国内水处理的方法

水处理专题水处理分类工业及生活污水处理自来水厂生活用水处理家庭用户终端饮用水处理水深度净化技术活性炭吸附消毒方式方法离子交换膜处理：微滤、超滤、纳滤、反渗透一、常见消毒技术臭氧紫外线二氧化氯液氯臭氧（O3）臭氧：一种具有强氧化性不稳定的淡蓝色气体，通过直接氧化微生物使其致死。应用：消毒、降低BOD和COD、脱色等优点：高效、方便经济、消毒产物为O2，无污染缺点：在水中的稳定性差，半衰期短。紫外线原理：通过光化学反应使DNA发生断链或DNA中的基团发生聚合，在强度30000µW/cm2，接触时间大于1s时，能杀灭大多数细菌和病毒，用于饮用水的处理优点：杀菌选择性低、土建成本低、无污染缺点：无持续杀菌能力、灯管污垢的清洗注意事项：灯管的材质、灯管的清洗、处理水的水质、距离液氯集中供水中最常用的消毒剂特点：价格低、便于操作；可能产生氯化有机副产物，对人体有潜在的危害。二氧化氯（ClO2）优点杀菌速度快、效果好，能杀灭多数细菌、藻类、病毒浮游生物等。控制气味：在水中无味、且能有效去除水中微量的产生气味的化合物。可持续杀菌：在水中能保持微量，防止水的污染。缺点制备成本较高产生亚氯酸盐对人体有影响不稳定，需现制现用，多用于小厂二、活性炭吸附技术制作：木材材质经特殊工艺活化后，产生大量的微孔，具备良好的吸附能力即成为活性炭功能与用途：可去除水中余氯、异色、异味、部分有机物和重金属离子；用于饮用水深度处理、家用UF、RO净水器的预处理等。活性炭分类按状态性质分：粉状、粒状、压缩状按材料档次分：椰壳炭、果壳炭、木制炭、煤质炭强大吸附能力的原因孔隙分布：微孔4nm超过95%中孔4~100nm5%以下大孔100nm不到1%空隙率：0.6~0.9cm3/g比表面积：700~1200m2/g活性炭的主要性能指标项目指标优级品一级品二级品碘吸附值，mg/g≥亚甲基蓝脱色力mg/g≥强度，%≥PH值灼烧残渣，%≤100012090.07.0~11.05.090010585.07.0~11.05.08009085.07.0~11.05.0一些指标的概念碘值：每克活性炭吸附碘的饱和值，用于衡量活性炭对氧化性物质的吸附能力，特别是余氯。亚甲基蓝脱色力：每克活性炭吸附亚甲基蓝的饱和值，用于衡量活性炭对异色、易味、异嗅及有机物的吸附能力。常用的家用活性炭滤芯颗粒活性炭滤芯炭棒活性炭滤芯后置活性炭滤芯活性炭纤维滤芯后置活性炭滤芯后置活性炭滤芯前置活性炭滤芯前置活性炭滤芯离子交换树脂是一类带有活性基团的网状结构高分子化合物，分为骨架部分和活性基团部分。骨架：是高分子化合物的基体，具有庞大的表面空间活性基团：化合在高分子骨架上，带有可交换的离子，当硬水通过时与硬度离子交换。三、离子交换树脂处理离子交换树脂分类以活性基团：阳离子树脂（强酸性、弱酸性）阴离子树脂（强碱性、弱碱性）以树脂孔型凝胶型、大孔型以材料苯乙烯系、苯丙烯系。。。交换原理反应式：２Ｒ－Ｎａ＋Ｍｇ２＋←→Ｒ２－Ｍｇ＋2Ｎａ＋可逆反应对阳离子的交换选择性：Fe3+Al3+Ca2+Mg2+K+=NH4+Na+H+铁铝钙镁钾氨钠氢原理示意图主要性能指标树脂的种类交换容量是否食品级颗粒均匀度颗粒强度交换容量定义：单位体积或重量树脂中的可交换基团所能交换的阴、阳离子克数（或克当量数），是对树脂交换能力的一种量度。分别称为体积交换容量和质量交换容量。分为工作交换容量、全交换容量全交换容量：离子交换树脂所具备的全部活性基团的数量，以毫克当量/克（干）表示。最好的家用阳离子交换树脂罗门哈斯各过滤方式的比较微滤（MF）超滤（UF）反渗透(RO)纳滤（NF）代表铁锈、泥沙除菌率、胶体2价以上的离子除盐率、除菌率孔径0.1μm-十几μm0.01μm-0.1μm1nm-几nm1nm以下四、微滤（MF）过滤级别：0.1µm~十几µm功能：粗过滤使用，以截留的方式去除水中较粗颗粒性物、污泥、铁锈、悬浮物质等肉眼可见的杂质。用途：家用净水设备的预处理，用于保障后续正常使用滤芯。常见的微滤滤芯PP棉滤芯折叠滤芯五、超滤（UF）过滤级别：几nm~0.1µm功能：能够将大分子物质（如细菌、胶体、大分子有机物）分离出来，同时除去水中较粗颗粒性物、污泥、铁锈、悬浮物质等肉眼可见的杂质。在饮用水处理中用于主过滤或者反渗透系统的前处理超滤膜的种类----以结构类型分板式管式：内径10mm毛细管式：0.5mm~10mm中空纤维式：0.5mm多孔式超滤膜的种类----以制膜材料分醋酸纤维脂类特点：亲水性好、成孔性好、成本低，但耐酸碱性差，适用范围窄。聚砜类（聚醚砜）易成形、机械强度高、耐热、耐化学性能好。超滤膜的种类----以制膜材料分聚烯烃（PP）机械和化学性能较好，成本也低，但亲水性不强，通常需引入亲水基团。聚偏氟乙烯机械强度、耐高温、耐化学等性能优良，成本高。聚氯乙烯（PVC）机械强度较好、化学性能较好、成本低，但不适合食品行业。超滤膜的两种过滤形式外压式内压式中空纤维和多孔式超滤膜的清洗超滤膜在运行的同时由于截流了污染物，使其通量下降，因此在流量下降达一定程度时需要清洗。机械冲洗正冲洗、反冲洗、热水冲洗、水气混合、超声波清洗化学清洗酸洗、碱洗中空纤维和多孔式超滤膜的保存干态保存膜产品制成后在封胶之间必须使用脱水剂脱水。干态保存法有利于运输，但没有全检。湿态保存膜组件在制成后进行全检，检测通水后必须始终保持湿润状态，因此使用相应的保护液保护，保护液的目的是为了防止膜水解、微生物侵蚀、膜收缩变形、冻结等。常用的保护液：水：甘油：亚硫酸氢钠=79.1：20：0.9超滤膜使用的核心问题过滤效果通量及其衰减速度冲洗效果材质安全性结构强度六、反渗透（RO）反渗透膜是一种带选择性的半透膜过滤级别：0.1nm~1nm功能：去除水中的细菌、病毒、有机物、重金属、离子等，脱盐率达96%以上，几乎什么都能去除。用途：家用反渗透净水器、海水淡化、电子超纯水、医药家用反渗透膜（RO）的结构反渗透原理原理图工作图反渗透膜的特点孔径：1nm通过膜的几乎只有水分子对进水的要求非常高运行时要求有高压泵进水温度：5℃~40℃透过水一般呈偏酸性关于反渗透的几个重要概念电导率衡量溶液的导电能力的参数，单位为µs/cmTDS值溶液中可溶解性固体的含量，单位为mg/L脱盐率反渗透膜对溶液中TDS的去除百分比脱盐率=（1-纯水TDS/进水TDS）×100%关于反渗透的几个重要概念通量指反渗透膜在单位时间内的产水量，通常为吨/小时或加仑/天渗透压指使反渗透膜出水的最小压力回收率反渗透膜产水的百分比回收率=（产水通量/进水通量）×100%影响反渗透膜运行的因素进水含盐量（TDS）进水温度进水压力进水TDS对通量的影响通量TDS进水TDS对除盐率的影响除盐率100%TDS温度对反渗透膜通量的影响流量温度温度每上升一度，通量增加2~3%温度对除盐率的影响温度除盐率100%压力对反渗透膜通量的影响压力流量渗透压压力对除盐率的影响除盐率压力100%反渗透膜的进水水质要求内容要求PH2~11温度℃5~40浊度NTU1.0淤泥密度指数SDI5.0总有机炭TOC(mg/l)3氯(mg/l)0.1铁含量给水中溶解氧5mg/l,Fe0.05SiO2浓水中SiO2100Ca、Sr、Ba硫酸盐离子积KspLSI为负值反渗透系统的预处理预防胶体颗粒物污堵胶体颗粒物的堵塞可严重影响膜的通量，一般使用砂滤、微滤或超滤对进水进行预过滤。预防结垢对于易结垢物质（如高价态离子、SiO2）含量较高的地区，应采用相应措施进行预处理，经常采用软化法或加阻垢剂。预防生物污染预防强氧化剂：如余氯使用反渗透膜应注意的问题控制回收率、进水水质污染的防治与清洗、定期消毒防止背压防止密封圈泄露研究进展：超低压膜、低污染膜等七、纳滤（NF）概念：处于反渗透膜和超滤之间，对不同的溶质进行选择性过滤，一般孔径1~2nm。作用：细菌、病毒、胶体、有机物、硝酸盐、硬度等用途：饮用水深度处理、软化