水處理基礎知識整理

一、常用基本概念

1. 電導：在兩片面積各一平方厘米，相隔一厘米距離的極片間可移動的離子數目，稱為電導度。
2. 電阻：電導的倒數。
3. 硬度：指水源中鈣鎂離子的含量，通常用粒數/加侖來表示。
4. pH值：溶液中酸和堿的相對含量。pH值是水中氫離子濃度的負對數（log）的度量單位。pH值分0~14擋，pH值為7.0則水為中性；pH值小于7.0，則水為酸性的；pH值大于7.0。則水為堿性的。
5. 總固體量（TS）：是指總溶解固體量（TDS）和總懸浮固體量（TSS）之和。
6. 堿度：是用來描述碳酸鹽、碳酸氫鹽和氫氧化物含量的通用術語。
7. 總有機碳（TOC）：總有機碳（TOC）是以mg/l為單位的水中有機物污染的度量單位。TOC是可氧化的有機物的直接度量單位。
8. 活性炭：顆粒活性炭，用于去除水中的異味、氣味、氯氣、氯胺及一些有機物。
9. NTU：散射濁度單位—用一束光通過樣水，用散射濁度計測出低渾濁水的渾濁度。
10. 滲透：水通過半透膜，從低濃度溶液一側向高濃度溶液一側自然的流動，直到能量達到平衡。
11. SDI：含沙密度指數—用于測量反滲透系統所用原水中懸浮國體的數量。
12. 樹脂：專門制造的聚合物小球，用在離子交換系統中，去除水溶液中的溶解鹽。
13. LSI：langelier飽和指數—一種計算公式，采用該公式，在規定的條件、溫度、pH值、TDS、硬度及堿性下進行碳酸鈣沉淀的預測。

二、基本處理工藝

1. 沉淀
沉淀通常是一種多步工藝，用以減少水中渾濁物和懸浮物。這一多步工藝包含加入化學凝結劑或pH值調節劑以反應生成絮狀物，絮狀物由于重力作用而在沉淀桶中沉淀下來，或當水通過高差濾池時濾掉。沉淀工藝可有效地去除大于25μm的微粒。
2. 石灰-蘇打軟化
在水中加入石灰和蘇打粉以減少其鈣鎂含量的方法稱為石灰軟化法。其目標是使水中的氫氧化鈣和氫氧化鎂（硬度）沉淀析出。該工藝花費少，但效果勉強。通常生產出的水硬度為50~120ppm（3~7gpg）。該工藝不足之處是處理后的水pH值高，一般在8.5~10.0范圍。
3. 機械過濾器（多介質過濾器）
機械過濾器為一填充規定厚度濾料的壓力容器，當填充單一濾料時為單層機械過濾器，填充不同種類濾料時為雙層或多介質過濾器。
功能：在水質預處理系統中，多介質過濾器壓力容器內不同粒徑的石英砂按一定級配裝填，經絮凝的原水在一定壓力下自上而下通過濾料層，從而使水中的懸浮物得以截留去除，多介質過濾器能夠有效去除原水中懸浮物、細小顆粒、全價鐵及膠體、菌藻類和有機物。其出水SDI15（污染指數）小于等于5，完全能夠滿足反滲透裝置的進水要求。
4. 活性炭過濾器
活性炭過濾器壓力容器是一種內裝填粗石英砂墊層及優質活性炭的壓力容器。
功能：在水質預處理系統中，活性炭過濾器能夠吸附前級過濾中無法去除的余氯以防止后級反滲透膜受其氧化降解，同時還吸附從前級泄漏過來的小分子有機物等污染性物質，對水中異味、膠體及色素、重金屬離子、COD等有較明顯的吸附去除作用。可以進一步降低RO水的SDI值，保證SDI<5，TOC<2.Oppm。
5. 軟化器
離子交換軟化裝置是水處理過程中*常用的一種設備，其作用是去除硬水中形成水垢的鈣和鎂離子。在許多情況下，利用軟化水設備可去除可溶性離子（鐵離子）。標準軟水設備有四個主要部分：樹脂柱、樹脂、加鹽裝置、閥門控制器。
軟水設備樹脂柱里裝有處理過的離子交換樹脂—聚苯乙烯小顆粒。這種樹脂顆粒起初在再生過程中是吸附鈉離子，這個樹脂對多價離子諸如鈣離子、鎂離子的親和力大得多。因而，當硬水流經樹脂時，鈣離子和鎂離子就會吸附在樹脂上，同時又解吸離子，直至達到平衡狀態。這時，軟水設備就完成了其中的鈉離子與水里鈣鎂離子的交換。
再生時，使NaCl溶液流經樹脂，硬離子就置換成了鈉離子。采用高濃度鹽水使樹脂與硬離子之間的這種親和力得以減弱。這個再生過程可以無限重復進行而不會損壞樹脂。
軟化器是一種簡單的離子交換過程，它解決了極常見的水污染形式：硬度。利用NaCl進行再生是一個簡單但并不昂貴的過程，還能實現自動再生，而且無需烈性化學試劑。
6. 陰、陽離子交換器
陰、陽離子交換器是分別填裝陰樹脂和陽樹脂的交換器。陽離子交換器用于去除正電荷離子（陽離子），陰樹脂用于去除負電荷離子（陰離子）。
陽離子交換樹脂是將H+離子置換成陽離子，諸如鈣、鎂和鈉離子；陰離子交換樹脂是將OH-離子置換成陰離子，諸如氯離子、硫酸根離子和重碳酸根離子，置換的H+和OH-合成形成水，去除水中的離子。
樹脂的交換能力是有限的，在其交換能力耗盡之后必須進行再生。交換能力的耗盡出現吸附離子之間達到平衡狀態的時候，陽離子樹脂的再生是利用酸進行處理，一般用鹽酸再生，即用H+離子進行填充。陰離子樹脂的再生一般使用氫氧化鈉，即用OH-離子填充。再生可以用再生過的交換柱去離子設備在柱外進行，也可以通過安裝可再生的去離子設備和再生設備以及化學藥劑的方法在柱內進行。
7. 混床
混床是混合離子交換柱的簡稱，是針對離子交換技術所設計的設備。所謂混床，就是把一定比例的陽、陰離子交換樹脂混合裝填于同一交換裝置中，對流體中的離子進行交換、脫除。由于陽樹脂的比重比陰樹脂大，所以在混床內陰樹脂在上陽樹脂在下。一般陽、陰樹脂裝填的比例為1：2，也有裝填比例為1：1.5的，可按不同樹脂酌情考慮選擇。
混床也分為體內同步再生式混床和體外再生式混床。同步再生式混床在運行及整個再生過程均在混床內進行，再生時樹脂不移出設備以外，且陽、陰樹脂同時再生，因此所需附屬設備少，操作簡便，具有以下優點：
(1) 出水水質優良，出水pH值接近中性。
(2) 出水水質穩定，短時間運行條件變化（如進水水質或組分、運行流速等）對混床出水水質影響不大。
(3) 間斷運行對出水水質的影響小，恢復到停運前水質所需的時間比較短。
(4) 交換終點明顯。
8. EDI
EDI的工作過程通過交換羥基離子或氫氧根離子去處不想要的離子，然后將這些離子輸送到廢水流中。離子交換反應在組件的純化室中進行，在那里陰離子交換樹脂釋放出氫氧根離子（OH-）而從溶解鹽（如氯化物、Cl-）中獲得陰離子。同樣，陽離子交換樹脂釋放出氫離子（H+）而從溶解鹽中(如鈉、Na+)獲得陽離子。
一個直流（DC）電場通過放置在組件一端的陽極（+）和陰極（-）施加。電壓驅動這些被吸收的離子沿著樹脂球的表面移動，然后穿過薄膜進入濃水室。
帶負電的陰離子（如OH-、Cl-）被吸引到陽極（+）。這些離子穿過陰離子選擇性薄膜，進入相鄰濃水室，而不會穿過相鄰的陽離子選擇性薄膜并滯留在濃水室，而且得以妥善處理。在淡水室中帶正電的陽離子（如H+、Na+）被吸引到陰極（-）。這些離子穿過陽離子選擇性薄膜進入臨近的濃水室，他們在那里被臨近的陰離子選擇性薄膜阻擋，同時得以妥善處理。
在濃水室中，仍然維持電中性。從兩個方向輸送過來的離子彼此相互中和。從電源流過來的電流跟移動離子的數目成比例。兩股水流（H+和OH-）趨勢離子都被輸送并且被加到所要求的電流之中。
水流流過兩種不同類型的腔體，純化室中的離子就會耗盡，同時被收集到鄰近的濃水流之中，這就從組件中帶走了被去除的離子。
在純化室和（或）濃水室中使用離子交換樹脂是EDI技術和專利的一個關鍵。在純化室中還會發生一個重要現象，在電勢梯度高的特定區域，電化學“分解”能夠使水產生大量的H+和OH-離子。這些區域中產生的H+和OH-離子在混合的離子交換樹脂中可以使樹脂不斷再生，并且形成不需要外加化學試劑的薄膜。
9. 反滲透系統
反滲透是一種側流過濾，就是原水在壓力作用下橫穿膜，其中一部分原水滲透過膜，而其余的原水沿著膜的切線方向流出系統而未經過濾。經過濾的水流由于滲過膜被稱為“滲透水”；另一支水流由于帶走了膜所阻擋的濃污染物而稱為“濃水”。因為原水水流和濃水水流平行于膜，而不是垂直于膜，所以此工藝過程稱為“側流”或“切向流”。
反滲透是一種*廣泛采用的膜分離工藝，利用壓力使水透過膜，而可溶性鹽份、膠體、有機物及微生物被截留在膜表面，隨濃水排放。它可有效地去除全部的有機物和90%~99%的離子。

錄入時間：2021/1/28 9:56:22 點擊次數：587