水底的回水系统可以把水中比重大于1kg/l和等于1kg/l的杂质吸入循环过滤系统。这样以来,只需同时处理水面和水底的杂质。
如果池水在水面没有回水系统来进行循环流动,那么池面就是死水区;如果池水在池底没有循环流动过滤,那么池底就是死水区。处理后的池水进池给水时,要求布水均匀,无死区,无短流。
二.池面回水系统的结构和设施:撇沫器或溢水槽;池底回水系统的结构和设施:底排
1.撇沫器加底排、溢水槽加底排的回水方式
撇沫器用于中小游泳池,一般当游泳池的池水面积≦350㎡时采用撇沫器,没25㎡—50㎡的水面积使用一个撇沫器,且一个游泳池不应小于2个撇沫器,室外池安装在游泳季节的下风头(北面的壁池),50%到70%的水流可通过撇沫器处理,不同污染情况可以做特殊处理,0—100%经过撇沫器处理的特殊情况时有发生。撇沫器处理比重小于1kg/l和等于1kg/l的杂质,同时用底排处理比重大于1kg/l和等于1kg/l的杂质,这样的循环方式处理了不同比重的污染物时才是科学的。
溢水槽用于中大游泳池的物理处理,必须配均衡(平衡)水箱,70%—100%的水流可通过溢水槽处理,可以池边四周溢水也可以泳池两个长边溢水,底排也参与循环过滤。溢水槽的作用同撇沫器,处理比重小于1kg/l和等于1kg/l的杂质,同时用底排处理比重大于1kg/l和等于1kg/l的杂质,这样的循环方式处理了不同比重的污染物,它也是科学的。
说明:均衡水箱不是建造和安装在机房里,而是用混凝土建造在游泳池旁边,对它可以方便地进行吸污和投药处理。在静止状态时,游泳池池水表面和均衡水箱的水面在同一个低于地面的水平面,系统工作后,循环水泵从均衡水箱吸水,经过循环、过滤、加热、消毒系统后,给游泳池补水,均衡水箱水面降低,同时游泳池水面升高,形成了水位落差,这样就可以通过溢水槽回水,把比重小于1kg/l和等于1kg/l的杂质流动,此时可以让底排同时工作,把比重大于1kg/l和等于1kg/l的杂质流动。需要说明的是,如果从池底给水,产生的所谓“短流”现象可以忽略,因为从给水口进入游泳池的水,进池后就即刻与没有处理的池水混合,带有脏水的混合水的水流回到底排就不能称作“短流”。
三.游泳池给水方式和其他循环方式
1.两种给水方法:池壁水平给水和池底垂直给水
游泳池的给水方式有两种:池壁水平给水和池底垂直给水,且两者给水方式独立使用。池壁水平给水,施工、安装和运行都很方便,它是一种最常用的给水方式,但是它的缺点是热量分布和化学投加不均匀;池底垂直给水最大的优点就是热量分布和化学投加比较均匀,但是它施工、安装较难。
2.游泳池科学循环方式
给水方式有池底垂直给水和池壁水平给水两种;回水方式也是两种:撇沫器加底排回水、溢水槽加底排的回水方式。把2×2的给水和回水方式排列组合,就可得出4种循环方式,这些循环方式在国外都在使用,它们是:a.最佳循环方式:①池底垂直给水,溢水槽加底排回水系统。b.最常用循环方式:②池壁水平给水,撇沫器加底排回水系统。c.可用的循环方式:③池底垂直给水,撇沫器加底排回水系统。④池壁水平给水,溢水槽加底排回水系统。
结论:科学的循环方式是要保证不同比重的所有污染物在循环过滤系统中通过循环而流动,再进行拦截、分层和去除。如果泳池的水面没有循环流动,水面就是死水区;如果池底没有循环流动,池底就是死水区。水面死水区和池底死水区这两种情况发生在我们的顺流式循环方式、逆流式循环方式上,这在国外是要避免的情况。
在游泳池循环过滤系统中,平衡水箱、均衡水箱、过滤介质、管阀内壁的生物膜是我国游泳池水处理没有注意的重要环节,要用物理处理和化学处理进行处理。我国传统的顺流式循环方式、逆流式循环方式和混流式循环方式都没有考虑这种生物膜的处理,而这三种循环方式在结构和建造上都不同程度上影响和妨碍了对平衡水箱或均衡水箱的处理。
在国外的游泳池工程实践中,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时才采用平衡(均衡)水箱,可以对它方便的进行物理处理(如吸污)和化学处理(投加消毒剂、絮凝剂和进行化学冲击处理)。