化學(xué)專業(yè)水處理基本知識(shí)

1、化學(xué)專業(yè)水處理基本知識(shí) 1一、水資源及其分布水包括天然水（河流、湖泊、大氣水、海水、地下水等），人工制水（通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使氫氧原子結(jié)合得到水）。水（化學(xué)式：H2O）是由氫、氧兩種元素組成的無(wú)機(jī)物，在常溫常壓下為無(wú)色無(wú)味的透明液體。水是地球上最常見(jiàn)的物質(zhì)之一，是包括人類在內(nèi)所有生命生存的重要資源，也是生物體最重要的組成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。水資源，是指現(xiàn)在或?qū)?lái)一切可能用于生產(chǎn)和生活的地表水和地下水源。地球上水的總量約有14108km3之多，貯量相當(dāng)豐富，但地球上的水以不同的形式分布于不同的區(qū)域。分布形式有海洋水（占97.3%）、淡水湖水（占0.009%）、鹽湖和內(nèi)海水（占0.00

2、8%）、河流水（占0.0001%）、土壤水（占0.005%）、地下水（占0.6%）、冰冠和冰川水（占2.1%）、大氣水（占0.001%）。其中海水貯量最大，占總量的97.3%，而海水含有大量的礦物鹽類，不宜被人類直接使用。在人類可利用的2.7%的淡水中，又約有75%以冰冠和冰川的形式存在于地球的兩極，因此可被人類開發(fā)利用的淡水僅占總水量的0.3%。2二、天然水體中的雜質(zhì)自然界中的水，在太陽(yáng)照射和地心引力等作用下不停地流動(dòng)和轉(zhuǎn)化，通過(guò)降水、滲透和蒸發(fā)等循環(huán)方式而形成多種形式的水源。水在自然循環(huán)中都不同程度地有各種各樣的雜質(zhì)混入，使水質(zhì)發(fā)生變化。其雜質(zhì)的來(lái)源基本分為兩類：一是自然過(guò)程；如初期降水(

3、包括雨、雷等)在到達(dá)地面之前對(duì)各種有害物質(zhì)的溶入；水對(duì)地層礦物中某些易溶成分的溶解；水流對(duì)地表及河床沖刷所帶人的泥砂和腐殖質(zhì)；水中各類微生物、水生動(dòng)植物繁殖及其死亡殘骸等等。二是人為因素(即生活污水及工業(yè)廢水)的污染。此時(shí)，水中雜質(zhì)將更為復(fù)雜。這些雜質(zhì)按形態(tài)(主要是尺寸大小)可分為懸浮物、膠體和溶解物三類。3三、懸浮物、膠體和溶解物的定義水中的懸浮物質(zhì)是顆粒直徑在0.0001mm以上的顆粒。肉眼可見(jiàn)。這些顆粒主要是由泥沙、沾土、原生動(dòng)物、藻類、細(xì)菌、病毒、以及高分子有機(jī)物等組成，常常懸浮在水流之中，水產(chǎn)生的渾蝕現(xiàn)象，也都是有此類物質(zhì)所造成。這些微粒很不穩(wěn)定，可以通過(guò)沉淀和過(guò)濾而除去。 水中的膠

4、體物質(zhì)是指直徑在0.0001-0.000001mm之間的微粒。膠體是許多分子和離子集合物。天然水中的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)膠體主要是鐵、鋁和硅的化合物。水中的有機(jī)膠體物質(zhì)主要是植物或動(dòng)物的膠體腐爛和分解而生成的腐殖物。其中以湖泊水中的腐殖物含量最多，因此常常使水呈黃綠色或褐色。水中的溶解物質(zhì)是直徑小于或等于0.000001mm的微小顆粒，主要是溶于水中的以低分子存在的溶解鹽類的各種離子和氣體。溶解物質(zhì)可以用離子交換或除鹽等方法予以去除。4四、水處理工藝流程鍋爐補(bǔ)給水處理用水：自來(lái)水（深井泵）工業(yè)水池清水箱清水泵活性炭過(guò)濾器保安過(guò)濾器超濾超濾水箱一級(jí)反滲透增壓泵一級(jí)保安過(guò)濾器一級(jí)反滲透高壓泵一級(jí)反滲透一級(jí)淡

5、水箱二級(jí)反滲透高壓泵二級(jí)反滲透二級(jí)淡水箱二級(jí)淡水泵EDI除鹽水箱除鹽水泵主廠房。5五、全自動(dòng)過(guò)濾器6全自動(dòng)過(guò)濾器簡(jiǎn)介全自動(dòng)自清洗過(guò)濾器是一種利用濾網(wǎng)直接攔截水中的雜質(zhì)，以凈化水質(zhì)及保護(hù)系統(tǒng)其他設(shè)備正常工作的精密設(shè)備，水由進(jìn)水口進(jìn)入自清洗過(guò)濾器機(jī)體， 由于智能化(PLC、PAC)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可自動(dòng)識(shí)別雜質(zhì)沉積程度，給排污閥信號(hào)自動(dòng)排污。工作原理：超濾是一種膜分離技術(shù)，過(guò)濾是以膜兩側(cè)壓差為促動(dòng)力，以機(jī)械篩分原理為基礎(chǔ)進(jìn)行的，我項(xiàng)目用的是外壓式中空超濾膜組件，過(guò)濾方式是全流過(guò)濾，即進(jìn)水全透過(guò)膜表面而成為產(chǎn)水。全自動(dòng)自清洗過(guò)濾器克服傳統(tǒng)過(guò)濾產(chǎn)品的納污量小、易受污物堵塞、過(guò)濾部分需拆卸清洗且無(wú)法監(jiān)控過(guò)濾器

6、狀態(tài)等眾多缺點(diǎn)，具有對(duì)原水進(jìn)行過(guò)濾并自動(dòng)對(duì)濾芯進(jìn)行自動(dòng)清洗排污的功能，且清洗排污時(shí)系統(tǒng)不間斷供水，可以監(jiān)控過(guò)濾器的工作狀態(tài)，自動(dòng)化程度很高。主要組件有：電機(jī)、電控箱、控制管路、主管組件、濾芯組件、316L不銹鋼刷、框架組件、傳動(dòng)軸、進(jìn)出口連接法蘭等。7六、超濾8超濾在廢水處理中的應(yīng)用目前已應(yīng)用在汽車制造行業(yè)噴漆廢水、金屬加工廢水以及食品工業(yè)廢水的處理及有用物質(zhì)的回收。 超濾原理也是一種膜分離過(guò)程原理，超濾利用一種壓力活性膜，在外界推動(dòng)力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對(duì)較高的物質(zhì),而水和小的溶質(zhì)顆粒透過(guò)膜的分離過(guò)程。通過(guò)膜表面的微孔篩選可截留分子量為3x100001x10000的物質(zhì)

7、。當(dāng)被處理水借助于外界壓力的作用以一定的流速通過(guò)膜表面時(shí)，水分子和分子量小于300500的溶質(zhì)透過(guò)膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于篩分作用被截留，從而使水得到凈化。也就是說(shuō)，當(dāng)水通過(guò)超濾膜后，可將水中含有的大部分膠體硅除去，同時(shí)可去除大量的有機(jī)物等。 超濾原理并不復(fù)雜。在超濾過(guò)程中，由于被截留的雜質(zhì)在膜表面上不斷積累，會(huì)產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象，當(dāng)膜面溶質(zhì)濃度達(dá)到某一極限時(shí)即生成凝膠層，使膜的透水量急劇下降，這使得超濾的應(yīng)用受到一定程度的限制。為此，需通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行研究，以確定最佳的工藝和運(yùn)行條件，最大限度地減輕濃差極化的影響，使超濾成為一種可靠的反滲透預(yù)處理方法 9七、反滲透10反滲透的原理示意圖1

8、1反滲透的發(fā)展史和定義反滲透，英文為R O，它所描繪的是一個(gè)自然界中水分自然滲透過(guò)程的反向過(guò)程。早在1950年美國(guó)科學(xué)家有一回?zé)o意中發(fā)現(xiàn)海鷗在海上飛行時(shí)從海面啜起一大口海水，隔了幾秒后吐出一小口的海水。他由此而產(chǎn)生疑問(wèn)：陸地上由肺呼吸的動(dòng)物是絕對(duì)無(wú)法飲用高鹽份的海水，那為什么海鷗就可以飲用海水呢？這位科學(xué)家把海鷗帶回了實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)過(guò)解剖發(fā)現(xiàn)在海鷗 囔嗉位置有一層薄膜，該薄膜構(gòu)造非常精密。海鷗正是利用了這薄膜把海水過(guò)濾為可飲用的淡水，而含有雜質(zhì)及高濃縮鹽份的海水則吐出嘴外。這就是以后逆滲透法（簡(jiǎn)稱 R.O）的基本理論架構(gòu)。最早使用于美國(guó)太空人將尿液回收為純水使用。醫(yī)學(xué)界還以反滲透法的技術(shù)用來(lái)洗腎（

9、血液透析）。反滲透膜可以將重金屬、農(nóng)藥、細(xì)菌、病毒、雜質(zhì)等徹底分離。整個(gè)工作原理均采用物理法，不添加任何殺菌劑和化學(xué)物質(zhì)，所以不會(huì)發(fā)生化學(xué)變相。并且反滲透膜并不分離溶解氧，所以通過(guò)此法生產(chǎn)得出的純水是活水，喝起來(lái)清甜可口。12反滲透的應(yīng)用反滲透應(yīng)用食品、飲料、純凈水生產(chǎn)工藝中； 醫(yī)藥、電子等行業(yè)用水制備； 化工工藝的濃縮、分離、提純及配水制備； 鍋爐補(bǔ)給水除鹽軟水； 海水、苦咸水淡化； 造紙、電鍍、印染等行業(yè)用水及廢水處理；13八、電除鹽（EDI）水處理系統(tǒng)14電除鹽（EDI）工作原理連續(xù)電除鹽（EDI）是利用混合離子交換樹脂吸附給水中的陰陽(yáng)離子，同時(shí)這些被吸附的離子又在直流電壓的作用下，分別

10、透過(guò)陰陽(yáng)離子交換膜而被去除的過(guò)程。此過(guò)程離子交換樹脂不需要用酸和堿再生。這一新技術(shù)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的離子交換( DI )裝置，生產(chǎn)出電阻率高達(dá)18 Mcm的超純水。15EDI所具有的優(yōu)點(diǎn)：EDI無(wú)需化學(xué)再生,節(jié)省酸和堿。EDI可以連續(xù)運(yùn)行。提供穩(wěn)定的水質(zhì)。操作管理方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小。運(yùn)行費(fèi)用低。利用反滲透技術(shù)進(jìn)行一次除鹽，再用EDI技術(shù)進(jìn)行二次除鹽就可以徹底使純水制造過(guò)程連續(xù)化避免使用酸堿再生。因此，EDI技術(shù)給水處理技術(shù)帶來(lái)了革命性的進(jìn)步。16 EDI的應(yīng)用領(lǐng)域電廠化學(xué)水處理 電子、半導(dǎo)體、精密機(jī)械行業(yè)超純水 制藥工業(yè)工藝用水 食品、飲料、飲用水的制備 海水、苦咸水的淡化 精細(xì)化工、精尖學(xué)科用水 其他行業(yè)所需的高純水制備 17 透水率=單位時(shí)間內(nèi)滲透的水量，L/H單位膜面積，M2*100% 脫鹽率=(反滲透處理進(jìn)水中的含鹽量，MG/L-反滲透處理出水中的含鹽量，MG/L)反滲透處理進(jìn)水中的含鹽量，MG/L*100% 回收水率=滲透出水水量，L進(jìn)水量，L*100%反滲透（E