半透膜應用於污水處理

A. 分析鋼廠污水的現代處理技術

分析鋼廠污水的現代處理技術是非常重要的，污水形成是必不可免的，但如何處理污水才是關鍵，每個細節的處理都很關鍵。中達咨詢就分析鋼廠污水的現代處理技術和大家說明一下。
鋼鐵廠里的廢水在較高的溫度下，水體不斷蒸發，使廢水中的有機物和無機離子含量不斷地增加，特別是各種鹽類，比如：氯化物、碳酸鹽、鐵、硫酸鹽、錳等等被沉澱下來，濃度不斷地增加。原來各大鋼鐵廠在處理污水時，污水中現有的鹽分根本就去除不了，鋼鐵廠里循環用水所含的鹽分和鹼度都比較的高。經常使用這樣的循環用水，時間長了以後就會在各種機器旅運設備和管道的表層結成一層較厚的污垢，影響熱量的傳輸。所以，提高鋼鐵廠污水的利用率，減少污水中鹽分的含量至關重要。
在我國，鋼鐵廠污水處理的傳統方法比較簡單，主要的工藝流程是混凝土構造沉澱池+高效的澄清池+過濾池，經過這樣的簡單處理之後進行回水再利用。這種傳統的處理方法僅對於污水中的某些污染物能起到較為明顯的去除效果，比如污水中的漂浮物、各種膠性的物質等等，但是這種處理方式有一個很大的弊端，那就是無法降低污水中鹽分的含量。因此，近年來，各大鋼鐵廠不斷加大對於污水處理的研究和實踐力度，經過反復的試驗和探索，總結出了污水的現代化處理技術，並且不斷擴大使用的范圍，使得該項技術發展較為迅速。污水的現代處理技術主要有兩種形式：一種是超濾+反滲透；另一種是多介質過濾+反滲透。總的來說，這兩種方法各有優勢，被廣泛應用到我國的各大鋼鐵企業，是目前較為先進、節能、環保、高效的污水處理技術。以下對這兩種污水處理工藝進行詳細的闡述。
1 鋼鐵廠污水的「超濾+反滲透」處理工藝
下面講一下在「超濾+反滲透」工藝下如何處理鋼鐵廠的污水問題。經過有關的鋼鐵企業實踐證明，採用該種污水處理方法以來，各項機器設備的運行配鎮穗非常的穩定，而且經過處理以後水的各項指標比較接近使用水的標准。這種污水處理的流程主要有從進水池通過提升泵到達高效清潔池，然後經過反洗水池通過增壓泵到達中間水池，期間經過盤式過濾器和超濾等項工藝，再經過反滲透最後進入回用水池。
1.1 盤式過濾器
主要起到保護膜過濾系統的作用，可以延長膜的使用時間，並且能夠減少對膜的清洗次數，能夠增強膜的耐用性。盤式過濾器能夠進行自動的控制來實現反洗的整個過程，這個過程主要是通過三項指標控制來實現的，一個是壓差，另外兩個是水的流量和時間，這三個指標中只要有一項達到一定的標准或者是這三項都達到標准，盤式過濾器就開始控制實現自動進行反洗，這時候，由盤式過濾器中的控制器發出自動進行反洗的信號，實現對各個部件進行反洗。
反洗的時候，每一個單元都是相互循環交替著進行的。盤式過濾器中的控制器會首先對一個單元進行反洗，它的主要工作流程是先改變流水的方向，主要通過進出水的閥門來進行控制。水的方向改變以後在碟片上的噴嘴就會向外噴射水，伴隨著盤的不停旋轉，噴嘴噴射出的水就能夠將過濾頭上以及盤上的各種的臟東西給沖洗干凈。這樣的操作不停地反復循環，進行第二個單元的操作，然後進出水的閥門在控制器的控制下恢復正常的工作狀態。依次地不停循環就可完成對另一個過濾單元的清洗。
1.2 超濾
主要的作用是將黏泥、原油、聚合物、微生物和懸浮物等進行有效的分離。超濾系統主要由以下四大系統組成：超濾裝置本體、氣洗和反洗、化學清洗、投加殺菌劑系統。在超濾裝置的控制下，為了能有效地控制細菌的生長，每天最少用氯酸鹽進行清洗不少於兩次；為了能夠完全地恢復膜的使用性能，每三個月進行化學清洗的次數不少於一次。
2 鋼鐵廠污水的「多介質過濾+反滲透」處理工藝
鋼鐵廠該項污水處理的流程主要是由格柵間進行沉沙以後，通過提升泵進入反洗水池，在這期限進行加葯系統的操作，之後由增壓泵將污水壓入中間水池，進行多介質過濾器以及活性炭過濾器的處理，然後通過高壓泵進行反滲透後，流入回用池。
2.1 多介質過濾
主要是由無煙煤和石英砂進行組合，在壓力作用下進行工作，這樣過濾比普通的過濾要更加的精密。通過在污水中投放一定數量的聚合氯化鋁，將污水進行輕微的絮凝，可以進一步地減少污水中的懸浮物，從而降低污水的渾濁度，以保證經過處理後的出水污染指數能夠小於5。砂慮系統能夠實現全自動操作，上面安裝有六個閥門，它們是氣洗、出水、排氣、正洗排水、反洗進水、反洗排水閥。間隔多長時間運行一次可以培卜預先進行設置，設備可以通過自動控制來完成操作，也可以通過間隔一段時間檢測一下污染指數的數值或者測量一下進出水的壓力等方式來決定是否進行清洗。
2.2 活性炭被運用到污水過濾工藝中
活性炭具有吸附的重要作用，主要能夠吸附諸如氧化性的物質、有機物還有鐵離子等等，而且活性炭的表面積也是比較大的。活性炭被運用到處理含有生活污水的水質，收到了比較好的效果。通過實踐證明，運用活性炭過濾處理的污水，它的出水污染指數能夠控制在4以下。活性炭過濾系統也是通過全自動來操作的，它主要是由六個氣閥來進行控制，主要有進、出水閥；正洗排水閥；反洗進；排水閥和排氣閥。用活性炭進行過濾的周期，可以預先設置一定的時間，也可以通過檢測污水的污染指數來決定清洗的時間，還可以通過測量壓力的方法來決定什麼時候運用活性炭進行過濾清洗。
2.3 反滲透
反滲透膜是一種特殊介質的半透膜，它的反滲透能力很強，只有水分子能夠通過這種膜，而污水中的其他溶質無法通過。如圖1所示，在對污水施加一定的壓力後，純水不斷濾出，滲透到膜的另一側，而各種雜質成分被攔截了下來，最終得到高度濃縮的鹽水和較為干凈的純水。圖1 反滲透原理
反滲透單元在該項污水處理工藝中是最為關鍵的環節，它的主要構成部分包括：機架、儀表、管道、膜殼和反滲透膜等。並且在進水管上還投放多種化學試劑，比如：阻垢劑、鹽酸、還原劑以及各種殺菌劑等。為了減少反滲透膜進行結垢需要投放阻垢劑和鹽酸；為了防止因為投放氧化物對於反滲透膜的破壞，需要加入還原劑；反滲透系統中的水溫比較溫暖，很適合微生物的生長和繁殖，因此會在反滲透膜上滋生很多的細菌，為了有效殺死和控制這些細菌，需要定期在污水中投放非氧化性的殺菌劑，通過投放殺菌劑來殺除反滲透膜上的細菌等微生物，效果非常明顯。高壓泵也是實現全自動變頻控制的，從而保證了在進水時壓力是緩慢地、逐漸地升高。在「多介質過濾+反滲透」污水處理系統中主要是通過檢測到的壓力、電導率、流量等數值，來進行自動決定加入葯量的多少、主機的啟動和關閉、閥門的敞開和關閉以及確定多長時間進行清洗一次。
3 結語
經過深度處理以後的鋼鐵廠的污水，可以實現水資源的循環再利用，主要是還可以當作循環冷卻水，不但有效提高了對於水的利用率，而且還可以使設備的主體減少了受腐蝕的程度。以上講到的兩種現代鋼鐵廠污水處理工藝的不同之處在於一種採用超濾，而另一種採用活性炭。使用超濾方法主要是消除水中的不能溶解的雜質，並且可以有效延長反滲透膜的使用時間；活性炭主要是能夠去除水中的一些油性物質，可以適用於含有很多有機物的污水。通過對以上兩種污水處理工藝的分析和論述，各大鋼鐵企業應該從自己企業的實際情況出發，選擇適合自己企業的一種污水處理的方式方法，不斷地提高對於污水的循環利用，以減少對於新水的消耗。在我國水資源相當貧乏的情況下，實現鋼廠的可持續發展，一方面不但凈化了我們的環境，另一方面還可以為我們的子孫後代造福。
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B. 污水處理都有哪些方法

污水處理的方法有很多，具體包括以下幾種
一、沉澱物過濾法
沉澱物過濾法的目的是將水源內之懸浮顆粒物質或膠體物質清除干凈。這些顆粒物質如果沒有清除，會對透析用水其他精密的過濾膜造成破壞或甚至水路的阻塞。這是最古老且最簡單的凈水法，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。濾過懸浮的顆粒物質所使用的濾器種類很多，例如網狀濾器，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。
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，來降低水源內之鈣鎂離子的濃度。
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在高溫下干餾炭化而成，製成後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他分子量在60到300道爾頓的溶解性有機物質。活性碳的表面呈顆粒狀，內部是多孔的，孔內有許多約1Onm~lA大小的毛細管,1g的活性碳內部表面積高達700-1400m2，而這些毛細管內表面及顆粒表面就是吸附作用之所在。
四、去離子法
去離子法的目的是將溶解於水中的無機離子排除，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合成中性水。
五、逆滲透法
逆滲透法可以有效的清除溶解於水中的無機物，有機物，細菌，熱原及其它顆粒等，是透析用水之處理中最重要的一環。所謂"滲透(osmosis)是指以半透膜隔開兩種不同濃度的溶液，其中溶質不能透過半透膜，則濃度較低的一方水分子會通過半透膜到達濃度較高的另一方，直到兩側的濃度相等為止。在還沒達到平衡之前，可以在濃度較高的一方逐漸施加壓力，則前述之水分子移動狀態會暫時停止，此時所需的壓力叫作 "滲透壓 (osmotic pressure)"，如果施加的力量大於滲透壓時，則水份的移動會反方向而行，也就是從高濃度的一例流向低濃度的一方，這種現象就稿逗叫作"逆滲透"。
六、超過濾法
超過濾法與逆滲透法類似，也是使用半透膜，但它無法控制離子的清除，因為膜之孔徑較大，約10-200A之間。只能排除細菌，病毒，熱原及顆粒狀物等，對水溶性離子則無法濾過。超過濾法主要的作用是充當逆滲透法的前置處理以防止逆滲透膜被細菌污染。它也可用在水處理的最後步驟以防止上游的水在並兄管路中被細菌污染。一般是利用進水壓與出水壓差來判斷超過濾膜是否有效，與活性碳類似，平時是以逆沖法來清除附著其上的雜質。
七、蒸餾法
蒸餾法是古老卻也是有效的水處理法，它可以清除任何不可揮發性的雜質，但是無法排除可揮發性的污染物，它需要很大的儲水槽來存放，這個儲水槽與輸送管卻是造成污染的重要原因，血液透析用水不用這種方式來處理。
八、紫外線消毒法
紫外線消毒法是常使用的方法之一。紫外線消毒不產生任何二次污染物，屬於國際鍵蔽賣上最新一代的消毒技術，它以其高效率、廣譜性、低成本、長壽命、大水量、無污染等其他消毒手段無法比擬的優點，已在西方發達國家逐漸成為一種主流消毒手段 。它的殺菌機理是破壞細菌核酸的生命遺傳物質，使其無法繁殖，其中最重大的反應是核酸分子內的pyrimidine鹽基變成雙合體(dimer)。一般是使用低壓水銀放電燈（殺菌燈）的人工253.7nm波長的紫外線能量。紫外線殺菌燈的原理與日光燈相同，只是燈管內部不塗螢光物質，燈管的材質是採用紫外線穿透率高的石英玻璃。一般紫外線裝置依用途分照射型，浸泡型及流水型。
九、生物化學法
生物化學水處理方法利用自然界存生的各種細菌微生物，將廢水中有機物分解轉化成無害物質，使廢水得以凈化。生物化學水處理方法可以分活性污泥法、生物膜法、生物氧化塔、土地處理系統、厭氧生物水處理方法。生物化學水處理法的流程：原水格柵調節池接觸氧化池沉澱地過濾消毒出水。

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