什么純水處理?
? 純水是指純凈水一般以城市自來(lái)水為水源,通過(guò)多層過(guò)濾,可將微生物等有害物質(zhì)去除,但同時(shí)也去除了氟、鉀、鈣、鎂等人體所需的礦物質(zhì)。
隨著(zhù)現代科技與現代工業(yè)的迅速發(fā)展,而且環(huán)境治理的相對滯后,目前我國水質(zhì)污染形勢嚴峻。由于工業(yè)廢水、生活廢水無(wú)節制的排放及農業(yè)污染,現在的地表水不僅含有泥砂、動(dòng)植物腐朽物。還有大量漂白水、農藥、重金屬、石灰質(zhì)、鐵質(zhì)等等危害人體健康的物質(zhì),這些污染物在人體內長(cháng)期蓄積對人體健康危害極大,可致癌、致突變、致畸變,這是看不崢的殺手。而傳統的自來(lái)水生產(chǎn)工藝不但無(wú)法去除其中中的有機化合物、如果自來(lái)水生產(chǎn)中加氯,反而會(huì )生成三氯甲烷等新的更為強烈的有機污染,致使自來(lái)水的致突變性比天然水更為強烈,再則自來(lái)水出廠(chǎng)后需經(jīng)漫長(cháng)的輸水管路系統,特別是高層住宅樓頂水箱,存在著(zhù)較為嚴重的“二次污染”。這樣式的水,當然不能生喝,即使煮沸,也只能殺菌而不能去除有害化學(xué)物質(zhì)。進(jìn)而,喝純凈水,不但能為健康除害,而且還有益于健康長(cháng)壽。因為水越純,作為載體的功能越能發(fā)揮,溶解體內各種代謝物質(zhì)的能力越強,越容易被人體吸收利,有利于生津止渴,解除疲勞。因此,為維護健康,提高人們的健康水平,發(fā)展純水事業(yè),生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)飲用水純水處理是將自來(lái)水經(jīng)過(guò)二次的凈化,把自來(lái)水中的氯化物、細菌等有害物質(zhì)進(jìn)一步地過(guò)濾,達到滅菌、消毒的效果。
2純水處理的方法
1、薄膜微孔過(guò)濾(MF)純水處理
薄膜微孔過(guò)濾法包括三種形式:深層過(guò)濾、篩網(wǎng)過(guò)濾、表面過(guò)濾。深層過(guò)濾是以編織纖維或壓縮材料制成的基質(zhì),利用隋性吸附或是捕捉方式來(lái)留住顆粒,如常用的多介質(zhì)過(guò)濾或砂濾;深層過(guò)濾是一種較為經(jīng)濟的方式,可去除98%以上的懸浮固體,同時(shí)保護下游的純化單元不會(huì )被堵塞,因此通常做為預處理。
表面過(guò)濾則是多層結構,當溶液通過(guò)濾膜時(shí),較濾膜內部孔隙大的顆粒將被留下來(lái),并主要堆積在濾膜表面上,如常用的PP纖維過(guò)濾。表面過(guò)濾可去除99.9%以上的懸浮固體,所以也可作為預處理或澄清用。
篩網(wǎng)濾膜基本上是具有一致性的結構,就象篩子一般,將大于孔徑的顆粒,都留在表面上(這種濾膜的孔量度是非常精準的),如超純水機終端使用的用點(diǎn)保安過(guò)濾器;篩網(wǎng)過(guò)濾微孔過(guò)濾一般被置于純化系統中的最終使用點(diǎn),以去除最后的殘留微量樹(shù)脂片、碳屑、膠體和微生物。
2、活性炭吸附純水處理
活性炭吸附是利用活性炭的多孔性質(zhì),使水中一種或多種有害物質(zhì)被吸附在固體表面而去除的方法?;钚蕴课綄τ谌コ杏袡C物、膠體、微生物、余氯、嗅味等具有良好的效果。同時(shí)由于活性炭具有一定的還原作用,因此對于水中的氧化劑也具有良好的去除作用。
由于活性炭的吸附功能具有一飽和值,當達到飽和吸附容量時(shí),活性炭濾池的吸附功能將大大降低,因此需要注意分析活性炭的吸附能力,及時(shí)更換活性炭或通過(guò)高壓蒸汽進(jìn)行消毒恢復。但同時(shí)活性炭表面吸附的有機物有可能成為細菌繁殖的營(yíng)養源或溫床,因此活性炭濾池內微生物的繁殖問(wèn)題也值得引起注意。定期的消毒對于控制細菌繁殖是有必要的。值得注意的是,在使用活性炭的初期(或新更換過(guò)活性炭運行初期),少量的極細微的粉末活性炭有可能隨水流進(jìn)入到反滲透系統,而造成反滲透膜流道的污堵,引起操作壓力升高、產(chǎn)水量下降和系統的壓降上升,而且這種破壞作用很難用常規的清洗方法恢復。所以必須將活性炭沖洗干凈,去除細小粉末后才能將過(guò)濾水送至后續RO系統?;钚蕴康淖饔煤艽?,但是使用中也要注意消毒以及新活性炭一定要沖洗干凈。
3、反滲透(RO)純水處理
反滲透是指在濃溶液側施加一個(gè)大于滲透壓的壓力時(shí),濃溶液中的溶劑會(huì )向稀溶液流動(dòng),此種溶劑的流動(dòng)方向與原來(lái)滲透的方向相反,這一過(guò)程稱(chēng)為反滲透;這種原理被用于液體分離領(lǐng)域,用于提純、除雜,處理液體物質(zhì)。
反滲透膜工作原理:對透過(guò)物質(zhì)具有選擇性的薄膜稱(chēng)為半透膜,一般將只能透過(guò)溶劑而不能透過(guò)溶質(zhì)的薄膜稱(chēng)之為理想半透膜。當把相同體積的稀溶液(例如淡水)和濃溶液(例如鹽水)分別置于半透膜的兩側時(shí),稀溶液中的溶劑將自然穿過(guò)半透膜而自發(fā)地向濃溶液一側流動(dòng),這一現象稱(chēng)為滲透。當滲透達到平衡時(shí),濃溶液一側的液面會(huì )比稀溶液的液面高出一定高度,即形成一個(gè)壓差,此壓差即為滲透壓。反滲透是滲透的一種反向遷移運動(dòng),是一種在壓力驅動(dòng)下借助于半透膜的選擇截留作用將溶劑中的溶質(zhì)與溶劑分開(kāi)的分離方法,它已廣泛應用于各種溶液的提純與濃縮,其中最普通的應用實(shí)例便是在水處理工藝中,用反滲透技術(shù)將原水中的無(wú)機離子、細菌、病毒、有機物及膠體等雜質(zhì)去除,以獲得高質(zhì)量的純水。
4、離子交換(IX)純水處理
離子交換純水設備是通過(guò)陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂對水中的各種陰、陽(yáng)離子進(jìn)行置換的一種傳統水處理工藝,陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂按不同比例進(jìn)行搭配可組成離子交換陽(yáng)床系統,離子交換陰床系統及離子交換混床(復床)系統,而混床(復床)系統又通常是用在反滲透滲出等水處理工藝之后用來(lái)制取超純水,高純水的終端工藝,他是目前用來(lái)制備超純水、高純水不可替換的手段之一。其出水電導率可低于1uS/cm以下,出水電阻率達到1MΩ.cm以上,根據不同的水質(zhì)及使用要求,出水電阻率可控制在1~18MΩ.cm之間。被廣泛應用在電子、電力超純水,化工,電鍍超純水,鍋爐補給水及醫藥用超純水等產(chǎn)業(yè)超純水,高純水的制備上。
原水中含有的鹽類(lèi)如Ca(HCO3)2、MgSO4等鈣鎂鈉鹽類(lèi),在流經(jīng)交換樹(shù)脂層時(shí),陽(yáng)離子Ca2+、Mg2+等被陽(yáng)樹(shù)脂的活性基團置換,陰離子HCO3-、SO42-等被陰樹(shù)脂的活性基團置換,從而水就得到超純化。如原水中的重碳酸鹽含量較高,應在陰、陽(yáng)離子交換柱中間設脫氣塔,除去CO2氣體,減輕陰床的負荷。
5、紫外線(xiàn)(UV)超純水處理
細胞繁殖的主要過(guò)程是:DNA的長(cháng)鏈打開(kāi),打開(kāi)后每條長(cháng)鏈長(cháng)的腺嘌呤單元尋找胸腺嘧啶單元連合,每條長(cháng)鏈都可以復制出與剛分離的另一條長(cháng)鏈同樣的鏈條,恢復原來(lái)分裂前的完整DNA,成為新的細胞基礎。而波長(cháng)在240-280nm的紫外線(xiàn)能打破DNA生產(chǎn)蛋白質(zhì)及復制的能力,其中波長(cháng)為265nm的紫外線(xiàn)對細菌病毒的殺傷能力最強。細菌病毒的DNA,RNA受破壞后其生產(chǎn)蛋白質(zhì)的能力和繁殖能力均已喪失。因細菌、病毒一般生命周期很短,不能繁殖的細菌、病毒就會(huì )迅速死亡。紫外線(xiàn)就是以阻止自來(lái)水的的微生物存活以至于達到殺菌、消毒的處理效果。
目前能夠輸出足夠的紫外線(xiàn)強度(UVC)強度用于工程消毒的只有人工汞(合金)燈光源。紫外線(xiàn)殺菌燈燈管是由石英玻璃制成,汞燈根據點(diǎn)亮后的燈管內汞蒸氣壓的不同和紫外線(xiàn)輸出強度的不同,分為三種:低壓低強度汞燈、中壓高強度汞燈和低壓高強度汞燈。
殺菌效果是由微生物所接受的照射劑量決定的,同時(shí),也受到紫外線(xiàn)的輸出能量,與燈的類(lèi)型,光強和使用時(shí)間有關(guān),隨著(zhù)燈的老化,它將喪失30%-50%的強度。
紫外照射劑量是指達到一定的細菌滅活率時(shí),需要特定波長(cháng)紫外線(xiàn)的量:照射劑量(J/m2)=照射時(shí)間(s)×UVC強度(W/m2)照射劑量越大,消毒效率越高,由于設備尺寸要求,一般照射時(shí)間只有幾秒,因此,燈管的UVC輸出強度就成了衡量紫外光消毒設備性能最主要的參數。
6、超過(guò)濾(UF)純水處理
超濾技術(shù)是一種廣泛用于水的凈化,溶液分離、濃縮,以及從廢水中提取有用物質(zhì),廢水凈化再利用領(lǐng)域的高新技術(shù)。特點(diǎn)是使用過(guò)程簡(jiǎn)單,不需加熱,能源節約,低壓運行,裝置占地面積小。
超過(guò)濾(UF)純水處理原理:超過(guò)濾是一種以篩分為分離原理,以壓力為推動(dòng)力的膜分離過(guò)程,過(guò)濾精度在0.005-0.01μm范圍內,可有效去除水中的微粒、膠體、細菌墊層及高分子有機物質(zhì)??蓮V泛應用于物質(zhì)的分離、濃縮、提純。超濾過(guò)程無(wú)相轉化,常溫操作,對熱敏性物質(zhì)的分離尤為適宜,并具有良好的耐溫、耐酸堿和耐氧化性能,能在60℃以下,pH為2-11的條件下長(cháng)期連續使用。
中空纖維超濾膜是超濾技術(shù)中最為成熟與先進(jìn)的一種形式。中空纖維外徑0.5-2.0mm,內徑0.3-1.4mm,中空纖維管壁上布滿(mǎn)微孔,孔徑以能截留物質(zhì)的分子量表達,截留分子量可達幾千至幾十萬(wàn)。原水在中空纖維外側或內腔加壓流動(dòng),分別構成外壓式與內壓式。超濾是動(dòng)態(tài)過(guò)濾過(guò)程,被截留物質(zhì)可隨濃縮小排除,不致堵塞膜表面,可長(cháng)期連續運行。
7、EDI純水處理
EDI超純水處理設備的工作原理:電去離子(EDI)系統主要是在直流電場(chǎng)的作用下,通過(guò)隔板的水中電介質(zhì)離子發(fā)生定向移動(dòng),利用交換膜對離子的選擇透過(guò)作用來(lái)對水質(zhì)進(jìn)行提純的一種科學(xué)的水處理技術(shù)。電滲析器的一對電極之間,通常由陰膜,陽(yáng)膜和隔板(甲、乙)多組交替排列,構成濃室和淡室(即陽(yáng)離子可透過(guò)陽(yáng)膜,陰離子可透過(guò)陰膜)。淡室水中陽(yáng)離子向負極遷移透過(guò)陽(yáng)膜,被濃室中的陰膜截留;水中陰離子向正極方向遷移陰膜,被濃室中的陽(yáng)膜截留,這樣通過(guò)淡室的水中離子數逐漸減少,成為淡水,而濃室的水中,由于濃室的陰陽(yáng)離子不斷涌進(jìn),電介質(zhì)離子濃度不斷升高,而成為濃水從而達到淡化,提純,濃縮或精制的目的。
EDI超純水處理設備的優(yōu)點(diǎn):
1、無(wú)需酸堿再生:在混床中樹(shù)脂需要用化學(xué)藥品酸堿再生,而EDI則消除了這些有害物質(zhì)的處理和繁重的工作。保護了環(huán)境。
2、連續、簡(jiǎn)單的操作:在混床中由于每次再生和水質(zhì)量的變化,使操作過(guò)程變得復雜,而EDI的產(chǎn)水過(guò)程是穩定的連續的,產(chǎn)水水質(zhì)是恒定的,沒(méi)有復雜的操作程序,操作大大簡(jiǎn)便化。
3、降低了安裝的要求:EDI系統與相當處理水量的混床相比,有較不的體積,它采用積木式結構,可依據場(chǎng)地的高度和窨靈活地構造。模塊化的設計,使EDI在生產(chǎn)工作時(shí)能方便維護。
8、臭氧滅菌超純水處理
臭氧(O3)的消毒原理是:臭氧在常溫、常壓下分子結構不穩定,很快自行分解成氧氣(O2)和單個(gè)氧原子(O);后者具有很強的活性,對細菌有極強的氧化作用,將其殺死,多余的氧原子則會(huì )自行重新結合成為普通氧原子(O2),不存在任何有毒殘留物,故稱(chēng)無(wú)污染消毒劑,它不但對各種細菌(包括肝炎病毒,大腸桿菌,綠濃桿菌及雜菌等)有極強的殺滅能力,而且對殺死霉素也很有效。
1、臭氧的滅菌機制及過(guò)程類(lèi)屬于生物化學(xué)過(guò)程,氧化分解了細菌內部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶。
2、直接與細菌、病毒發(fā)生作用,破壞其細胞器和核糖核酸,分解DNA、RNA,蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類(lèi)和多糖等大分子聚合物,使細菌的物質(zhì)代謝生產(chǎn)和繁殖過(guò)程到破壞。
3、滲透胞膜組織,侵入細胞膜內作用于外膜脂蛋白和內部的脂多糖,使細胞發(fā)生通透畸變,導致細胞溶解死亡。并且將死亡菌體內遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、枝原體及熱原(細菌病毒代謝產(chǎn)物、內毒素)等溶解變性滅亡。