前置過濾器只是粗過濾設備,想要讓家裡的自來水變成直飲水,就需要借回助凈水器了答。
凈水器的過濾效果主要取決於過濾膜,也就是我們常說的要更換的濾芯。
目前市面上的過濾膜技術主要有3種:超濾、納濾和RO反滲透。下面就一 一帶大家了解。
1、RO膜反滲透
先說近幾年大熱的RO反滲透。起初反滲透技術被用在太空艙里解決宇航員的用水問題。
太空艙是一個密閉的小空間,每一滴水都很珍貴,所有的汗液,尿液,和洗澡用水,都是要循環利用的,這也是為什麼以前反滲透處理的純凈水也叫太空水的緣故。而且,反滲透技術也被應用到海水淡化和污水處理中。
它的原理是,通過對RO膜一端的自來水進行加壓,當壓力達到一定程度,水分子會逆著自然滲透的方向作反向滲透,從而獲得純凈水。
⑵ GE納濾膜對礦物質飲用水處理有什麼作用能達到什麼樣的效果
ge納濾膜
而各種膜分離過程,首先是在水處理方面得到應用,而後推廣到冶金、石油、化工、儀器、醫葯、仿生等諸多領域。
微濾、超濾、納濾、反滲透、滲析、電滲析等技術己經廣泛在給水處理、純水制備、海水淡化、苦鹹水淡化等水處理領域中得到推廣和應,並在水處理的各個方面,ge濾芯安裝給傳統的水處理工藝以巨大的沖擊和挑戰。膜分離技術有著傳統的給水處理工藝不可比擬的優點:
首先,膜分離技術可適用於從無機物到有機物,從病毒、細菌到微粒甚至特殊溶液體系的廣泛分離,可充分確保水質,且處理效果不受原水水質、運行條件等因素的影響。
第二,膜分離過程為物理過程,不需加入化學葯劑,提高了人們對水處理過程的信賴程度,易於為群眾接受,屬為人們稱道的「綠色」技術。
第三,膜分離技術分離裝置簡單,佔地面積小,系統集成容易,便於運輸、拆卸、安裝,運行環境清潔、整齊,可稱之為真正意義上的「造水工廠」。
第四,膜分離過程系統簡單、操作容易,且易控制,便於維修,有利於生產自動化的推廣與普及。作為一種新興的水處理技術,膜分離以其無可非議的先進性得到了世界各國學者們的廣泛關注。
2納濾技術概述
膜分離技術被稱為「二十一世紀的水處理技術」,自70年代應用於水處理領域後,得到了廣泛的研究和空前的發展,受到世界各國水處理工作者的普遍關注,開展了不同水平。不同層次的理論研究和技術開發、應用。在給水處理領域應用最為廣泛的是一系列的低壓膜,如納濾膜、反滲透膜等。其中,納濾膜法水處理技術以其特殊的優勢,獲得了世界各國的水處理工作者的普遍關注,在水處理技術的研究和開發領域取得了可喜的成績。
納濾技術是從反滲透技術中分離出來的一種膜分離技術,是超低壓反滲透技術的延續和發展分支。一般認為,納濾膜存在著納米級的細孔,且截留率大於95%的最小分子約為1mm,所以近幾年來這種膜分離技術被命名為:Nanofiltration,簡稱:NF,中文譯為:納濾。在過去的很長一段時間里,納濾膜被稱為超低壓反滲透膜(LPRO:LowPressureReverseOsmosis),或稱選擇性反滲透膜或鬆散反滲透膜(LooseRO:LooseReverseOsmosis)。日本學者大谷敏郎曾對納濾膜的分離性能進行了具體的定義:操作壓力≤1.50mPa,截留分子量200~1000,NaCl的截留率≤90%的膜可以認為是納濾膜[1]。納濾技術已經從反滲透技術中分離出來,成為介於超濾和反滲透技術之間的獨立的分離技術,己經廣泛應用於海水淡化、超純水製造、食品工業、環境保護等諸多領域,成為膜分離技術中的一個重要的分支。
3納濾膜
納濾過程的關鍵是納濾膜。對膜材料的要求是:具有良好的成膜性、熱穩定性、化學穩定性、機械強度高、耐酸鹼及微生物侵蝕、耐氯和其它氧化性物質、有高水通量及高鹽截留率、抗膠體及懸浮物污染,由兩部分結構組成:一部分為起支撐作用的多孔膜,其機理為篩分作用;另一部分為起分離作用的一層較薄的緻密膜,其分離機理可用溶解擴散理論進行解釋。對於復合膜,可以對起分離作用的表皮層和支撐層分別進行材料和結構的優化,可獲得性能優良的復合膜。膜組件的形式有中空纖維、卷式、板框式和管式等。其中,中空纖維和卷式膜組件的填充密度高,造價低,組件內流體力學條件好;但是這兩種膜組件的製造技術要求高,密封困難,使用中抗污染能力差,對料液預處理要求高。而板框式和管式膜組件雖然清洗方便、耐污染,但膜的填充密度低、造價高。因此,在納濾系統中多使用中空纖維式或卷式膜組件。
在我國,對納濾過程的理論研究比較早,但對納濾膜的開發尚處於初步階段。在美國、日本等國家,納濾膜的開發已經取得了很大的進展,達到了商品化的程度,如美國Filmtec公司的NF系列納濾膜、日本日東電工的NTR-7400系列納濾膜及東麗公司的UTC系列納濾膜等都是在水處理領域中應用比較廣泛的商品化復合納濾膜。
對於一般的反滲透膜,脫鹽率是膜分離性能的重要指標,但對於納濾膜,僅用脫鹽率還不能說明其分離性能。有時,納濾膜對分子量較大的物質的截留率反而低於分子量較小的物質。納濾膜的過濾機理十分復雜。由於納德膜技術為新興技術,因此對納濾的機理研究還處於探索階段,有關文獻還很少。但鑒於納濾是反滲透的一個分支,因此很多現象可以用反滲透的機理模型進行解釋。關於反滲透的膜透過理論[2]有朗斯代爾、默頓等的溶解擴散理論;里德、布雷頓等的氫鍵理論;舍伍德的擴散細孔流動理論;洛布和索里拉金提出的選擇吸附細孔流動理論和格盧考夫的細孔理論等。
納濾膜的過濾性能還與膜的荷電性、膜製造的工藝過程等有關。不同的納濾膜對溶質有不同的選擇透過性,如一般的納濾膜對二價離子的截留率要比一價離子高,在多組分混合體系中,對一價離子的截留率還可能有所降低。納濾膜的實際分離性能還與納濾過程的操作壓力、溶液濃度、溫度等條件有關。如透過通量隨操作壓力的升高而增大,截留率隨溶液濃度的增大而降低等。同時可以查看中國污水處理工程網更多技術文檔。
4納濾技術的工程應用
納濾膜的孔徑范圍介於反滲透膜和超濾膜之間,其對二價和多價離了及分子量在200~1000之間的有機物有較高的脫除性能,而對單價離子和小分子的脫除率則較低。而且,與反滲透過程相比,納濾過程的操作壓力更低(一般在1.0Mpa左右);同時由於納濾膜對單價離子和小分子的脫除率低,過程滲透壓較小,所以,在相同條件下,納濾與反滲透相比可節能15%左右[3]。因而在水處理中,納濾被廣泛應用於飲用水的濃度凈化、水軟化、有機物和生物活性物質的除鹽和濃縮、水中三鹵代物前軀物的去除、不同分子量有機物的分級和濃縮、廢水脫色等領域。
Sibille等研究了法國Auverw-sur-Oise市的地下水,對納濾和生物處理飲用水(臭氧—生物活性炭過濾)進行了對比。結果表明,納濾可以顯著提高飲用水的水質,減少細菌數量和有機物的濃度,從而使後續消毒更有效,也減少了三氯甲烷的形成。但是,研究又指出,少量極易被細菌等吸收的可生物降解的有機物質(BOM:BiologicalOrganicMatter)、可同化有機碳(AOC:AssimilableOrganicCarbon)也能透過納濾膜。
I.C.Escobar等的研究[4]中,將石灰軟化設備與納濾進行比較。結果表明,納濾系統可有效去除原水中除了AOC以外的幾乎全部溶解性有機碳(DOC:DissolvedOrganicCarbon)含量。
雖然,納濾技術的工程應用在美國、日本等國家的給水行業中已經得到大規模的推廣,但在我國,將納濾技術廣泛地應用於工程實踐的條件還不成熟,尚處於嘗試階段、本要問題是國產納濾膜的性能指標不夠過關。是納濾技術在高硬度海島苦鹹水凈化的實際應用。該工程由國家海洋局杭州水處理中心設計,於1997年4月正式投入生產淡水,系統連續正常運行27個月,淡化水符合國家生活飲用水衛生標准[5]。
有關學者曾採用納濾膜對某市自來水(以污染嚴重的淮河水為原水)進行深度處理試驗,研究了納濾循環制水試驗工藝的效果。結果表明,循環試驗工藝與單級納濾工藝相比,在同樣較低的壓力下,出水率較高,並且能耗降低,減少了濃水排放。即使在回收率較高(80%)的情況下,膜出水中的總有機碳(TOC)仍比自來水低50%;對致會變物的去除十分顯著,使Ames試驗陽性的水轉為陰性[6]。
5納濾膜應用中的問題
納濾膜有較高的膜通量,可以截留有機及無機污染物,而對人體必需的一些離子又有較大的透過率,因此,把納濾膜應用於飲用水的深度凈化較其它的膜分離技術有較大的優勢。把鋼濾膜應用於給水處理領域的主要問題是
a)膜表面容易形成附著層,使膜的通量顯著下降;
b)操作結束後,膜的清洗較困難;
c)膜的耐用性差。
世界各國的水處理工作者正在進行廣泛的研究,尋求解決這些問題的途徑。納濾技術在給水處理領域的推廣應用還依賴於這些問題的進一步解決。
⑶ 重金屬污水怎麼處理
重金屬的污染問題已成為今世界各國共同關注的問題,國內外對重金屬的處理方面的研究正在全面進行中。我國也在這方面取得了矚目的成績。
重金屬廢水處理的方法有很多,可分為兩大類:一類是使溶解性的重金屬轉變為不溶或者難溶的金屬化合物,從而將其從水中除去。另一類是在不改變重金屬化學形態的情況下進行濃縮分離,例如反滲透法、電滲析法、離子交換法、蒸發濃縮法等。
1.氫氧化物沉澱法。該方法是通過向重金屬廢水投加鹼性沉澱劑(如石灰乳、碳酸鈉液鹼等),使金屬離子與輕基反應,生成難溶的金屬氫氧化物沉澱,從而予以分離的方法。
2.硫化物沉澱法。該方法是通過向廢水中投加硫化劑,使金屬離子與硫化物反應,生成難溶的金屬硫化物沉澱從而得以分離的方法。硫化劑可採用硫化鈉、硫化氫或硫化亞鐵等。此法的優點是生成的金屬硫化物的溶解度比金屬氫氧化物的溶解度小,處理效果比氫氧化物沉澱更好,而且殘渣量少,含水率低,便於回收有用金屬。缺點是硫化物價格高。
3.還原法。該方法是通過向廢水中投加還原劑,使金屬離子還原為金屬或低價金屬離子,再投加石灰使其成為金屬氫氧化物沉澱從而得以分離的方法。還原法可用於銅、汞等金屬離子的回收,常用於含鉛廢水的處理。
4.離子交換法。離子交換法是利用離於交換劑的交換基團,與廢水中的金屬離子進行交換反應,將金屬離子置換到交換劑上予以除去的方法。用離子交換法處理重金屬廢水,如Cu2+、Zn2+、Cd2+等,可以採用陽離子交換樹脂;而以陰離子形式存在的金屬離子絡合物或酸根 (HgCl2-、Cr2O72等),則需用陰離子交換樹脂予以除去。
5.鐵氧體法。鐵氧體是由鐵離子、氧離子以及其它金屬離子所組成的氧化物,是一種具有鐵磁性的半導體。採用鐵氧體法處理重金屬廢水是根據鐵氧體的製造原理,利用鐵氧體反應,把廢水中的二價或三價金屬離子,充填到鐵氧體尖晶石的晶格中去,從而得到沉澱分離的方法。
6.電解法。電解法是利用電極與重金屬離子發生電化學作用而消除其毒性的方法。按照陽極類型不同,將電解法分為電解沉澱法和回收重金屬電解法兩類。電解法設備簡單、佔地小、操作管理方便、而且可以回收有價金屬。但電耗大、出水水質差、廢水處理量小。
7.膜分離方法。該方法是利用一種特殊的半透膜,在外界壓力的作用下,在不改變溶液中化學形態的基礎上,將溶劑和溶質進行分離或濃縮的方法。膜分離法包括反滲透法、電滲析法、擴散滲折法、液膜法和超濾法等。
8.吸附法。該方法是利用吸附劑將廢水中的重金屬離子除去的方法。吸附法由於佔地面積小、工藝簡單、操作方便、無二次污染,特別適用於處理含低濃度金屬離子的廢水。
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⑷ 納濾的應用
納濾分離作為一項新型的膜分離技術,技術原理近似機械篩分。但是納濾膜本體帶有電荷性。這是它在很低壓力下仍具有較高脫鹽性能和截留分子量為數百的膜也可脫除無機鹽的重要原因。
納濾分離愈來愈廣泛地應用於電子、食品和醫葯等行業,諸如超純水制備、果汁高度濃縮、多肽和氨基酸分離、抗生素濃縮與純化、乳清蛋白濃縮、納濾膜-生化反應器耦合等實際分離過程中。與超濾或反滲透相比,納濾過程對單價離子和分子量低於200的有機物截留較差,而對二價或多價離子及分子量介於200~500之間的有機物有較高脫除率,基於這一特性,納濾過程主要應用於水的軟化、凈化以及相對分子質量在百級的物質的分離、分級和濃縮(如染料、抗生素、多肽、多醣等化工和生物工程產物的分級和濃縮)、脫色和去異味等。主要用於飲用水中脫除Ca、Mg離子等硬度成分、三鹵甲烷中間體、異味、色度、農葯、合成洗滌劑,可溶性有機物,及蒸發殘留物質。
隨著對環境保護和資源綜合利用認識的不斷提高,人們希望在治理廢水的同時實現有價物質的回收,比如:大豆乳清廢液中含有1%左右的低聚糖和少量的鹽,亞硫酸鹽法制備化纖漿和造紙漿過程出現的亞硫酸鈣廢液中含有2%~2.5%的六碳糖和五碳糖,製糖工業中出現的廢糖蜜中含有少量的鹽等等。
NF分離是一種綠色水處理技術,在某些方面可以替代傳統費用高,工藝繁瑣的污水處理方 法.其技術特點是:能截留分子量大於100的有機物以及多價離子,允許小分子有機物和單 價離子透過;可在高溫,酸,鹼等苛刻條件下運行,耐污染;運行壓力低,膜通量高,裝置 運行費用低;可以和其他污水處理過程相結合以進一步降低費用和提高處理效果.在水處理 中,NF膜主要用於含溶劑廢水的處理,能有效地去除水中的色度,硬度和異味.NF膜以其特殊的分離性能已成功地應用於製糖,制漿造紙,電鍍,機械加工以及化工反應催化劑的回收等行業的廢水處理.
納濾是一種綠色水處理技術,是國際上膜分離技術的最新發展,在某些方面可以替代傳統費用高、工藝繁瑣的污水處理方法。納米級孔徑且帶有電荷的特殊過濾性能特點是:能截留分子量大於200的有機物以及多價離子,允許小分子有機物和單價離子透過;可在高溫、酸、鹼等苛刻條件下運行,膜耐受的條件范圍寬,濃縮倍數高,耐污染;運行壓力低,膜通量高,裝置運行費用低,能耗極低(唯一驅動力是壓力)。
由於納濾膜特殊的孔徑范圍和制備時的特殊處理(如復合化、荷電化),使得納濾膜具有較特殊的分離性能,其在降低廢水COD、水源水的色度、硬度和去除飲用水中的有機物(TOC)、三鹵代烷(THMs)前驅物等方面的應用近年來受到廣泛重視,已成功地應用於製糖行業、造紙行業、電鍍行業、機械加工行業及化工反應催化劑的回收行業等的廢水處理中。納濾膜的應用研究主要集中在幾個方面:根據中性溶質的分子量大小而進行分離;截留有機物分子而讓單價電解質透過膜層;根據離子價態而實現離子問的分離。根據納濾膜分離的特點,其應用范圍主要適用於下述情況的物質分離:①對單價鹽分離的截留率要求不高;②要求進行不同價態離子的分離,如軟化處理;③需要對高分子量有機物與低分子量有機物進行分離,如葡萄酒脫醇;④鹽和對應的酸的分離;⑤有機物和無機物的分離,如染料脫鹽、乳清濃縮脫鹽和飲用水凈化。
納濾膜具有熱穩定性、耐酸、耐鹼和耐溶劑等優良性質,在廢水的有價物質回收中起到不可估量的作用,廣泛地應用於各種有機廢水的回收處理。比如農葯廢液處理、乳清和抗菌素脫鹽、電鍍廢液中金屬回收、各種石化廢水處理等。在給水處理中,納濾膜主要用於制備軟化水、飲用純凈水,能有效地去除水中的色度、硬度和異味 。
試驗研究及應用
(1)日用化工廢水處理.用NF膜處理日用化工廢水的應用研究表明NF膜耐酸鹼,有優良的截留率,對重金屬有很好的去除率,不存在膜污染問題.據估計,由於NF膜的運行費用低於反滲透技術,對有機小分子有良好的脫除率,可能會覆蓋90%以上的日用化工廢水處理.
(2)石油工業廢水處理.
石油工業廢水主要包括石油開采和煉制過程中產生的含各種無機鹽和有機物的廢水,其成分 非常復雜,處理難度大.採用膜法特別是NF法與其他方法相給合,既可有效處理廢水還可以 回收有用物質.例如,先用NF膜將原油廢水分離成富油的水相和無油的鹽水相,然後把富油 相加入到新鮮的供水中再進入洗油工序,這樣既回收了原油又節約了用水.以前多採用反滲 透 和相分離結合的方法處理石油工業廢水,但存在著膜污染嚴重的問題,如果在反滲透前加一NF膜,就可以解決膜污染的問題.石油工業的含酚廢水中主要含有苯酚,甲基酚,硝基酚以 及各類取代酚,此類物質的毒性很大,必須脫除後才能排放,若採用NF技術,不僅酚的脫除 率可達95%以上,而且在較低壓力下就能高效地將廢水中的鎘,鎳,汞,鈦等重金屬高價離子脫除,其費用比反滲透等方法低得多.
(3)殺蟲劑廢水處理.一般的水處理方法不能除去污染水中的低分子有機農葯.通過研究NF膜對不含酚殺蟲劑的截留性能發現除了二氯化物以外,其他殺蟲劑的截留 率均高於96.7%,所有殺蟲劑在NF膜上的吸附能力均受其疏水性的影響.採用NF處理含有酚 類殺蟲劑的廢水也十分有效.
(4)化纖,印染工業廢水處理.NF可以用於印染過程排水中染料及助劑的脫除和回用.處 理染料聚合漿料時,由於大多數染料的分子量在幾百到幾千,NF膜可以讓一些無機鹽或小分 子通過,而對較大的染料分子進行截取,粗染料漿液經NF系統後,染料可以富集,而無機鹽 的濃度下降,脫鹽率大於98%,染料損失率小於0.1%,而且可以在高溫下運行.此外,NF還 可以用於纖維加工過程中的含油廢水的處理及回收再利用.
(5)生活污水處理.採用常用的生物降解和化學氧化相結合的方法處理生活污水時,氧化 劑的消耗很大,殘留物多.如果在它們之間增加一個NF系統,讓能被微生物降解的小分子( 分子量小於100)通過,不能生物降解的有機大分子(分子量大於100)被截留下來經化學氧化 後再生物降解,這樣就可以充分發揮生物降解的作用,節省氧化劑或活性炭的用量,降低最 終殘留物的含量.
(6)熱電廠二次廢水的治理及回收利用.熱電廠的二次廢水主要來自沖灰,除塵及冷卻系統,此類廢水中含有大量的懸浮固體,灰份 及高含量的鹽份和部分有機物.利用NF可以把這一類廢水處理成工業回用水.首先用微濾除 去水中的全部懸浮顆粒,質量分數為99%的BOD,98%的COD,73%的總氮和17%的總磷,同時將水中的菌落總數降到3~4個/L,然後加酸降低pH以除去CO2,最後再經NF脫鹽,達到鍋爐用水的質量.澳大利亞太平洋熱電廠的Eraring發電站已用NF對此類廢水進行處理,每天處理1 000~15 000 m3廢水,既減輕了市政供水系統的負荷,每年又可為熱電廠節約 操作費用80萬美元.該熱電廠准備擴大發電規模,用水量也相應增大,估計到2010年,處理 此類廢水量將達5 000 m3/d,效益極其可觀.
(7)酸洗廢液處理.鋼廠的酸洗工序是將鋼材浸入質量分數為20%左右的硫酸酸洗槽中進行 酸洗.隨著酸洗的進行,硫酸濃度逐漸降低,硫酸亞鐵濃度不斷增高,當溶液中硫酸的質量 分數降至6%~8%,生成的硫酸亞鐵濃度超過200~250 g/L時,酸洗速率下降,必須更 換酸洗液,排放酸洗廢液.酸洗好的鋼材必須用清水進行沖洗以除去表面的酸性物質,又造 成了廢酸水的外排.為了保護環境,節約資源,可採用NF工藝處理酸洗廢液.利用NF膜對硫 酸和硫酸亞鐵截留率的不同,先將硫酸亞鐵截留在濃縮液中,然後將濃縮液送入冷卻結晶罐,冷卻結晶出FeSO4·7H2O;透過液再經能截留硫酸的另一NF膜組件,截留後濃縮為20%的 硫酸,再生酸液回收利用,透過液則排至廢酸水站,進一步處理排放或回收.這一工藝回收 了硫酸和硫酸亞鐵,同時實現了酸洗廢液的回收綜合利用和廢酸水達標排放的目的.
(8)造紙廢水處理.採用NF膜技術替代傳統的化學處理 法能更為有效地除去深色木質素.木漿漂白過程產生的氯化木質素 是帶負電的,容易被帶負電性的NF膜截留,並且對膜不會產生污染.另外,因為整個處理過程中對陽離子(Na+)的脫除率並沒有嚴格要求,採用反滲透技術就顯得沒有必要 .採用超濾/納濾處理牛皮紙製造廢水有很好的效果。
工程應用
納濾膜的孔徑范圍介於反滲透膜和超濾膜之間,其對二價和多價離了及分子量在200~1000之間的有機物有較高的脫除性能,而對單價離子和小分子的脫除率則較低。而且,與反滲透過程相比,納濾過程的操作壓力更低(一般在1.0Mpa左右);同時由於納濾膜對單價離子和小分子的脫除率低,過程滲透壓較小,所以,在相同條件下,納濾與反滲透相比可節能15%左右[3]。因而在水處理中,納濾被廣泛應用於飲用水的濃度凈化、水軟化、有機物和生物活性物質的除鹽和濃縮、水中三鹵代物前軀物的去除、不同分子量有機物的分級和濃縮、廢水脫色等領域。
Sibille等研究了法國Auverw-sur-Oise市的地下水,對納濾和生物處理飲用水(臭氧—生物活性炭過濾)進行了對比。結果表明,納濾可以顯著提高飲用水的水質,減少細菌數量和有機物的濃度,從而使後續消毒更有效,也減少了三氯甲烷的形成。但是,研究又指出,少量極易被細菌等吸收的可生物降解的有機物質(BOM:BiologicalOrganicMatter)、可同化有機碳(AOC:AssimilableOrganicCarbon)也能透過納濾膜。
雖然,納濾技術的工程應用在美國、日本等國家的給水行業中已經得到大規模的推廣,但在我國,將納濾技術廣泛地應用於工程實踐的條件還不成熟,尚處於嘗試階段、本要問題是國產納濾膜的性能指標不夠過關。已有工程實例的報道,如國內首套工業化大規模膜軟化系統——山東長島南隍城納濾示範工程,是納濾技術在高硬度海島苦鹹水凈化的實際應用。該工程由國家海洋局杭州水處理中心設計,於1997年4月正式投入生產淡水,系統連續正常運行27個月,淡化水符合國家生活飲用水衛生標准。
有關學者曾採用納濾膜對某市自來水(以污染嚴重的淮河水為原水)進行深度處理試驗,研究了納濾循環制水試驗工藝的效果。結果表明,循環試驗工藝與單級納濾工藝相比,在同樣較低的壓力下,出水率較高,並且能耗降低,減少了濃水排放。即使在回收率較高(80%)的情況下,膜出水中的總有機碳(TOC)仍比自來水低50%;對致會變物的去除十分顯著,使Ames試驗陽性的水轉為陰性。
納濾膜應用問題
納濾膜有較高的膜通量,可以截留有機及無機污染物,而對人體必需的一些離子又有較大的透過率,因此,把納濾膜應用於飲用水的深度凈化較其它的膜分離技術有較大的優勢。把鋼濾膜應用於給水處理領域的主要問題是:
這三個問題是膜分離的基本問題,也是納濾膜法水處理技術難以廣泛應用的主要原因。世界各國的水處理工作者正在進行廣泛的研究,尋求解決這些問題的途徑。納濾技術在給水處理領域的推廣應用還依賴於這些問題的進一步解決。
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⑹ 石油化工廢水處理方法
石油化工廢水處理方法具體內容是什麼,下面中達咨詢為大家解答。
隨著油田開采期的延長,尤其是油田開發的中後期,原油含水量越來越高,而無水開采期則越來越短,目前我國大部分油田原油綜合含水率己達80%,有的甚至達到90%,每年採油廢水的產生量約為4.1億t,成為主要的含油污水源。含油污水中的石油類主要由浮油、分散油、乳化油、膠體溶解物質和懸浮固體等組成。
石油從地下開采出來,經過脫水穩定處理後進入到集輸管線,然後輸到煉油廠或油庫,在廠內再次進行脫水、脫鹽處理,當原油中含水量小於或等於0.5%,含鹽量小於5000mg/L後,方可進入到常減壓裝置。在加熱爐內將原油加熱到350℃以上,然後進行常壓蒸餾、減壓蒸餾,分割出汽油、煤油、柴油、潤滑油餾分,常壓重油和減壓渣油作為二次加工的原料。為了提高產品質量及原油的綜合利用串,在煉油廠還要進行二次加工,主要裝置有催化裂化、鉑重整、加氫、糠醛精製、聚丙烯、焦化、氧化瀝青等多套裝置,由於這些裝置均採用物理分離和化學反應相結合的方法,生產過程往往是在高溫下進行的,這就需要消耗燃料及冷卻介質(水)。
在工藝汽提及注水、產品精製水洗水和機泵軸封冷卻水等工藝中,水和油品要直接接觸,因而產生含油污水,含酚污水等。
因為石油化工廢水的處理難度大,不僅濃度高,而且難以溶解。因而,在石油化工廢水的處理中,一般要用到化學成分。典型的就是化學法、物理法和生化處理技術。
1、化學法
化學法是指在石油化工廢水的處理中,使用化學成分使廢水中的污染成分分解、溶解或凝集的方法,從而達到處理廢水的目的,避免環境污染。
1.1絮凝
石化污水處理的重要過程之一是絮凝,即通過向水中投加絮凝劑破壞水中膠體顆粒的穩態,膠粒之間的相互碰撞和聚集,形成易於從水中分離的絮狀物質。絮凝可以用來處理煉油廢水中的濁度、色度、有機污染物、浮游生物和藻類等污染物成分。在具體操作中,絮凝通常與氣浮或者沉澱等工藝聯用,作為生化處理的預處理。目前,採用微生物絮凝劑,利用生物技術製成的廢水處理劑,同其它絮凝劑相比具有許多優點,比如,易生物降解、適用范圍廣、熱穩定性強、高效和無二次污染等,因此應用前景廣闊。
1.2氧化法
氧化法主要有光催化氧化法、濕式氧化法和臭氧氧化法。針對不同成分的石油化工廢水,可以選擇不同的方法,這樣可以達到最有效、最經濟、最安全的處理廢水的目的。
1)光催化氧化法。光催化氧化法,可以有效地將光輻射與O2、H2O2等氧化劑結合起來,從而達到處理污水的目的,因此稱為光催化氧化。有人以太陽光為光源,以TiO2、TiO2/Pt、ZnO 等為催化劑,用此法處理含有21 種有機污染物的水,得到的最終產物都是CO2,不產生二次污染。還有人用Fe2+和H2O2作氧化劑, 鐵離子與紫外光之間存在協同效應,使H2O2分解產生氫氧根的速度大大加快,因此氧化效率得到提高,該法在許多國家尚處於研究階段。
2)濕式氧化法。濕式氧化法可以分為兩類,分別是催化濕式氧化(CWO)和濕式空氣氧化(WAO)。CWO是將有機物在高溫、高壓及催化劑存在條件下,氧化分解為CO2、H2O和N2等無毒無害物質的過程,它反應時間更短、轉化效率更高,但pH、催化劑活性對反應影響較大。WAO是利用空氣中的分子氧在高溫高壓條件下進行液相氧化的工藝過程,該技術是有效控制環境污染物的良好途徑,特別適宜於有毒有害污染物或高濃度難降解有機污染物的處理。盧義成等用濕式空氣氧化工藝處理石化廢液,COD、無機硫化物、硫代硫酸鹽和總酚的去除率平均為81.8%、近100%、91.7%、近100%。結果表明該法在處理效果上已經達到國外同類設備的處理效能。
3)臭氧氧化法。臭氧氧化法有其獨到的優點:這種方法氧化時不產生污泥和二次污染。但是,其運行及投資費用高,且處理的廢水流量不宜過大。經臭氧氧化後,廢水中的小部分有機物被徹底氧化為水和二氧化碳,而大部分轉化為氧化中間產物。一般將臭氧氧化和生物活性炭吸附聯用技術用於深度處理, 在氧化有機物的同時臭氧迅速分解為氧,使活性炭床處於富氧狀態,得到再生,提高其使用周期;同時活性炭表面好氧微生物的活性增強,降解吸附有機物的能力提高。能有效去除有機物,改變有機物生色基團的結構,強化活性炭的脫色能力。黎松強等用臭氧-活性炭工藝深度處理煉油廢水,COD、氨氮、揮發酚、石油類的去除率平均為82.6%、93.4%、99.5%、94.3%,出水主要指標達到地面水Ⅳ類水質標准。
2、物理法
1)吸附。吸附,指的就是利用固體物質的多孔性,使廢水中的污染物附著在其表面而得以去除的方法。常用的吸附劑為活性炭,可有效去除COD、廢水色度和臭味等,但其處理成本較高,而且容易造成二次污染。在石化廢水處理中,吸附常與絮凝或臭氧氧化聯用。
2)膜分離。膜分離有微濾、超濾、反滲透和納濾等不同的方法,無論哪種方法,都能有效去除廢水的臭味、色度,去除有機物、多種離子和微生物,出水水質穩定可靠。
3)氣浮法。氣浮,指的是利用高度分散的微小氣泡,作為載體粘附廢水中的懸浮物,使之隨氣泡浮升到水面而加以分離,分離對象為疏水性細微固體懸浮物以及石化油。在石化廢水處理中,氣浮常置於隔油、絮凝之後。比如,將渦凹氣浮(CAF)系統放置於隔油池後處理含油石化廢水, 進水含油約200mg/L,出水含油低於10mg/L,去除率達到95%。試驗證明氣浮處理廢水的效果是可靠的。
3、生化法
1)好氧處理。在石油化工廢水處理中,好氧處理方法比較多,比如序批式間歇活性污泥法、高效好氧生物反應器、生物接觸氧化、膜生物反應器處理法等,但單獨使用好氧生物處理較少,主要是與厭氧處理相結合。
2)厭氧處理。石化廢水COD高、可生化性較差,一般先進行厭氧預處理以提高後續處理的可生化性。①升流式厭氧污泥床。UASB反應器內污泥濃度高,一般平均污泥質量濃度為30~40g/L。有機負荷高,水利停留時間短,中溫消化,COD的容積負荷一般為10~20kg/(m3・d)。反應區內設三相分離器,被沉澱區分離的污泥能夠自動迴流到反應區,無混合攪拌設備。污泥床內不填載體,造價低。一般用於高濃度有機廢水的處理。②厭氧固定膜反應器。厭氧固定膜反應器中裝有固定填料,能夠截留和附著大量厭氧微生物,通過其作用,進水中的有機物轉化為甲烷和二氧化碳等從而得以去除,具有抗沖擊負荷能力強、微生物停留時間長和運行管理方便等優點。
3)組合工藝。石油化工廢水具有污染物種類較多,因此水質情況復雜,如採用單一的好氧或厭氧處理,很難達到排放要求,而將厭氧(或缺氧)和好氧處理有效結合的組合工藝處理效果好,有較廣泛應用。比如,採用A/O 工藝的新型組合A/O1、O2工藝處理石油化工廢水,系統由泥法好氧、膜法缺氧和膜法好氧組成。進水COD為1300mg/L,總HRT為60h(分別為20h),出水BOD、COD、MLSS、含油分別低於(30、100、70、10)mg/L。
石油化工企業含油污水具有水量波動大、水質波動頻繁、污染物成分非常復雜的特點,其中含有大量的油、硫化物、揮發酚等有毒有害物質,直接排放將對環境造成極大的危害。含油污水處理工藝和回用工藝的正確選擇,是關繫到污水場和回用裝置能否正常運行的關鍵,也是控制投資實現經濟運行的關鍵。
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⑺ 一般的污水處理工藝有哪些
不溶態污染物的分抄離技襲術:
1、重力沉降:沉砂池(平流、豎流、旋流、曝氣)、沉澱池(平流、豎流、輻流、斜流);
2、混凝澄清;
3、浮力浮上法:隔油、氣浮;
4、其他:阻力截留、離心力分離法、磁力分離法。
污染物的生物化學轉化技術:
1、活性污泥法:SBR、AO、AAO、氧化溝等;
2、生物膜法:生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池等;
3、厭氧生物處理法:厭氧消化、水解酸化池、UASB等;
4、自然條件下的生物處理法:穩定塘、生態系統塘、土地處理法。
污染物的化學轉化技術:
1、中和法:酸鹼中和;
2、化學沉澱法:氫氧化物沉澱、鐵氧體沉澱、其他化學沉澱;
3、氧化還原法:葯劑氧化法、葯劑還原法、電化學法;
4、化學物理消毒法:臭氧、紫外線、二氧化氯、氯氣、次氯酸鈉。
溶解態污染物的物理化學分離技術:
1、吸附法;
2、離子交換法;
3、膜分離法:擴散滲析、電滲析、反滲透、超濾、納濾、微濾 ;
4、其他分離方法:吹脫和氣提、萃取、蒸發、結晶、冷凍。
⑻ 污水處理技術有哪些(污水處理的方法匯總)
隨著國家對環保的重視,以及工業水處理的技術發展,以下簡述現如今的工業廢水處理的新技術。
膜技術
膜分離法常用的有微濾、納濾、超濾和反滲透等技術。由於膜技術在處理過程中不引入其他雜質,可以實現大分子和小分子物質的分離,因此常用於各種大分子原料的回收,如利用超濾技術回收印染廢水的聚乙烯醇漿料等。目前限制膜技術工程應用推廣的主要難點是膜的造價高、壽命短、易受污染和結垢堵塞等。伴隨著膜生產技術的發展,膜技術將在廢水處理領域得到越來越多的應用。
磁分離技術
磁分離技術是近年來發展的一種新型的利用廢水中雜質顆粒的磁性進行分離的水處理技術。對於水中非磁性或弱磁性的顆粒,利用磁性接種技術可使它們具有磁性。磁分離技術應用於廢水處理有三種方法:直接磁分離法、間接磁分離法和微生物—磁分離法。目前研究的磁性化技術主要包括磁性團聚技術、鐵鹽共沉技術、鐵粉法、鐵氧體法等,具有代表性的磁分離設備是圓盤磁分離器和高梯度磁過濾器。目前磁分離技術還處於實驗室研究階段,還不能應用於實際工程實踐。
Fenton及類Fenton氧化法
典型的Fenton試劑是由Fe2催化H2O2分解產生?OH,從而引發有機物的氧化降解反應。由於Fenton法處理廢水所需時間長,使用的試劑量多,而且過量的Fe2將增大處理後廢水中的COD並產生二次污染。近年來,人們將紫外光、可見光等引入Fenton體系,並研究採用其他過渡金屬替代Fe2,這些方法可顯著增強Fenton試劑對有機物的氧化降解能力,減少Fenton試劑的用量,降低處理成本,統稱為類Fenton反應。Fenton法反應條件溫和,設備較為簡單,適用范圍廣;既可作為多帶帶處理技術應用,也可與其他方法聯用,如與混凝沉澱法、活性碳法、生物處理法等聯用,作為難降解有機廢水的預處理或深度處理方法。
電化學(催化)氧化
電化學(催化)氧化技術通過陽極反應直接降解有機物,或通過陽極反應產生羥基自由基(?OH)、臭氧等氧化劑降解有機物。電化學(催化)氧化包括一維、二維和三維電極體系。由於三維電極體系的微電場電解作用,目前備受推崇。三維電極是在傳統的二維電解槽的電極間裝填粒狀或其他碎屑狀工作電極材料,並使裝填的材料表面帶電,成為第三極,且在工作電極材料表面能發生電化學反應。與二維平板電極相比,三維電極具有很大的比表面,能夠增加電解槽的面體比,能以較低電流密度提供較大的電流強度,粒子間距小而物質傳質速度高,時空轉換效率高,因此電流效率高、處理效果好。三維電極可用於處理生活污水,農葯、染料、制葯、含酚廢水等難降解有機廢水,金屬離子,垃圾滲濾液等。
鐵碳微電解處理技術
鐵碳微電解法是利用Fe/C原電池反應原理對廢水進行處理的良好工藝,又稱內電解法、鐵屑過濾法等。鐵炭微電解法是電化學的氧化還原、電化學電對對絮體的電富集作用、以及電化學反應產物的凝聚、新生絮體的吸附和床層過濾等作用的綜合效應,其中主要是氧化還原和電附集及凝聚作用。鐵屑浸沒在含大量電解質的廢水中時,形成無數個微小的原電池,在鐵屑中加入焦炭後,鐵屑與焦炭粒接觸進一步形成大原電池,使鐵屑在受到微原電池腐蝕的基礎上,又受到大原電池的腐蝕,從而加快了電化學反應的進行。此法具有適用范圍廣、處理效果好、使用壽命長、成本低廉及操作維護方便等諸多優點,並使用廢鐵屑為原料,也不需消耗電力資源,具有「以廢治廢」的意義。目前鐵碳微電解填料己經廣泛應用於印染、農葯/制葯、重金屬、石油化工及油分等廢水以及垃圾滲濾液處理,取得了良好的效果。關於本公司研發生產的TPFC鐵碳填料處理各類廢水的效果可以查看TPFC鐵碳微電解填料處理各種廢水的處理效果。
臭氧氧化
臭氧是一種強氧化劑,與還原態污染物反應時速度快,使用方便,不產生二次污染,可用於污水的消毒、除色、除臭、去除有機物和降低COD等。多帶帶使用臭氧氧化法造價高、處理成本昂貴,且其氧化反應具有選擇性,對某些鹵代烴及農葯等氧化效果比較差。為此,近年來發展了旨在提高臭氧氧化效率的相關組合技術,其中UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等組合方式不僅可提高氧化速率和效率,而且能夠氧化臭氧多帶帶作用時難以氧化降解的有機物。由於臭氧在水中的溶解度較低,且臭氧產生效率低、耗能大,因此增大臭氧在水中的溶解度、提高臭氧的利用率、研製高效低能耗的臭氧發生裝置成為研究的主要方向。
濕式(催化)氧化
濕式(催化)氧化法是在高溫(150~350℃)、高壓(0.5~20MPa)、催化劑作用下,利用O2或空氣作為氧化劑(添加催化劑),(催化)氧化水中呈溶解態或懸浮態的有機物或還原態的無機物,達到去除污染物的目的。濕式空氣(催化)氧化法可應用於城市污泥和丙烯腈、焦化、印染等工業廢水及含酚、氯烴、有機磷、有機硫化合物的農葯廢水的處理。
等離子體水處理技術
低溫等離子體水處理技術,包括高壓脈沖放電等離子體水處理技術和輝光放電等離子體水處理技術,是利用放電直接在水溶液中產生等離子體,或者將氣體放電等離子體中的活性粒子引入水中,可使水中的污染物徹底氧化、分解。水溶液中的直接脈沖放電可以在常溫常壓下操作,整個放電過程中無需加入催化劑就可以在水溶液中產生原位的化學氧化性物種氧化降解有機物,該項技術對低濃度有機物的處理經濟且有效。此外,應用脈沖放電等離子體水處理技術的反應器形式可以靈活調整,操作過程簡單,相應的維護費用也較低。受放電設備的限制,該工藝降解有機物的能量利用率較低,等離子體技術在水處理中的應用還處在研發階段。
超聲波氧化
頻率在15~1000kHz的超聲波輻照水體中的有機污染物是由空化效應引起的物理化學過程。超聲波不僅可以改善反應條件,加快反應速度和提高反應產率,還能使一些難以進行的化學反應得以實現。它集高級氧化、焚燒、超臨界氧化等多種水處理技術的特點於一身,加之操作簡單,對設備的要求較低,在污水處理,特別是在降解廢水中毒性高、難降解的有機污染物,加快有機污染物的降解速度,實現工業廢水污染物的無害化,避免二次污染的影響上具有重要意義。近年來利用超聲波直接處理或強化處理有機廢水的研究日益增多,內容涉及降解機理、動力學、中間產物、影響因素、系統優化等方面。
輻射技術
20世紀70年代起,隨著大型鈷源和電子加速器技術的發展,輻射技術應用中的輻射源問題逐步得到改善。利用輻射技術處理廢水中污染物的研究引起了各國的關注和重視。與傳統的化學氧化相比,利用輻射技術處理污染物,不需加入或只需少量加入化學試劑,不會產生二次污染,具有降解效率高、反應速度快、污染物降解徹底等優點。而且,當電離輻射與氧氣、臭氧等催化氧化手段聯合使用時,會產生「協同效應」。因此,輻射技術處理污染物是一種清潔的、可持續利用的技術,被國際原子能機構列為21世紀和平利用原子能的主要研究方向。
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