常用的污水處理方法
現(xiàn)在將這些處理法的原理及功能在此一一說明:
一、沉淀物過濾法:
沉淀物過濾法的目的是將水源內(nèi)之懸浮顆粒物質(zhì)或膠體物質(zhì)清除乾凈。這些顆粒物質(zhì)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。這是古老且簡單的凈水法,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(zhì)。濾過懸浮的顆粒物質(zhì)所使用的濾器種類很多,例如網(wǎng)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(zhì)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(zhì),同時也要在固定時間內(nèi)更換濾器。
沉淀物過濾法還有一個問題值得注意,因?yàn)轭w粒物質(zhì)不斷被阻攔而堆積下來,這些物質(zhì) 面或許有細(xì)菌在此繁殖,并釋放毒性物質(zhì)通過濾器,造成熱原反應(yīng),所以要經(jīng)常更換濾器,原則上進(jìn)水與出水的壓力落差升高達(dá)到原先的五倍時,就需要換掉濾器。
二、硬水軟化法:
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,*此來降低水源內(nèi)之鈣鎂離子的濃度。其軟化的反應(yīng)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(jié)合了Ca2+及Mg2+之后,將原本含在其內(nèi)的Na+離子釋放出來。
現(xiàn)在市面上出售的離子交換樹脂為球狀的合成有機(jī)物高分子電解質(zhì)。樹脂基質(zhì)(resin matrix)內(nèi)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(yīng)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(xì)菌繁殖的問題,所以設(shè)備上需要有逆沖的功能,一段時間后就要逆沖一次以防止太多雜質(zhì)吸附其上。另一個值得注意問題的是高血鈉癥,因?yàn)橥肝鲇盟能浕c再還原過程是*計(jì)時器來控制,正常情況還原作用大多發(fā)生在半夜,這是*閥門在控制,如果發(fā)生故障,大量鹽水就會涌進(jìn)水源,進(jìn)而造成病人的高血鈉癥。
三、活性碳:
活性碳是由木頭,殘木屑,水果核,椰子殼,煤炭或石油底渣等物質(zhì)在高溫下乾餾炭化而成,制成后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(jī)物質(zhì)。活性碳的表面呈顆粒狀,內(nèi)部是多孔的,孔內(nèi)有許多約1Onm~lA大小的毛細(xì)管,1g的活性碳內(nèi)部表面積高達(dá)700-1400m2,而這些毛細(xì)管內(nèi)表面及顆粒表面就是吸附作用之所在。影響活性碳清除有機(jī)物能力的因素有活性碳本身的面積,孔洞大小以及被清除有機(jī)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(dāng)吸附能力達(dá)飽合之后,吸附過多的雜質(zhì)就會掉落下來污染下游的水質(zhì),所以必須定時利用逆沖的方式來清除吸附其上的雜質(zhì)。
這種活性碳濾器如果吸附能力明顯下降,必須更新。測定進(jìn)水及出水的TOC濃度差(或細(xì)菌數(shù)量差)是考量更換活性碳的依據(jù)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(xì)菌容易繁殖滋長,同時對於分子較大有機(jī)物的清除,活性碳的功效有限,所以必須*逆滲透膜在后面補(bǔ)強(qiáng)。
四、去離子法:
去離子法的目的是將溶解於水中的無機(jī)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(jié)合成中性水,其反應(yīng)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(shù),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(shù),A-z與陰離子交換樹脂結(jié)合后,釋放出OH-離子。H+離子與OH-離子結(jié)合后即成中性的水。
這些樹脂之吸附能力耗盡之后也需要再還原,陽離子交換樹脂需要強(qiáng)酸來還原;相反的,陰離子則需要強(qiáng)堿來還原。福建省全自動鋼制無閥過濾器福建省全自動鋼制無閥過濾器