半透膜应用于污水处理

A. 分析钢厂污水的现代处理技术

分析钢厂污水的现代处理技术是非常重要的，污水形成是必不可免的，但如何处理污水才是关键，每个细节的处理都很关键。中达咨询就分析钢厂污水的现代处理技术和大家说明一下。
钢铁厂里的废水在较高的温度下，水体不断蒸发，使废水中的有机物和无机离子含量不断地增加，特别是各种盐类，比如：氯化物、碳酸盐、铁、硫酸盐、锰等等被沉淀下来，浓度不断地增加。原来各大钢铁厂在处理污水时，污水中现有的盐分根本就去除不了，钢铁厂里循环用水所含的盐分和碱度都比较的高。经常使用这样的循环用水，时间长了以后就会在各种机器旅运设备和管道的表层结成一层较厚的污垢，影响热量的传输。所以，提高钢铁厂污水的利用率，减少污水中盐分的含量至关重要。
在我国，钢铁厂污水处理的传统方法比较简单，主要的工艺流程是混凝土构造沉淀池+高效的澄清池+过滤池，经过这样的简单处理之后进行回水再利用。这种传统的处理方法仅对于污水中的某些污染物能起到较为明显的去除效果，比如污水中的漂浮物、各种胶性的物质等等，但是这种处理方式有一个很大的弊端，那就是无法降低污水中盐分的含量。因此，近年来，各大钢铁厂不断加大对于污水处理的研究和实践力度，经过反复的试验和探索，总结出了污水的现代化处理技术，并且不断扩大使用的范围，使得该项技术发展较为迅速。污水的现代处理技术主要有两种形式：一种是超滤+反渗透；另一种是多介质过滤+反渗透。总的来说，这两种方法各有优势，被广泛应用到我国的各大钢铁企业，是目前较为先进、节能、环保、高效的污水处理技术。以下对这两种污水处理工艺进行详细的阐述。
1 钢铁厂污水的“超滤+反渗透”处理工艺
下面讲一下在“超滤+反渗透”工艺下如何处理钢铁厂的污水问题。经过有关的钢铁企业实践证明，采用该种污水处理方法以来，各项机器设备的运行配镇穗非常的稳定，而且经过处理以后水的各项指标比较接近使用水的标准。这种污水处理的流程主要有从进水池通过提升泵到达高效清洁池，然后经过反洗水池通过增压泵到达中间水池，期间经过盘式过滤器和超滤等项工艺，再经过反渗透最后进入回用水池。
1.1 盘式过滤器
主要起到保护膜过滤系统的作用，可以延长膜的使用时间，并且能够减少对膜的清洗次数，能够增强膜的耐用性。盘式过滤器能够进行自动的控制来实现反洗的整个过程，这个过程主要是通过三项指标控制来实现的，一个是压差，另外两个是水的流量和时间，这三个指标中只要有一项达到一定的标准或者是这三项都达到标准，盘式过滤器就开始控制实现自动进行反洗，这时候，由盘式过滤器中的控制器发出自动进行反洗的信号，实现对各个部件进行反洗。
反洗的时候，每一个单元都是相互循环交替着进行的。盘式过滤器中的控制器会首先对一个单元进行反洗，它的主要工作流程是先改变流水的方向，主要通过进出水的阀门来进行控制。水的方向改变以后在盘片上的喷嘴就会向外喷射水，伴随着盘的不停旋转，喷嘴喷射出的水就能够将过滤头上以及盘上的各种的脏东西给冲洗干净。这样的操作不停地反复循环，进行第二个单元的操作，然后进出水的阀门在控制器的控制下恢复正常的工作状态。依次地不停循环就可完成对另一个过滤单元的清洗。
1.2 超滤
主要的作用是将黏泥、原油、聚合物、微生物和悬浮物等进行有效的分离。超滤系统主要由以下四大系统组成：超滤装置本体、气洗和反洗、化学清洗、投加杀菌剂系统。在超滤装置的控制下，为了能有效地控制细菌的生长，每天最少用氯酸盐进行清洗不少于两次；为了能够完全地恢复膜的使用性能，每三个月进行化学清洗的次数不少于一次。
2 钢铁厂污水的“多介质过滤+反渗透”处理工艺
钢铁厂该项污水处理的流程主要是由格栅间进行沉沙以后，通过提升泵进入反洗水池，在这期限进行加药系统的操作，之后由增压泵将污水压入中间水池，进行多介质过滤器以及活性炭过滤器的处理，然后通过高压泵进行反渗透后，流入回用池。
2.1 多介质过滤
主要是由无烟煤和石英砂进行组合，在压力作用下进行工作，这样过滤比普通的过滤要更加的精密。通过在污水中投放一定数量的聚合氯化铝，将污水进行轻微的絮凝，可以进一步地减少污水中的悬浮物，从而降低污水的浑浊度，以保证经过处理后的出水污染指数能够小于5。砂虑系统能够实现全自动操作，上面安装有六个阀门，它们是气洗、出水、排气、正洗排水、反洗进水、反洗排水阀。间隔多长时间运行一次可以培卜预先进行设置，设备可以通过自动控制来完成操作，也可以通过间隔一段时间检测一下污染指数的数值或者测量一下进出水的压力等方式来决定是否进行清洗。
2.2 活性炭被运用到污水过滤工艺中
活性炭具有吸附的重要作用，主要能够吸附诸如氧化性的物质、有机物还有铁离子等等，而且活性炭的表面积也是比较大的。活性炭被运用到处理含有生活污水的水质，收到了比较好的效果。通过实践证明，运用活性炭过滤处理的污水，它的出水污染指数能够控制在4以下。活性炭过滤系统也是通过全自动来操作的，它主要是由六个气阀来进行控制，主要有进、出水阀；正洗排水阀；反洗进；排水阀和排气阀。用活性炭进行过滤的周期，可以预先设置一定的时间，也可以通过检测污水的污染指数来决定清洗的时间，还可以通过测量压力的方法来决定什么时候运用活性炭进行过滤清洗。
2.3 反渗透
反渗透膜是一种特殊介质的半透膜，它的反渗透能力很强，只有水分子能够通过这种膜，而污水中的其他溶质无法通过。如图1所示，在对污水施加一定的压力后，纯水不断滤出，渗透到膜的另一侧，而各种杂质成分被拦截了下来，最终得到高度浓缩的盐水和较为干净的纯水。图1 反渗透原理
反渗透单元在该项污水处理工艺中是最为关键的环节，它的主要构成部分包括：机架、仪表、管道、膜壳和反渗透膜等。并且在进水管上还投放多种化学试剂，比如：阻垢剂、盐酸、还原剂以及各种杀菌剂等。为了减少反渗透膜进行结垢需要投放阻垢剂和盐酸；为了防止因为投放氧化物对于反渗透膜的破坏，需要加入还原剂；反渗透系统中的水温比较温暖，很适合微生物的生长和繁殖，因此会在反渗透膜上滋生很多的细菌，为了有效杀死和控制这些细菌，需要定期在污水中投放非氧化性的杀菌剂，通过投放杀菌剂来杀除反渗透膜上的细菌等微生物，效果非常明显。高压泵也是实现全自动变频控制的，从而保证了在进水时压力是缓慢地、逐渐地升高。在“多介质过滤+反渗透”污水处理系统中主要是通过检测到的压力、电导率、流量等数值，来进行自动决定加入药量的多少、主机的启动和关闭、阀门的敞开和关闭以及确定多长时间进行清洗一次。
3 结语
经过深度处理以后的钢铁厂的污水，可以实现水资源的循环再利用，主要是还可以当作循环冷却水，不但有效提高了对于水的利用率，而且还可以使设备的主体减少了受腐蚀的程度。以上讲到的两种现代钢铁厂污水处理工艺的不同之处在于一种采用超滤，而另一种采用活性炭。使用超滤方法主要是消除水中的不能溶解的杂质，并且可以有效延长反渗透膜的使用时间；活性炭主要是能够去除水中的一些油性物质，可以适用于含有很多有机物的污水。通过对以上两种污水处理工艺的分析和论述，各大钢铁企业应该从自己企业的实际情况出发，选择适合自己企业的一种污水处理的方式方法，不断地提高对于污水的循环利用，以减少对于新水的消耗。在我国水资源相当贫乏的情况下，实现钢厂的可持续发展，一方面不但净化了我们的环境，另一方面还可以为我们的子孙后代造福。
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B. 污水处理都有哪些方法

污水处理的方法有很多，具体包括以下几种
一、沉淀物过滤法
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，会对透析用水其他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，例如网状滤器，沙状滤器(如石英沙等)或膜状滤器等。只要颗粒大小大于这些孔洞之大小，就会被阻挡下来。对于溶解于水中的离子，就无法阻拦下来。
二、硬水软化法
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钠离子来交换硬水中的钙与镁离子，来降低水源内之钙镁离子的浓度。
三、活性碳
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他分子量在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1Onm~lA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。
四、去离子法
去离子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 使用两种树脂-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(OH-)来交换阴离子，氢离子与氢氧根离子互相结合成中性水。
五、逆渗透法
逆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，是透析用水之处理中最重要的一环。所谓"渗透(osmosis)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 (osmotic pressure)"，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，这种现象就稿逗叫作"逆渗透"。
六、超过滤法
超过滤法与逆渗透法类似，也是使用半透膜，但它无法控制离子的清除，因为膜之孔径较大，约10-200A之间。只能排除细菌，病毒，热原及颗粒状物等，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并兄管路中被细菌污染。一般是利用进水压与出水压差来判断超过滤膜是否有效，与活性碳类似，平时是以逆冲法来清除附着其上的杂质。
七、蒸馏法
蒸馏法是古老却也是有效的水处理法，它可以清除任何不可挥发性的杂质，但是无法排除可挥发性的污染物，它需要很大的储水槽来存放，这个储水槽与输送管却是造成污染的重要原因，血液透析用水不用这种方式来处理。
八、紫外线消毒法
紫外线消毒法是常使用的方法之一。紫外线消毒不产生任何二次污染物，属于国际键蔽卖上最新一代的消毒技术，它以其高效率、广谱性、低成本、长寿命、大水量、无污染等其他消毒手段无法比拟的优点，已在西方发达国家逐渐成为一种主流消毒手段 。它的杀菌机理是破坏细菌核酸的生命遗传物质，使其无法繁殖，其中最重大的反应是核酸分子内的pyrimidine盐基变成双合体(dimer)。一般是使用低压水银放电灯（杀菌灯）的人工253.7nm波长的紫外线能量。紫外线杀菌灯的原理与日光灯相同，只是灯管内部不涂萤光物质，灯管的材质是采用紫外线穿透率高的石英玻璃。一般紫外线装置依用途分照射型，浸泡型及流水型。
九、生物化学法
生物化学水处理方法利用自然界存生的各种细菌微生物，将废水中有机物分解转化成无害物质，使废水得以净化。生物化学水处理方法可以分活性污泥法、生物膜法、生物氧化塔、土地处理系统、厌氧生物水处理方法。生物化学水处理法的流程：原水格栅调节池接触氧化池沉淀地过滤消毒出水。

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