下面是中達咨詢給大家帶來關於回用水處理技術和水質標准相關內容,以供參考。
經適當程度消毒後的二級出水(100-1000個糞性大腸菌群/100mL)廣泛適用於各種用途,包括限制接觸性回用(如某些灌溉方式和非接觸性景觀用水)、環境修復和許多工業應用。有些形式的環境修復要求去除營養物質,提高消毒水平。回用水用作工業冷卻水時,需去除硬度、氨和溶解性固體。當用作給水補充之前要求有一系列的處理過程,要取決於原有供水對回用水的稀釋程度和是否形成處理而定,例如回用水流經土壤後匯入原水源即可認為是行成處理工序。目前,許多回用水工程正在運用膜處理技術生產回用水。其中一種為採用二級出水作為原水,經過微濾(予處理)、反滲透、有時加上紫外線消毒。微濾膜和超濾膜也可並入生物處理工藝,取代傳統的二沉池。
1.簡介
目前存在許多水的再生和回用方法並在實踐中正常運作(美國EPA,1992),每一種使用方式都有不同的水質要求,因此也要求不同的處理水平。表1總結了常用的回用水使用方式和所要求的相應的處理水平,從最高水平到最低水平處理都有所涉及。本文將論述不同的使用方式和相應的處理方法,鍵迅還將討論一些新出現的處理技術。
2.非食用型作物和深加工型食用作物的農業回用水
回用水可以灌溉人類並不直接消費的各種作物,如灌溉那些動物食用的作物(苜蓿、青草、高粱、玉米、大豆等各種飼料作物)和需要深加工才可食用的作物(如小麥、也許還有大米)。關系公共健康和環境的首要問題是這種回用方式是否會將有毒物質和致病菌帶到我們的食物供應中來。主要有兩種機制來控制有毒物質,其中包括不允許工業瞎凳廢水(很大可能含有毒物質)排入要回用的污水收集系統和污水處理系統中。為避免工業污水,我們可以從工廠稀少的服務區收集污水或要求工廠首先去除廢水中有毒物質,然後再排入市政排水管。廢水中有毒物質的去除方法有許多種。在一些實際應用中,基本的二級處理就可予以足夠的保護。事實上,初級處理可能已經足夠了,而二級處理則對有毒物質又加了一道關卡。二級處理中允許回用水貯存起來以滿足不同季節變化的農灌需水量。致病菌的傳播是通過防止一般公眾與污水直接接觸以及適度的殺菌消毒來解決的。
用於農業性回用的水可通過許多種處理方法,包括初級處理、二級(生物)處理和傳統的消毒工藝。生物塘處理系統廣泛用於可生物降解有機物的穩定化,因此當回用水季節性貯存時不產生過多令人厭惡的問題(氣味、病菌等),同時,生物塘還有自然的消毒作用。污水處理系統,包括一個厭氧或好氧塘,進行污水的基本處理,然後是兼性塘,對污水進行更深一步的處理和消毒,同時還可用作季節性貯水。已經預處理和消毒的再生水則可根據作物的需水量進行農灌使用。這樣的一個系統允許回用市政污水中的水和其的營養物質,但要控制有毒物質的量,並進行消毒處理。從水管理的整體和長遠角度來看,水回用灌溉農作物時,土壤的進一步處理去除了污染物,減少了環境中污染物質的排放量,因此也減少了污染物質向地表水和地下水的排放量。而凈用水量卻下降了,因為先前用作農業的水現在可以轉向城市供水或以地表水或地下水的方式保留在環境中。
3.環境修復
環境修復指污水處理後以合格的水質向環境排放以保持水環境的流量,維持環境的功能。所要求的處理則根據修復環境對污染物的同化容量而定。一般至少要求傳統的二級(生物)處理和一定程度的消毒。有些環境修復則要求更高級的處理方式,如去除營養物質等。一些傳統的處理系統可用於這些情況。而目前新興的一種處理工藝是二級處理(傳統二級處理或生物塘二級處理)後加濕地處理。濕地不僅提供處理(提高了水質),也改善了環境。可以將濕地設計成野生生物棲息地或者設計成市區開放性的綠地。
PalmBeach縣屬於潮濕的亞熱帶氣候。而恰恰相反,TresRios濕地位於阿利桑那州Phoenix城附近,屬於沙漠地區。但TresRios濕地處理系統和Wakodhatchee濕地處理系統有許多相似之處,如圖3所示,他們都有淺水水生植物生長區、深水區和棲息島。綠色濕地對於Phoenix城的沙漠景觀是一個很受歡迎的補充,磨亮旅同時也改善了水質,為野生生物提供了棲息地。
4.限制接觸性回用
限制接觸性回用包括城市水回用,這種回用方式應控制公眾接觸回用水以保護公眾健康。對於農業性回用,主要風險的是這類回用可能將有毒物質引入環境中和傳播疾病,有毒物質可以採用降低回用水中有毒物濃度來控制,可採用多種方法,如控制排放源和污水處理。而疾病傳播的控制則可採用一定的消毒措施,同時防止公眾直接接觸回用水。恰當的限制接觸性回用還包括灌溉和景觀水面。
限制接觸性回用一般至少採用二級處理,衛生指標為100-1000個糞性大腸菌群/100mL。二級處理可以控制原水(工業廢水或生活污水)中有毒物質的量,也能減少水回用時配水系統中的麻煩問題。不完全消毒的回用水僅能保證系統操作者偶爾接觸回用水時的安全,因操作者能採取常規的、適當的防護措施。然而不能保證普通公眾廣泛接觸回用水時的安全。為保護公眾的安全,不允許他們與回用水經常接觸。例如,使用回用水澆灌時,將澆灌時間限制在公眾不在現場的時候,或者採用公眾與回用水隔絕的灌溉方式(滴灌)。又例如,當回用水用於限制公眾與之接觸的景觀水面時,不允許在湖中釣魚和(或)游泳。
5.非限制接觸性回用
非限制接觸性回用水是經過更高級的處理工藝產生的,公眾與之接觸(並非消耗)是安全的。盡管一個地區與另一個地區之間具體要求有變化,但加利福尼亞州在其「22條」中所確定的條款提供了一個一致的解決方案,已被廣泛接受。這些要求進行高度的消毒,明顯地減少再生水中致病菌的存在機會。其基本的處理工藝為生物處理,用來減少可生物降解的有機物濃度和總懸浮固體(TSS).
6.工業性回用
不同的工業性回用方式要求不同的回用水質。一般需要二級處理和適度消毒以盡量減少回用水中的污染物質,保護工廠工人的健康。回用水作為工廠冷卻水應用較為廣泛。它要求去除水中的會引起冷卻裝置結垢的硬度,還要求去除會引起裝置腐蝕和生物污垢的氨。圖4列出了這類回用水的處理工藝流程。二級出水(一般來自現有的污水處理廠)需經過石灰軟水裝置和粒狀介質過濾。如果作為回用水原水的二級出水未進行硝化處理,硝化需合並入過濾工序中進行。目前新興的一種應用於工業性回用的處理方法是使用膜裝置進行脫鹽處理。
特別是採用微濾或超濾預處理的二級出水再接反滲透的工藝流程在這一領域的應用日益增多,這種工藝流程的進一步的討論將和補充給水的工藝流程結合在一起進行。
然後是過濾以減少顆粒物質的濃度,最後為消毒。顆粒物質的去除可以從幾個方面幫助消毒的進行。首先,一些較大的致病菌,如賈第鞭毛蟲(Giardia)和隱性芽孢蟲(cryptosporidia)等,可以通過過濾直接去除;其次,顆粒物質的去除使得下面的消毒處理更為有效,這是因為經過生物處理和過濾後,水中殘留的致病菌是呈游離狀態的,當然更容易在消毒工序中被殺死。氯消毒和紫外線(UV)消毒都是常用的方法。為了使回用水達到非限制接觸性應用的標准,表2總結了一些處理要求。
7.補充給水和新興技術
補充給水就是故意將回用水加入飲用水供應的回用方式。回用水可以引入供給飲用水的地表水(如水庫)或地下水源。和工業性回用的處理方法一樣,這種回用方式也可採用許多種處理方法。其所需要的處理程度則根據回用水和天然水體的混合程度以及在被提取用作公共給水供應之前的處理能力而定。
如果通過地表漫流方式注入地下水的回用水所佔比例相當小,則僅需要經過二級處理和適度消毒。土壤的滲濾作用可將回用水中大量的有機物和致病菌去除,然後再與地下水混合。這種情況下要考慮的主要的問題是可能引入氮,而氮可以在土壤中轉化為硝酸鹽。天然地下水和回用水混合後在取水井抽取之前流經地下蓄水層時也會進行一些處理。
自然環境所提供的處理程度越低,和回用水混合的天然水比例越小,回用水所需要的處理程度就越高,就需要更高級別的處理方法去除有機物和致病菌。圖5列出UpperOccoquan污水管理部門(UOSA)使用的傳統處理工藝。UOSA廠從服務區域收集包括生活污水、商業污水和達標排放的工業廢水在內的原污水,處理後出水接近飲用水質標准,排放至Occoquan水庫,這是美國弗吉尼亞州東北部的主要飲用水源。處理工藝為傳統的初級處理和帶硝化的二級處理、石灰再碳酸化處理、過濾、粒狀活性炭吸附,最後進行消毒處理。在pH﹥11的情況下石灰澄清處理起到消毒、去除高分子有機物、阻攔重金屬的作用。粒狀活性炭更進一步地去除溶解性有機物,尤其是上道工藝的生物處理中無法去除的非生物降解性有機物。加氯消毒為最後一個環節。
UOSA設施從1978年便開始運行,已經顯示了滿足常規的具體排放標准和保護公眾健康的能力。其目前的能力為130,000m3/d,正在擴建為210,000m3/d。進入Occoquan水庫的水中回用水(UOSA廠出水)占的比例為雨季時不到10%,旱季時超過90%。
目前新興的一種處理流程為二級處理後接微濾(MF)、反滲透(RO)和紫外線消毒(UV)(AWWA,1996)。MF可很大范圍地去除顆粒物質,放在RO處理工藝的前面是十分必要的。RO廣泛去除有機物和無機物,這兩級順序的膜處理工藝也起到了廣泛的消毒作用。UV消毒則是公眾免受致病菌侵襲的又一道保護屏障。如上所述,MF後接RO工藝也成為生產各種工業用水的新興技術。另一新興的處理技術為膜生物反應器,以置於反應器外部或浸沒在反應器內部的生物膜取代傳統的二沉池(Gunder,2001;Stephenson,etal.,2000)。膜上留有必要的生物量,用於處理污水,也能去除顆粒物質,所以出水的顆粒物質含量很低。生產的出水可用於許多回用目的,或經活性炭吸附、RO和UV消毒可用於非直飲水的回用。
8.總結與結論
總之,不同回用方式所要求的水質同相應的處理技術之間的關系已經列出,如表1所示。大范圍的水質及其相應的生產回用水所用的處理方法取決於不同的回用目標。基本的二級處理,或更低程度的處理對農業性回用來說就足夠了。這種農業性回用,一般不允許公眾接觸回用水,而且所澆灌的作物是人類不直接食用的和(或)需要深加工的作物。由於生物塘處理工藝可以使進入的污水中可生物降解有機物穩定化,具有消毒的作用,生物塘還可將季節性貯水與處理系統結合,使供水量和農灌需水量更為吻合,因而常被採用。在所有情況下都應控制來自工業廢水中的有毒物質量,不允許工業廢水排入要進行回用的污水集水系統中和(或)要求工廠去除廢水中有毒物質後再排入集水系統。
二級出水經過適度消毒(100-1000個糞性大腸菌群/100mL)後適合於許多用途,包括限制接觸性回用(如某些方式的灌溉和非接觸性景觀水體)、某些方式的環境修復和許多工業性回用。一些環境修復要求去除營養物質,加強消毒,當用作工業冷卻水則要求先去除硬度、氨和溶解性固體。用作給水補充時,可有許多種需要的處理方法,取決於回用水和現有給水源的稀釋程度以及是否進行了處理,如流經土壤時進行的處理。膜處理系統正在回用水應用領域興起。其中一種新興的膜處理工藝流程為二級出水作為原水,由微濾(予處理)、反滲透、有時加紫外線消毒工藝組成。微濾膜和超濾膜也可並入生物處理工藝取代傳統的二沉池。
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② 國家生活污水排放標准
《城鎮污水處理廠污染物排放標准》:
2002年以前對城市污水處理廠的管理都執行《污水綜合排放標准》(GB8978-96)。由於該標准多數指標是針對工業廢水的,當時城市污水處理廠的建設尚處於起步階段,處理技術還在發展階段,因此,對城市污水的針對性不強。相當一部分標准值偏寬,而個別指標在技術經濟上達標又有一定難度。如:對城鎮污水處理廠出水而言,重金屬、微污染有機物、石油類、動植物油、LAS等指標標准值偏寬;而總磷偏嚴,常規二級處理和強化二級處理工藝難以達到0.5 mg/L和1 mg/L的現行綜合標准,為此由國家環境保護總局科技標准司2001 年提出了《城鎮污水處理廠污染物排放標准》,並於2002年12月27日由國家環境保護總局和國家技術監督檢驗總局批准發布,2003年7 月1日正式實施。
《城鎮污水處理廠污染物排放標准》的適用范圍明確規定為:專門針對城鎮污水處理廠污水、廢氣、污泥污染物排放制定的國家專業污染物排放標准,適用於城鎮污水處理廠污水排放、廢氣的排放和污泥處置的排放與控制管理。根據國家綜合排放標准與國家專業排放標准不交叉執行的原則,本標准實施後,城鎮污水處理廠污水、廢氣和污泥的排放不再執行綜合排放標准。污水處理廠噪音控制仍執行國家或地方的噪音控制標准。
表1《標准》基本控制項目最高允許排放濃度(日均值)
項目 基本控制項目 一級標准 二級標准 三級標准
A標准 B標准
1 化學需氧量(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 懸浮物(SS)(mg/L) 10/20 20/20 30/30 50
4 動植物油(mg/L) 1/20 3/20 5/20 20
5 石油類(mg/L) 1/10 3/10 5/10 15
6 陰離子表面活性劑(mg/L) 0.5/5 1/5 2/5 5
7 總氮(以N計)(mg/L) 15/- 20/- - -
8 氨氮(以N計) (mg/L) 5(8)/15 8(15)/15 25(30)/25 -
9 總磷(以P計)(mg/L) 1/0.5 1.5/0.5 3/1 5
10 色度/稀釋倍數 30/50 30/50 40/80 50
11 pH 6~9/6~9 6~9/6~9 6~9/6~9 6~9
12 糞大腸菌群數(個/L) 103/- 104/- 104/- -
註:括弧外為水溫>12℃時的控制指標,括弧內為水溫≤12℃時的控制指標。/前後數值分別表示現標准值、原執行標准。
③ 水處理色度是什麼標准
各種用途的水對於色度都有一定要求:
生活用水色度要求小於15°。
造紙工業用版水色度要求小於15°~30°。
紡織工權業用水色度要求小於10°~12°。
染色用水色度要求小於5°。
(3)水處理廠標准擴展閱讀:
一、測定方法
水質色度的的測定是用鉑鈷標准比色法,即用氯鉑酸鉀和氯化鈷配製成測色度的標准溶液,規定1L水中含有2.419mg的氯鉑酸鉀和2.00mg的氯化鈷時,將鉑(Pt)的濃度為每升1mg時所產生的顏色深淺定為1度(1°)。
二、水處理目的
水處理目的是提高水質,使之達到某種水質標准。按處理方法的不同,有物理水處理、化學水處理、生物水處理等多種。按處理對象或目的的不同,有給水處理和廢水處理兩大類。給水處理包括生活飲用水處理和工業用水處理兩類; 廢水處理又有生活污水處理和工業廢水處理之分。
其中,與熱工技術關系特別密切的有從屬於工業用水處理范疇的鍋爐給水處理、補給水處理、汽輪機主凝結水處理以及循環水處理等。水處理對發展工業生產、提高產品質量,保護人類環境、維護生態平衡具有重要的意義。
④ 污水處理國家標准都有哪些
比較常用的水處理標准如下:
一、醫療機構污染物排放標准GB18466—2005
二、城鎮污水處理廠污染物排放標准GB18918—2002
三、污水綜合排放標准GB8978—1996
四、水污染物綜合排放標准DB11/307—2013(北京地標)
五、城市污水再生利用城市雜用水水質GB18920—2002
六、城市污水再生利用景觀環境用水水質GB18921—2002
七、肉類加工工業水污染物排放標准GB13457—92
八、畜禽養殖業污染物排放標准GB18596—2001
九、發酵類制葯工業水污染物排放標准GB21903—2008
十、化學合成類制葯工業水污染物排放標准GB21904—2008
十一、提取類制葯工業水污染物排放標准GB21905—2008
十二、中葯類制葯工業水污染物排放標准GB21906—2008
十三、生物工程類制葯工業水污染物排放標准GB21907—2008
十四、混裝制劑類制葯工業水污染物排放標准GB21908—2008
十五、啤酒工業污染物排放標准GB19821—2005
十六、汽車維修業水污染物排放標准GB26877—2011
⑤ 污水處理水質檢測標准
法律分析:污水處理水質檢測標准為GB3097-97海水水質標准 GB3838-02地表水環境質量標准 GB8703-88。
法律依據:《中華人民共和國標准化法實施條例》 第六條 國務院標准化行政主管部門統一管理全國標准化工作,履行下列職責: (一)組織貫徹國家有關標准化工作的法律、法規、方針、政策; (二)組織制定全國標准化工作規劃、計劃; (三)組織制定國家標准; (四)指導國務院有關行政主管部門和省、自治區、直轄市人民政府標准化行政主管部門的標准化工作,協調和處理有關標准化工作問題; (五)組織實施標准; (六)對標準的實施情況進行監督檢查; (七)統一管理全國的產品質量認證工作;(八)統一負責對有關國際標准化組織的業務聯系。
⑥ 水處理行業中水質標准數據
項 目 限 值
感官性狀 色 5度
渾濁度 1NTU
臭和味 無
肉眼可見物 無
一般化學指標 PH值 6-8.5
硬度(以碳酸鈣計) 300mg/L
鐵 0.20mg/L
錳 0.05mg/L
銅 1.0mg/L
鋅 1.0mg/L
鋁 0.2 mg/L
揮發酚類(以苯酚計) 0.002 mg/L
陰離子合成洗滌劑 0.20 mg/L
硫酸鹽 100 mg/L
氯化物 100 mg/L
溶解性總固體 500 mg/L
高錳酸鉀消耗量 2 mg/L
(CODMn,以氧計)
ж總有機碳(TOC) 4 mg/L
理化指標 氟化物 1.0mg/L
氰化物 0.05 mg/L
硝酸鹽(以氮計) 10 mg/L
砷 0.01 mg/L
硒 0.01 mg/L
汞 0.001 mg/L
鎘 0.01 mg/L
鉻(六價) 0.05 mg/L
鉛 0.01 mg/L
銀 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
苯並(a)芘 0.01μg/L
微生物指標 細菌總數 50cfu/mL
總大腸菌群 0 cfu/100mL
糞大腸菌群 0 cfu/100mL
游離余氯(管網末梢水) ≥0.05mg/L
(如用其他消毒法則可不列入)
放射性指標 總α放射性 0.1Bq/L
總β放射性 1 Bq/L
⑦ 各行業使用純水的標準是什麼
電導率≤10μS/CM 動物飲用純水(醫葯)、普通化工原料配料用純水、食品行業配料用純水等。
電導率≤專4μS/CM 電鍍化屬學品生產用純水、化工行業表面活性劑生產用純水、醫用純化純水、白酒生產用純水、啤酒生產用純水、民用飲用純凈純水用純水、普通化妝品生產用純水、血透純純水機用純水。
電阻率5~10MΩ.CM 鋰電池生產用純水、蓄電池生產用純水、化妝品生產用純水、電廠鍋爐用純水等。
電阻率>17 ML2 CM 磁性材料鍋爐用軟化純水、敏感新材料用純水、半導體材料生產用純水、尖端金屬材料用純水、防
老化材料實驗室用純水、有色金屬; 貴金屬冶煉用純水、鈉米級新材料生產用純水、航空新材料生產用純水、太陽能電池
生產用純水、純水晶片生產用純水、超純化學試劑生產用純水、實驗室用高純水、其它有相同純水質要求的用純水;
5、電阻率>18 ML2 C ITO導電玻璃製造用純水、化驗室用純水、電子級無塵布生產用純水等其它有相同純水質要求的用純水。
⑧ 污水處理廠中污水處理指標有哪些
根據污染物的來源及性質,將污染物控制項目分為基本控制項目和選擇控制項目兩類。基本控制項目主要包括影響水環境和城鎮污水處理廠一般處理工藝可以去除的常規污染物,以及部分一類污染物,共 19項。選擇控制項目包括對環境有較長期影響或毒性較大的污染物,共計 43 項。
根據城鎮污水處理廠排入地表水域環境功能和保護目標,以及污水處理廠的處理工藝,將基本控制項目的常規污染物標准值分為一級標准、二級標准、三級標准。一級標准分為 A標准和 B 標准。一類重金屬污染物和選擇控制項目不分級。
表 1 基本控制項目最高允許排放濃度(日均值) 單位 mg/L
一級標准
序號 基本控制項目
A 標准 B 標准
二級標准 三級標准
1 化學需氧量(COD) 50 60 100 120
2 生化需氧量(BOD5) 10 20 30 60
3 懸浮物(SS) 10 20 30 50
4 動植物油 1 3 5 20
5 石油類 1 3 5 15
6 陰離子表面活性劑 0.5 1 2 5
7 總氮 (以 N 計) 15 20 - -
8 氨氮(以 N 計)② 5(8) 8(15) 25(30) -
2005 年 12 月 31 日前建設的 1 1.5 3 5
9 總磷
(以 P計) 2006年1月1日起建設的 0.5 1 3 5
10 色度(稀釋倍數) 30 30 40 50
11 pH 6-9
12 糞大腸菌群數(個/L) 10^3 10^4 10^4 -
表 2 部分一類污染物最高允許排放濃度(日均值) 單位 mg/
序號 項目 標准值
1 總汞 0.001
2 烷基汞 不得檢出
3 總鎘 0.01
4 總鉻 0.1
5 六價鉻 0.05
6 總砷 0.1
7 總鉛 0.1
表 3 選擇控制項目最高允許排放濃度(日均值) 單位 mg/L
序號 選擇控制項目 標准值 序號 選擇控制項目 標准值
1 總鎳 0.05 23 三氯乙烯 0.3
2 總鈹 0.002 24 四氯乙稀 0.1
3 總銀 0.1 25 苯 0.1
4 總銅 0.5 26 甲苯 0.1
5 總鋅 1.0 27 鄰-二甲苯 0.4
6 總錳 2.0 28 對-二甲苯 0.4
7 總硒 0.1 29 間-二甲苯 0.4
8 苯並(a)芘 0.00003 30 乙苯 0.4
9 揮發酚 0.5 31 氯苯 0.3
10 總氰化物 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 對硝基氯苯 0.5
13 苯胺類 0.5 35 2,4-二硝基氯苯 0.5
14 總硝基化合物 2.0 36 苯酚 0.3
15 有機磷農葯 (以P計) 0.5 37 間-甲酚 0.1
16 馬拉硫磷 1.0 38 2,4-二氯酚 0.6
17 樂果 0.5 39 2,4,6 –三氯酚 0.6
18 對硫磷 0.05 40 鄰苯二甲酸二丁酯 0.1
19 甲基對硫磷 0.2 41 鄰苯二甲酸二辛酯 0.1
20 五氯酚 0.5 42 丙烯晴 2.0
21 三氯甲烷 0.3 43 可吸附有機鹵化物(AOX 以 CL計) 1.0
22 四氯化碳 0.03
⑨ 水處理的排污標准
GB18918-2002是《城鎮污水處理廠污染物排放標准》,而GB8978-1996是《污水綜合排放標准》,兩者是不同的概念,兩者都有各自的針對對象,兩者是不可以混用的。
《污水綜合排放標准》最新的標准國家還沒有出台,國家污水綜合排放標准用的還是GB8978-1996。
納米晶技術是派斯軟水機獨有的水軟化技術,根據中立的實驗室檢測,除垢率達99.6%,達到完美的軟化水的效果,比以前所知的任何一種類型的軟水機效果都要優異。同時也是在無化學添加成分的情況下,被證明非常有效的軟水機。 納米晶的技術原理是TAC(Template Assisted Crys-tallization)技術,即離子晶體化,利用納米晶聚合球體表面晶核產生的高能量把水中的鈣、鎂、碳酸氫根等離子打包成納米級的晶體,當這種晶體長到2納米左右時自動脫落到水中,水中沒有了鈣、鎂、碳酸氫根離子也就不會在有水垢產生。 沉澱物過濾法的目的是將水源內之懸浮顆粒物質或膠體物質清除乾凈。這些顆粒物質如果沒有清除,會對透析用水其它精密的過濾膜造成破壞或甚至水路的阻塞。這是最古老且最簡單的凈水法,所以這個步驟常用在水純化的初步處理,或有必要時,在管路中也會多加入幾個濾器(filter)以清除體積較大的雜質。濾過懸浮的顆粒物質所使用的濾器種類很多,例如網狀濾器,沙狀濾器(如石英沙等)或膜狀濾器等。只要顆粒大小大於這些孔洞之大小,就會被阻擋下來。對於溶解於水中的離子,就無法阻攔下來。如果濾器太久沒有更換或清洗,堆積在濾器上的顆粒物質會愈來愈多,則水流量及水壓會逐漸減少。人們就是利用入水壓與出水壓差來判斷濾器被阻塞的程度。因此濾器要定時逆沖以排除堆積其上的雜質,同時也要在固定時間內更換濾器。
沉澱物過濾法還有一個問題值得注意,因為顆粒物質不斷被阻攔而堆積下來,這些物質 面或許有細菌在此繁殖,並釋放毒性物質通過濾器,造成熱原反應,所以要經常更換濾器,原則上進水與出水的壓力落差升高達到原先的五倍時,就需要換掉濾器。 硬水的軟化需使用離子交換法,它的目的是利用陽離子交換樹脂以鈉離子來交換硬水中的鈣與鎂離子,以此來降低水源內之鈣鎂離子的濃度。其軟化的反應式如下:
Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1
Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1
式中的EX表示離子交換樹脂,這些離子交換樹脂結合了Ca2+及Mg2+之後,將原本含在其內的Na+離子釋放出來。
樹脂基質(resin matrix)內藏氯化鈉,在硬水軟化的過程中,鈉離子會逐漸被使用耗盡,則交換樹脂的軟化效果也會逐漸降低,這時需要作還原(regeneration)的工作,也就是每隔固定時間加入特定濃度的鹽水,一般是10%,其反應方式如下:
Ca-EX2+2Na+(濃鹽水)→2Na-EX+Ca2+
Mg-EX2+2Na+(濃鹽水)→2Na-EX+Mg2+
如果水處理的過程中沒有陽離子的軟化,不只是逆滲透膜上會有鈣鎂體的沉積以致降低功效甚至破壞逆滲透膜,同時病人也容易得到硬水癥候群。硬水軟化器也會引起細菌繁殖的問題,所以設備上需要有逆沖的功能,一段時間後就要逆沖一次以防止太多雜質吸附其上。另一個值得注意問題的是高血鈉症,因為透析用水的軟化與再還原過程是*計時器來控制,正常情況還原作用大多發生在半夜,這是*閥門在控制,如果發生故障,大量鹽水就會涌進水源,進而造成病人的高血鈉症。全自動鈉離子交換器採用離子交換原理,去除水中的鈣、鎂等結垢離子。當含有硬度離子的原水通過交換器內樹脂層時,水中的鈣、鎂離子便與樹脂吸附的 鈉離子發生置換,樹脂吸附了鈣、鎂離子而鈉離子進入水中,這樣從交換器內流出的水就是去掉了硬度的軟化水。
活性炭是由木頭,殘木屑,水果核,椰子殼,煤炭或石油底渣等物質在高溫下乾餾炭化而成,製成後還需以熱空氣或水蒸氣加以活化。它的主要作用是清除氯與氯氨以及其它分子量在60到300道爾頓的溶解性有機物質。活性炭的表面呈顆粒狀,內部是多孔的,孔內有許多約1Onm~lA大小的毛細管,1g的活性炭內部表面積高達700-1400m2,而這些毛細管內表面及顆粒表面就是吸附作用之所在。影響活性炭清除有機物能力的因素有活性炭本身的面積,孔洞大小以及被清除有機物的分子量及其極性(Polarity),它主要*物理的吸附能力來排除雜物,當吸附能力達飽合之後,吸附過多的雜質就會掉落下來污染下游的水質,所以必須定時利用逆沖的方式來清除吸附其上的雜質。
這種活性炭濾器如果吸附能力明顯下降,必須更新。測定進水及出水的TOC濃度差(或細菌數量差)是考量更換活性炭的依據之一。有些逆滲透膜對氯的耐受性不佳,所以在逆滲透之前要有活性碳的處理,使氯能夠有效的被活性炭吸附,但是活性碳上的孔洞吸附的細菌容易繁殖滋長,同時對於分子較大有機物的清除,活性炭的功效有限,所以必須*逆滲透膜在後面補強。 去離子法的目的是將溶解於水中的無機離子排除,與硬水軟化器一樣,也是利用離子交換樹脂的原理。在這 使用兩種樹脂-陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂。陽離子交換樹脂利用氫離子(H+)來交換陽離子;而陰離子交換樹脂則利用氫氧根離子(OH-)來交換陰離子,氫離子與氫氧根離子互相結合成中性水,其反應方程式如下:
M+x+xH-Re→M-M-Rex+xH+1
A-z+zOH-Re→A-Rez+zOH-1
上式中的的M+x表陽離子,x表電價數,M+x陽離子與陽離子樹脂上H-Re的氫離子交換,A-z則表陰離子,z表電價數,A-z與陰離子交換樹脂結合後,釋放出OH-離子。H+離子與OH-離子結合後即成中性的水。
這些樹脂之吸附能力耗盡之後也需要再還原,陽離子交換樹脂需要強酸來還原;相反的,陰離子則需要強鹼來還原。陽離子交換樹脂對各種陽離子的吸附力有所差異,它們的強弱程度及相對關系如下:
Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Ni2+>Cd2+>CU2+>Co2+>Zn2+>Mg2+>Ag1+>Cs1+>K1+>NH41+>Na1+>H1+
陰離子交換樹脂與各陰離子的親合力強度如下:
S02-4+>I->NO3->NO2->Cl->HCO3->OH->F-
如果陰離子交換樹脂消耗殆盡而沒有還原,則吸附力最弱的氟就會逐漸出現在透析用水中,造成軟骨病,骨質疏鬆症及其它骨病變;如果陽離子交換樹脂消耗盡了,氫離子也會出現在透析用水之中,造成水質酸性的增加,所以去離子功能是否有效,需要時常監視。一般是*水質的電阻系數(resistivity)或傳導度(conctivity)來判斷。去離子法所使用的離子交換樹脂同樣也會造成細菌的繁殖引起菌血症,這是值得注意的一點。 反滲透法可以有效的清除溶解於水中的無機物,有機物,細菌,熱原及其它顆粒等,是透析用水之處理中最重要的一環。要了解反滲透原理之前,要先解釋滲透(osmosis)的觀念。所謂滲透是指以半透膜隔開兩種不同濃度的溶液,其中溶質不能透過半透膜,則濃度較低的一方水分子會通過半透膜到達濃度較高的另一方,直到兩側的濃度相等為止。在還沒達到平衡之前,可以在濃度較高的一方逐漸施加壓力,則前述之水分子移動狀態會暫時停止,此時所需的壓力叫作 滲透壓 (osmotic pressure),如果施加的力量大於滲透壓時,則水份的移動會反方向而行,也就是從高濃度的一側流向低濃度的一側,這種現象就叫作反滲透。反滲透的純化效果可以達到離子的層面,對於單價離子(monovalentions)的排除率(rejectionrate)可達90%-98%,而雙價離子(divalent ions)可達95%-99%左右(可以防止分子量大於200道爾敦的物質通過)。
反滲透水處理常用的半透膜材質有纖維質膜(cellulosic),芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides),polyimide或polyfuranes等,至於它的結構形狀有螺旋型(spiral wound),空心纖維型(hollow fiber)及管狀型(tubular)等。至於這些材質中纖維素膜的優點是耐氯性高,但在鹼性的條件下(pH ≥8.0)或細菌存在的狀況下,使用壽命會縮短。polyamide的缺點是對氯及氯氨之耐受性差。
如果反滲透前沒有作好前置處理則滲透膜上容易有污物堆積,例如鈣,鎂,鐵等離子,造成反滲透功能的下降;有些膜(如polyamide)容易被氯與氯氨所破壞,因此在反滲透膜之前要有活性碳及軟化器等前置處理。反滲透雖然價錢較高,因為一般反滲透膜的孔徑約在l0A以下,它可以排除細菌,病毒及熱原甚至各種溶解性離子等,所以在准備血液透析析釋用水最好准備這一道步驟。
反滲透系統的調試工作顯得尤為重要。我們可以從以下幾個方面來掌握: 運行條件 運行前准備 試車運行 分離流程
反滲透膜分離工藝設計中常見的流程有如下幾種:
①一級一段法這種方式是料液進入膜組件後,濃縮液和產水被連續引出,這種方式水的回收率不高,工業應用較少。另一種形式是一級一段循環式工藝,它是將濃水一部分返回料液槽,這樣濃溶液的濃度不斷提高,因此產水量大,但產水水質下降。
②一級多段法當用反滲透作為濃縮過程時,一次濃縮達不到要求時,可以採用這種多步式方式,這種方式濃縮液體體積可減少而濃度提高,產水量相應加大。
③兩級一段法當海水除鹽率要求把NaCl從35000 mg/L降至500mg/L時,則要求除鹽率高達98.6%如一級達不到時,可分為兩步進行。即第一步先除去NaCl 90%,而第二步再從第一步出水中去除NaCl 89%,即可達到要求。如果膜的除鹽率低,而水的滲透性又高時,採用兩步法比較經濟,同時在低壓低濃度下運行時,可提高膜的使用壽命。
④多級反滲透流程在此流程中,將第一級濃縮液作為第二級的供料液,而第二級濃縮液再作為下一級的供料液,此時由於各級透過水都向體外直接排出,所以隨著級數增加水的回收率上升,濃縮液體體積減少濃度上升。為了保證液體的一定流速,同時控制濃差極化,膜組件數目應逐漸減少。 它的殺菌機理是破壞細菌核酸的生命遺傳物質,使其無法繁殖,其中最重大的反應是核酸分子內的pyrimidine鹽基變成雙合體(dimer)。一般是使用低壓水銀放電燈(殺菌燈)的人工253.7nm波長的紫外線能量。紫外線殺菌燈的原理與日光燈相同,只是燈管內部不塗螢光物質,燈管的材質是採用紫外線穿透率高的石英玻璃。一般紫外線裝置依用途分照射型,浸泡型及流水型。
在血液透析稀釋用水所使用的紫外線是安放在儲水槽到透析機器之間的管路上,也就是所有的透析用水在使用之前都要接受一次紫外線的照射,以達到徹底殺菌的效果。對紫外線的感受性最大的是綠膿菌、大腸菌;相反的,耐受性較大的則是枯草菌芽胞體。因為紫外線消毒法安全,經濟,對菌種的選擇性少,水質也不會改變,所以已廣泛使用這種方法,例如船上的飲用水就常使用這種消毒法。水中的依哥拉菌、巴斯拉菌、沙門氏菌等等全殺光,能潛入水中心360度殺菌,功效等於水面殺菌燈的三倍。能消除水中祿藻,效果顯著,使用方便,紫外線殺菌燈適用於:各種大小漁場過濾,水處理,大小型水池,游泳場、溫泉。殺菌效率可達99%-99.99%。
紫外線水處理技術--殺菌
紫外線殺菌主要是利用254納米波長的紫外線光。此波長的紫外線光,即使是在微量的紫外線投射劑量下,也可以破壞一個細胞的生命核心——DNA,因此阻止細胞再生,喪失再生能力使細菌變得無害,從而達到滅菌的效果。象所有其它紫外線應用技術一樣,這種系統的規模取決於紫外線的強度(照射器的強度和功率)和接觸時間(水、液體、或空氣暴露在紫外線下的時間長短)。
紫外線水處理技術--消除臭氧
在工業生產中,臭氧常被用於消毒和凈化水體。但是,由於臭氧有極強的氧化能力,水中剩餘的臭氧如果不被去除會有可能對下一流程有所影響,因此,通常臭氧處理過的水在進入主要的工藝流程之前必須將水中剩餘臭氧去除掉。254納米波長的紫外線對於破壞剩餘臭氧非常有效,它可以把臭氧分解成氧氣。盡管不同的系統所需要的規模不同,但通常來講,一個典型的臭氧消除系統所需的紫外線放射量是一個傳統的滅菌消毒系統的三倍左右。
紫外線水處理技術--降低總有機碳量
在很多高技術和實驗室裝置中,有機物會妨礙高純度水的生產。有很多方法可以把有機物從水中清除掉,較常用的方法包括使用活性炭和反滲透。波長較短的紫外線(185納米)也可以有效地降低總有機碳量。波長較短的紫外線具有更多的能量,因此能夠分解有機物。紫外線氧化有機的反應過程雖然非常復雜,紫外線水處理技術其主要原理是通過產生氧化能力很強的自由氫氧,將有機物氧化成水和二氧化碳。和臭氧清除系統一樣,這種降解有機碳的紫外線系統的紫外線放射量是傳統消毒系統的三到四倍。
紫外線水處理技術--降解余氯在市政水處理和供水系統, 加氯消毒是非常必要的。但在工業生產過程中,為了避免對產品產生不良影響,去除水中的余氯卻經常是必要的前處理。消除余氯的基該方法有活性炭床和化學處理。活性碳水處理的缺點在於它需要不斷再生,而且經常遇到細菌滋生的問題。185納米和254納米波長的紫外線都被證實可以有效地破壞余氯和氯氨的化學鍵。雖然需要巨大的紫外線能量才能發揮作用,但紫外線水處理技術的優點在於此方法不需向水中添加任何葯物,不需要儲存化學物質,容易維修,而且同時還有殺菌和去除有機物的作用。
特點:
1、脈沖紫外殺菌方式,寬光譜能量強,杜絕微生物的光復活現象
2、採用全不銹鋼外殼,使用壽命長
3、燈管可採用手動清洗或自動機械清洗方式
4、全自動控制系統,智能化操作 波長從 200 到 300nm 的紫外線有殺菌作用。 UVC 輻射有很強的殺菌力。它被 DNA 吸收並對其結構進行破壞,從而去除活細胞的活性。微生物如病毒,細菌,酵母菌,真菌被紫外燈在幾秒鍾之內變得無害。只要輻射強度足夠高,紫外線殺菌是一種可靠和環保的方法,因為無需任何化學添加劑。此外,微生物無法對紫外線產生抗體。
在用紫外線殺菌時,可以使用發射波長為 254 nm 的單色譜低壓汞燈 ,或是發射寬頻光譜覆蓋從 200 到 300 nm 的整個范圍的中壓汞燈,也可以使用只發射波長為 222 nm 的準分子燈。
世紀源紫外燈進行水處理的優點:
對味道和氣味沒有影響;
無需添加化學物質;
無環境污染;
輻射時間短;
對耐氯的病原體有效;
操作簡便;
工藝的維護需求小;
運行成本極低。 生物化學水處理方法利用自然界存生的各種細菌微生物,將廢水中有機物分解轉化成無害物質,使廢水得以凈化。生物化學水處理方法可以分活性污泥法、生物膜法、生物氧化塔、土地處理系統、厭氧生物水處理方法。
生物化學水處理法的流程:
原水→格柵→調節池→接觸氧化池→沉澱地→過濾→消毒→出水。
1、活性污泥水處理方法
(1)純氧曝氣法。最早是在1968 年由美國建成第一個純氧曝氣的污水處理廠。由於製造氧氣的成本不斷下降, 純氧曝氣法得到廣泛應用。
(2)深水曝氣法。增加曝氣池的深度可以增加池水的壓力, 從而使水中氧的溶解度提高, 氧的溶解速度也相 應增快, 因此, 深水曝氣池水中的溶解氧要比普通曝氣 池的高, 一般是將池深由原來的4 m 增加到10 m 左右。
(3)射流曝氣法。污水和污泥組成的混合液通過射流器, 由於高速射流而產生負壓, 從而有大量的空氣吸入,空氣與混合液進行充分接觸, 提高了污水的吸氧率, 從而使處理的污水效率得到提高。
(4)投加化學混凝劑及活性炭法。在活性污泥法的曝氣池中投加化學混凝劑及活性炭, 這樣相當於在進行生化處理的同時進行物化處理。活性炭又可作為微生物的載體並有協助固體沉降的作用, BOD 及COD 的去除率提高, 使水質凈化。(5)生物接觸氧化法。這是兼有活性污泥法和生物過濾法特點的一種新型污水處理方法, 以接觸氧化池代替一般的曝氣池, 以接觸沉澱池代替常用的沉澱池。
(6)管道化曝氣。此法是使污水在壓力管道內進行活性污泥曝氣, 同時進行較長距離的輸送。由於設備少,投資費用和操作費用均可降低。
曝氣:即排流式曝氣,使用曝氣風機將壓縮空氣不斷地鼓入廢水中,保證水中有一定的溶解氧,以維持微生物的生命活動,分解水中有機物,以達到水處理的凈化效果。
2、生物膜水處理方法
(1)生物濾池:使廢水流過生長在濾料表面的生物膜,通過兩面間的物質交換及生化作用,使廢水中有機物降解,達到水處理的凈化目的。
(2)生物轉盤:由固定在一橫軸上的若干間距很近的圓盤組成,不斷旋轉的圓盤面上生長一層生物膜,以達到水處理凈化效果。 生物接觸氧化:供微生物棲附的填料全部浸於廢水中,並採用機械設備向廢水中充入空氣,使廢水中有機物降解,以凈化廢水。 3、土地處理系統 (1)土地滲濾:利用土壤膜中的微生物和植物根系對污染物的凈化能力來進行生活污水處理,同時利用污水中的水、肥來促進農作物、牧草、樹木生長。
(2)污水灌溉:這種水處理方法主要目的為灌溉,以充分利用凈化後的污水。
4、厭氧生物水處理方法:利用厭氧微生物分解污水中有機物,達到水處理凈化目的,同時產生甲烷氣、CO2等氣體。 如果所取水樣內混有較多的微粒雜質,則在四氯化碳萃取後,水和有機溶劑分層處不會出現明顯的分液層,但仍可用乾的濾紙過濾,因為干濾紙會很快吸干混雜層中的水珠,而使四氯化碳通過濾紙時並不影響測試結果。四氯化碳蒸汽對人體有毒害,在操作時應盡量避免吸入,蒸發烘乾時必須在通風櫥內進行。