水处理基础技术资料.doc

大自然的水分很多种，按水源可以分为地表水、地下水、城市污水回用水、海水、其他水等，地表水水质不稳定，泥沙含量大；地下水由于经过了地质层的过滤，其几乎不含泥沙，但是由于在过滤过程中融入了大量矿物元素，使得其水体内硬度很高；城市污水回用水由于是经过处理的，视处理工艺的实际情况确定水质；海水含盐量大，腐蚀性强；有些企业根据本身的特定条件使用上述各种水以外的水做为取水水源称为其他水。按用途可把工业用水分为以下几种：一、工业用循环水：循环水一般是作为一种冷却剂存在，其作用是冷却需要冷却的介质，通常情况下是与需冷却的介质通过换热器隔离的，但是由于循环水一般用水量大，所以采用处理过的高品质水就显得很不合适，所以一般的工业用循环水都是采用的经过初步简单处理的地表水或者地下水，而这又产生了一系列需要处理的问题：1、由于水中含有很高的硬度物质和SiO2，在换热器内壁很容易产生水垢且不易清理，2、水中含有很多可腐蚀性物质，很容易导致循环水系统内水管腐蚀，也会在形成水垢的下面形成垢下腐蚀及点蚀，3、由于水中含有很多营养物质，直接导致水体内藻类及细菌滋生严重，很容易形成污泥状污垢，导致循环水管堵塞。针对以上情况，研究人员研制了缓蚀阻垢剂以及杀菌灭藻剂，以应对以上可能发生的情况。同时由于杀菌灭藻剂一般是冲击式加入，所以有些循环水用量很大的企业还会在加入杀菌灭藻剂的同时采用夜间定投ClO2以控制整个循环水系统藻类和细菌的增长速度。同时对已经形成的水垢可以采用酸洗的方法去除，但是为了防止酸洗的时候对设备造成影响，可以加入酸洗缓蚀剂对酸洗过程中酸对设备的腐蚀加以抑制。酸洗完成后还需要对设备进行防腐处理，一般是加入预膜钝化剂处理。二、工业用清水处理：有一些厂用水对水质有特别要求，如电厂、饮用水生产厂、酒类生产厂等，这类生产厂对用水水质有严格的标准，如电厂根据锅炉压力的不同对水质要求不同。一般现阶段的清水处理方法比较成熟的有以下几种：1、离子交换法：其原理是利用离子交换树脂对水中的无机盐离子进行吸附交换，通常是按如下模式运行：进水阳床阴床混床储水容器。此法制备的水称为除盐水。2、RO+混床法：其原理是利用RO(反渗透膜组件)对水进行一级处理然后通过混床二级处理之后出水，这种方法制备的除盐水比离子交换法制备的水质更优，不过出力小投资高是其一缺陷。同时还有一个缺陷就是在使用时间长了之后也会有水垢在RO膜上形成，研究人员研制了反渗透阻垢剂，其作用为：a、络和增溶作用：反渗透阻垢剂溶于水后发生电离，生成带负电性的分子链，它与Ca2+形成可溶于水的络合物或螯合物，从而使无机盐溶解度增加，起到阻垢作用；b、晶格畸变作用：由反渗透阻垢剂分子中的部分官能团在无机盐晶核或微晶上，占据了一定位置，阻碍和破坏了无机盐晶体的正常生长,减慢了晶体的增长速率，从而减少了盐垢的形成；c、静电斥力作用：反渗透阻垢剂溶于水后吸附在无机盐的微晶上，使微粒间斥力增加,阻碍它们的聚结,使它们处于良好的分散状态,从而防止或减少垢物的形成。3、闪蒸法：这种技术在我国乃至世界都已经很少有了，主要应用领域在电厂，其原理是利用过热蒸汽的高温加热来水，使其变为蒸汽，如此循环35次，但是由于制备出来的除盐水（即高纯度蒸馏水）效果不是很好，目前基本已经被淘汰。三、污水处理：污水处理分为两个部分：1、是无机污水处理，其中含有的污染物大部分是SS(固体颗粒物)、胶体颗粒以及可被混凝剂转化为胶体颗粒的物质，基本不含有机物。此类废水处理方式比较简单，一般是根据水质往水中投放混凝剂以及絮凝剂，然后通过快速沉淀池对污水实现污染物和水的分离。污染物通过压滤机压实之后外排，清水通过曝气以及加入酸碱调整COD和调整PH值等手段使其达到外排标准外排。2、是有机污水处理，其中含有的污染物有大量的有机物，BOD含量很高，也有可能还有一定量的COD物质，此类水目前的处理方法很多：(1)生物处理技术生物处理技术是一般有机废水处理系统中最重要的过程之一，是利用微生物，主要是细菌的代谢作用，氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物，并使其转化为无害的稳定物质从而使水得到净化的技术。在现代的生物技术处理过程中，主要有好氧生物氧化、兼氧生物降解及厌氧消化降解被广泛应用，生物处理技术由于经济可行、无二次污染等特点，已越来越引起重视。以下就固定化微生物技术及厌氧消化技术的应用作一简介。固定化微生物技术是利用优势菌种对特定底物的高浓度有机物废水，特别是制药行业难降解有机物废水等进行处理技术。其机理是将微生物固定在载体上培养特异菌种，使其高度密集并保持其生物功能，用于高浓度的有机废水的定向处理。其中，适合于处理高浓度有机废水的优势菌种固化剂应具备以下特征：对微生物的固定具有良好的耐久性；具有良好的渗透性，且不被高浓度有机物或溶解氧溶解；具有一定的强度。固定化微生物技术在原有的生物膜法的基础上引进了细胞固定化技术，进一步提高了生物处理构筑物中高效生物量的浓度，可以大大提高反应速率和处理效能，降低基建投资费用，该技术已引起学术界的关注。如选择假单细胞菌属对阿苯哒唑、朴尔敏和布洛芬的高浓度有机废水降解具有定向性，在原投料曝气池中，投加活性炭，待活性炭吸附优势菌饱和固定后，再对高浓度有机废水进行降解，大大减轻活性污泥处理高浓度有机废水的负荷，废水可达标排放。厌氧消化技术是指有机物在厌氧条件下消化降解。与传统的好氧处理技术相比，后者因有机物浓度过高而导致水中缺氧过程难于进行，同时好氧处理也无能量回收，但厌氧消化处理技术有以下优点：不需曝气所需能量；甲烷是一种产物，一种有用的终产物；剩余污泥产生量少；产生的生物污泥易于脱水；活性厌氧污泥能保存几个月；能在较高的负荷下运行。该技术可处理在造纸、皮革及食品等行业排出的含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白质、纤维素等高浓度有机废水，已取得较好的效果。(2)化学处理技术化学处理技术是应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质，使废水得到净化的方法，其单元操作过程有中和、沉淀、氧化和还原等。以下就焚烧法处理高浓度有机废水作一简介。焚烧法是将含有高浓度有机物的废水在高温下进行氧化分解的技术，其中的有机物生成水、二氧化碳、碳酸盐等直接排放或作为副产品，COD的去除率可达9999。高浓度有机物的废水焚烧装置主要有三种，回转窑焚烧炉、液体喷射炉和流化床焚烧炉。前两者通常以油和燃气为辅助燃料，运行费用高，且局部温度较高，可达14001650，易产生较多的NOx，造成环境污染。流化床焚烧炉采用低温燃烧技术，温度可控制在800900，NOx排出较少，且燃烧效率高，目前在国外有广泛的应用，国内属起步阶段。流化床焚烧炉技术可处理较多化工废水，如处理尼龙生产过程中的含盐废水，在能源利用、尾气中的NOx浓度控制、副产物利用等方面均能取得较好的效果。另外催化湿式氧化法处理高浓度有机废水是近年来开发的新技术，废水经过净化后可达到饮用水标准，而且不产生污泥，还可同时脱色、除臭及杀菌消毒。这一技术在20世纪90年代达到工业化水平。(3)物理化学处理技术物理化学处理技术是指废水中的污染物在处理过程中通过相转移的变化而达到去除目的的处理技术，常用的单元操作有萃取、吸附、膜技术、离子交换等。以下就萃取法处理高浓度有机废水作一简介。萃取是利用污染物质在水中或与水不互溶的溶剂中有不同的溶解度进行分离，通常称为物理萃取；但若溶剂和废水中的某些组分形成络合物而进行分离，常称为化学萃取或络合萃取。萃取法处理高浓度有机废水，不仅具有设备投资少、操作简便等优点，而且主要污染物能有效回收利用，络合萃取对于极性有机物的分离具有高效性和选择性。络合萃取主要是基于可逆络合反应的极性有机物萃取分离方法，其关键是选择具有相应官能团的络合剂、选定合适的稀释剂及选择既经济又高效的萃取溶剂再生的方法。如采用类似于醋酸丁酯、苯等的新型络合剂QH处理高浓度含酚废水，酚含量达到国家排放标准，且络合剂性能优良，便于循环使用。另外，物理萃取技术在高浓度有机废水处理中有着广泛的应用，特别是脉冲萃取的应用，使得物理萃取技术的萃取效果大大提高，如巨化集团公司锦纶厂的排放废水，采用自主设计的600、有效筛板高度6m（塔总高142m）的脉冲筛板塔。该塔可使锦纶厂废水中己内酰胺的平均浓度从635降到085，COD下降5万左右。(4)物理处理技术物理处理技术是指应用物理作用改变废水成分的处理方法，如沉降、过滤、均化、气浮等单元操作，已成为废水处理流程的基础，目前已较为成熟。四、锅炉水处理：锅炉水是比较优质的水，但是在锅炉水中也会有腐蚀、结垢。1、金属腐蚀的分类：按腐蚀原理：化学腐蚀、电化学腐蚀；按形态：均匀腐蚀、局部腐蚀； 金属腐蚀比较直观实用的分类方法是根据金属腐蚀破坏形态来分类：（1）全面腐蚀；（2）电偶腐蚀；（3）孔蚀；（4）缝隙腐蚀； （5）选择性腐蚀；（6）晶间腐蚀；（7）磨损腐蚀；（8）应力腐蚀破裂；（9）腐蚀疲劳；（10）