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文档简介
1、目前常用的水处理方法有:(一)沉淀物过滤法、(二)硬水软化法、(三)活性炭吸附法、(四)去离子法、(五)逆渗透法、(六)超过滤法、(七)蒸馏法、(八)紫外线消毒法等,现在将这些处理法之原理 及功能在此一一说明。一、沉淀物过滤法(sedime nt filtrati on)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干净。这些颗粒物质如果没有清除,会对后继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
2、滤器,砂状滤器(如石英砂等)或膜状滤器等。只要颗粒大小大于这些孔洞之大小,就会被阻挡。对于溶解于水 中的离子,就无法阻拦。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岀水压差来判断滤器被阻塞的程度。因此滤器要定时反冲以排除堆积其上的杂质,同时也要在固定时间内更换滤料。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,这些物质里面或许有细菌在此繁殖, 并释放毒性物质通过滤器,造成热源反应,所以要定期更换滤材。二、硬水软化法(water softeners)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
3、钠离子来交换硬水中的钙与镁离子,靠此来降低水源中钙镁离子的浓度。现在市面上出售的离子交换树脂为球状的合成有 机物高分子电解质。树脂基质内藏氯化钠,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%。硬水软化器也会引起细菌繁殖的问题,所以设备上需要有反冲的功能,一段时间后就要逆冲一次以防止太多杂质吸附其上。在小型的软化水处理系统,若原水硬度不高通常采用离子交换法,在大型的供水系统如市政供水系统或大型工业用水系统通常采用化学处理方法和加定量加药处理方法对源水进行软化三、活
4、性碳 (activated carb on filtrati on)活性碳是由木 头,残木屑,水果核,椰子壳,煤炭或石油底渣等物质在高温下干馏炭化而成, 制成后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。活性碳的表面呈颗粒状, 内部是多孔的,孔内有许多约10nmlA大小的毛细管,1g的活性碳内部表面积高达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。影响活性碳清除有机物能力的因素有活性碳本身的面积,孔洞大小以及被清除有机物的分子量及其极性(Polarity),它主要靠物理的吸附能力来排除杂物,当吸附能力达饱
5、合之后,吸附过多的杂质就会掉落下来污染下游的水质,所以必须定时利用反冲的方式来清除未被吸附但沉积其上的杂质。这种活性碳滤器如果吸附能力明显下降,必须更新。测定进水及岀水的TOC浓度差(或细菌数量差)是考量更换活性碳的依据之一。有些反渗透膜对余氯的耐受性不佳,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,同时对于分子较大有机物的清除,活性碳的功效有限,所以必须靠反渗透膜在后面补强。四、离子交换去离子法(Deio ni zati on)离子交换法的目的是将溶解于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。在这里使用两
6、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(0H-)来交换阴离子,氢离子与氢氧根离子互相结合成中性水,。这些树脂之吸附能力耗尽之后也需要再还原,阳离子交换树脂需要强酸来还原;如果阳离子交换树脂消耗尽了,氢离子也会岀现在透析用水之中,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。一般是靠水质的电导率值来判断五、反渗透法(reverse osmosis)反渗透法可以 有效的清除溶解于水中的无机物,有机物,细菌,热原及其它颗粒等,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
7、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,如果施加的力量大于渗透压时,则水份的移动会反方向而行,也就是从高浓度的一 例流向低浓度的一方,这种现象就叫作反渗透“。反渗 透的纯化效果可以达到离子级,对于单价离子的排除率可达 90%-98%,而双价 离子可达95%-99%左右(可以防止分子量大于200道尔顿的物质通过)。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) , polyimid
8、e 或 polyfuranes 等,至于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。至于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三8.0)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。至于采用那一种材质较好,则目前还没有定论。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,造成逆渗透功能的下降;有些膜复合膜被氯与氯氨所破坏,因此在反渗透膜之前要有活性碳及软化器等前置处理。逆渗透虽然 价钱较高,因为一般反渗透膜的孔径约在lOA以下,它可以
9、排除细菌,病毒及 热原甚至各种溶解性离子等。六、电渗析法(ED)电渗析是一种膜分离技术,它在外加直流电场作用下,利用阴离子交换膜(简称阴膜,它只允许阴离子通过而阻挡阳离子)和阳离子交换膜(简称阳膜,它只允许阳离子透过而阻挡阴离子) 的选择透过性,使一部分离子透过离子交换膜迁移到另一部分水中去,从而使一部分水纯化,另一部分水浓缩。其工作原理如下图所示在两电极间交替地平行放置着若干阴离子膜和阳离子膜,在两膜所形成的隔离室中充入含离子的水溶液(如Na+Cl-溶液),接上电源后,溶液中带正电荷的阳离子在电场作用下向阴极方向运动,这些离子很容易穿过带负电荷的阳离子交换膜,但去被带正电荷的阴离子电荷的阴离
10、子交换膜所阻挡。同样,溶液中带负电荷的阴离子在电场的作用下向阳极运行,并通过带正电荷的阴离子交换膜,而被阳离子交换膜挡住,这种与膜所带电荷相反的离子穿过膜的现象称之为反离子迁移,由于离子选择渗透性,被迁移的离子不可能到达相应的电极上,而是聚集在相间的浓、淡室中。因而可以从浓缩室引出浓缩的盐水,从淡化室即脱盐室引出所需的淡水七、电去离子法(EDI或CDI )连续除盐电渗析(又称CDI )是近年来新发展的一种脱盐设备,是一种应用离子交换膜、离子交换树脂和电来达到脱盐目的的一种装置。国外已广泛用于高纯水的制备中,脱盐率可达99%。若与反渗透联用可制备18MQ .CM的高纯水。CDI的工作原理示意图如
11、图示。工作原理与电渗淅相同,只是多加入了一些离子交换树脂。CDI装置的除盐机制大致如下:(1)给水进入装置时,流入中间树脂/膜间隔。部分的给入水沿膜表面外侧流动以洗去不需要的离子。(2)树脂抓住溶解的离子。(3)电场驱使捕获的阳离子透过阳离子透膜,捕获的阴离子透过阴离子透膜。(4)阳离子透膜将阳离子从树脂间隔传递出去,但是不让阴离子由此透过进入废液流。(5)阴离子透膜将阴离子从树脂间隔传递出去,但是不让阳离子由此透过进入废液流。(6)废液流将浓缩的离子从系统中冲走。(7)产品水从系统中流出。八、超过滤法(ultra filtration)超过滤法与反 渗透法类似,也是使用半透膜,但它无法控制离
12、子的清除,因为膜之孔径较大,约10-200A之间。只能排除细菌,病毒,热源及颗粒状物等,对水溶性离子则无法滤过。超过滤法主要的作用是充当逆渗透法的前置处理以防止逆渗透膜被细菌污染。它也可用在水处理的最后步骤以防止上游的水在管路中被细菌污染。一般是利用进水压与岀水压差来判断超过滤膜是否有效,与活性碳类似,平时是以反冲法来清除附着其上的杂质。因为我们就这么一辈子,几十年的光景,无法重来,开心也好,不开心也罢,怎么都是活着,那么何不让自己开开心心的过好每一天呢!生活,让我们微笑,也可以让我们哭泣。我们不要总是消极的怨天尤人,该以积极乐观的良好心态活着,如若心态好,精神打起来,好运自然来,就看你怎样去
13、对待!生活虽辛苦,但我们一定要笑着过,以积极乐观的心态让日子过得有滋有味,这样才不白来人世走一遭,才会无怨无悔。因为生活没有真正的完美,只有不完美才是最真实的美。不要总是悲观地认为自己很不幸,其实比我们更不幸的人还有很多;要学会适应,学会调整自己的心态,学会宽容和理解,许多的苦、许多的累,都要坦然面对。只有经历了,体验过了,才能明白了生活的不易。因为经历就是收获要知道世上没有什么不能割舍,人生没有过不去的坡,当你调整好了心态,一切都会风清云谈。人活着,活的就是一种心情。谁都有不如意的时候,这就要求我们做任何事情上都要持有一颗平常心。只要做到不攀比,不虚荣,待人诚恳、做事踏实,以知足乐观的心态释怀所有,做事尽量站在别人的角度去考虑别人的感受,常怀感恩的心态待人,哪怕平庸,也会赢得世人对你的认可 和尊重!因为人活着,就需要一份积极向上的乐观和感恩的好心态来对待所有。只
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