㈠ 給水處理中常用技術概述
由於水是一種溶解力很強的溶劑，又與外界環境如空氣、地殼、土壤等廣泛接觸，故而水中必然含有很多雜質，而水的處理或者凈化其實質就是通過各種水處理技術去除水中有關雜質，以獲得達到一定水質標準的水供生活飲用或工業使用。水處理技術包括混凝、過濾、吸附、膜分離和消毒等。
1 混凝技術
混凝技術的處理對象是水中的懸浮物和膠體物質，其關鍵技術是選擇和投加適當的混凝劑，經混凝過程使水中懸浮物和膠體形成大顆粒絮凝體，然後通過澄清、沉澱進行分離。歷史上很早以前就有以明礬凈水的記載，直至今日，我國的水廠大都採用鋁鹽或鐵鹽作為無機混凝劑，近年來也研究開發和應用了一些新的混凝劑如無機聚合態的聚合氯化鋁（PAC）和聚合硫酸鋁（PAS）等，也包括一些有機高分子絮凝劑如聚丙烯醯胺（PAM）等。
給水和廢水的處理過程中，為了滿足用水水質和環境排放的要求，一般在預處理中採用混凝沉澱法，即向水中投加混凝劑或絮凝劑以破壞溶膠穩定性，使水中的膠體和懸浮物顆粒絮凝成較大的絮凝體，以便從水中分離出來，達到水質凈化的目的。混凝處理實際上包括凝聚和絮凝兩種膠體顆粒物的聚集過程，是一種較為經典的水處理工藝，應用十分普遍。近年來，在絮凝動力學、絮凝形態學、新型高效混凝劑以及高效絮凝反應器等方面的研究和應用，有了許多新的發展，推動了混凝技術的進步。
2 過濾技術
過濾技術是選擇和利用多孔的過濾介質（或稱濾料截面）使水中的雜質得到分離的固液分離過程。它通常與混凝、澄清或沉澱結合使用，這樣不僅能有效的降低水的濁度，而且對去除水中某些有機物和細菌、病毒也有一定的效果，因此，在生活飲用水處理中，過濾是必不可少的，在大多數工業用水處理中也常採用作為預處理過程。根據過濾技術的特點可知，在過濾技術中選擇適當的過濾介質-濾料是極為重要的，目前常用的過濾介質--濾料從砂、無煙煤、微孔塑料、陶瓷，到各種高分子分離膜等可以有多種選擇，它們可以去除水中不同粒度的雜質，此外，通過對過濾器進行優化設計可對過濾效果產生較大的影響。
原水經過混凝澄清處理以後，大部分懸浮物已被去除，但此時水質仍無法滿足飲用水標准和後續處理工藝的水質要求，所以在常規水處理工藝中，過濾常被安排在沉澱池或澄清池之後，經過濾後的出水濁度可以降到小於1單位。在原水濁度較低時（25單位以下），也可採用不經澄清直接過濾。
3 吸附技術
吸附是一種物質附著在另一種物質表面的過程，他可以發生在氣--液、氣--固和液--固兩相之間，在水處理中主要討論物質在水與固體吸附劑之間的轉移過程。許多多孔的固相物質可以作為吸附劑，例如活性炭、木屑、活化煤、焦炭、吸附樹脂等，其中以活性炭使用作為廣泛。吸附劑表面的吸附力可分為分子引力（范德華力）、化學鍵力和靜電引力三種，故而吸附可分為物理吸附、化學吸附和離子交換吸附。影響吸附的因素很多，主要有吸附劑、被吸附物質的性質和吸附過程操作條件等，吸附劑的性質又可分為吸附劑微孔的大小、比表面積以及其表面化學特性等。吸附過程操作條件主要與pH值、溫度、接觸時間等因素有關。
活性炭吸附技術目前應用較多的是在給水處理中去除微量有害物質和嗅味等，尤其是去除水中有機污染物效果較好，因而可單獨或與臭氧結合用於給水深度處理。此外，活性炭吸附在廢水處理中也有廣泛的應用。近年來在新的吸附劑方面又發展了有關的離子交換樹脂和KDF等吸附劑已在給水處理中應用較廣，值得重視。
4 膜分離技術
膜分離技術是利用特殊的有機高分子或無機材料製成的膜將溶液隔開，使溶液中的某些溶質或水滲透出來，從而達到分離的目的。膜分離的優點是分離截面效果好，一般沒有相的變化，設備容易操作，便於產業化等。當然，膜分離技術也存在一定的局限性，例如對待處理的原水水質要求嚴格，處理能力相對較小，需要注意膜的堵塞與清洗等，目前常用的膜分離技術主要有反滲透（RO）、電滲析（ED或ERD）、納濾（NF）、超濾（UF）、和微濾（MF）等，主要用途也各不相同，ED或ERD的局限性是可去除帶電雜志，但對病菌和大多數有機物效果較差；UF和MF去除顆粒直徑較大，但運行時所需壓力較低，膜的成本和運行費用較低；而RO和NF由於它們分離的顆粒直徑小，對病菌、有機物和無機物均有較好的效果，因此具有較廣泛的處理能力和應用范圍，既可用於工業水處理，也可應用於飲用水處理，尤其是近幾年發展迅速的NF技術，因其運行壓力較低，膜的成本和運行成本大幅減少，目前正成為水處理中優先發展的技術和領域。由於水資源緊缺是21世紀全球的一個突出矛盾，而且近年來相關法律法規不斷完善與嚴格，水質分析檢測技術不斷改進，膜的生產成本及銷售價格有下降趨勢，因此，膜技術在水處理方面必將得到越來越廣泛的應用。
5 消毒技術
水的消毒主要是為了殺滅或抑制水中對人體有害的致病微生物。水的消毒技術可分為化學消毒和物理消毒兩大類，化學消毒中採用的消毒劑又可分為氧化型消毒劑和非氧化型消毒劑，氧化型消毒劑中應用最廣的是氯及其製品，這是由於氯的價格低廉、消毒效果良好、使用較方便等特點，在非氧化型消毒劑中如季銨鹽等在工業冷卻水的殺菌，滅藻中應用較多。物理消毒中應用較多的是臭氧消毒和紫外線消毒，臭氧消毒的特點是殺菌效果好，不需很長的接觸時間，受水中的PH值和氨氮影響較小，能通過強氧化作用消除水中的有機物，對水中的鐵、錳、色度和嗅味也有一定的去除效果，其缺點是耗電較多，運行費用高，同時，臭氧需邊生產、邊使用，不易存儲；紫外消毒的缺點是消毒作用有一定的作用距離和范圍，當水中的懸浮物和濁度高時會妨礙紫外線的透射等。
近年來以氯為主要消毒劑已發展了一些新品種，如二氧化氯（ClO2）、
氯代異氰酸鹽（TCCA與DCCA）以及一些加氯的增效劑，如等三嗪類化合物等，此外，含溴的消毒劑也有相應的發展，在非氧化型消毒劑中出現了異噻唑啉酮、季銨鹽等新品種。物理消毒中臭氧和紫外消毒也發展較快，這可能和加氯後產生消毒副產物有關，如鹵代甲烷類化合物等，有的已確認為致癌物而引起廣泛關注，因此非氯消毒劑也有很大的發展前景。
6 結語
給水處理技術的目的是通過各種必要的處理技術改善原水水質，使他們符合生活飲用或工業使用的要求，因此水處理需要根據原水水質和出水水質的要求加以確定，為了達到處理的要求，應根據實際情況選用合適的技術，有時往往將幾種處理技術結合或復合使用。
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㈡ 常用的水處理劑有哪些用到哪些化學原料
處理劑包括緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑、絮凝劑、凈化劑、清洗劑、預膜劑等。在實際應用中，往往使用復合配方的水處理劑，或者綜合應用各類水處理劑。因此，既要注意各組分之間由於不適當的復配而產生對抗作用，使效果降低或喪失，也要充分利用協同效應（幾種葯劑共存時所產生的增效作用）而增效。此外，大多數水處理系統是敞開系統，會有一定的排放量，使用時要考慮到各類水處理劑對環境的影響。緩蝕劑
一類以適當濃度和形式投加在水中後，可以防止或減緩水對金屬材料或設備腐蝕的化學品，具有效果好、用量少、使用方便等特點。 緩蝕劑的類別和品種很多，按其化合物的種類，可分為無機緩蝕劑和有機緩蝕劑。按其抑制的反應是陽極反應、陰極反應或兩者兼而有之，可分為陽極型緩蝕劑、陰極型緩蝕劑或混合型緩蝕劑。緩蝕劑還可以按照在金屬表面形成保護膜的機理而分成鈍化膜型、沉澱膜型和吸附膜型等。目前，在水處理中常用的鈍化膜型緩蝕劑如鉻酸鹽、亞硝酸鹽、鉬酸鹽等；常用的沉澱膜型緩蝕劑有聚合磷酸鹽、鋅鹽等；常用的吸附膜型緩蝕劑如有機胺等。
阻垢劑
又稱防垢劑，指一類能抑制水中鈣、鎂等成垢鹽類形成水垢的化學品。有天然阻垢劑如單寧、木質素衍生物等；無機阻垢劑如六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉等；有機、高分子類阻垢劑，其中以高分子類阻垢劑效果最好，具有發展前途。在水處理中應用較多的有機、高分子類阻垢劑有兩類：①有機膦酸類如 EDTMP（乙二胺四亞甲基膦酸）、HEDP（羥基次乙基二膦酸）等；②聚羧酸，如聚丙烯酸鹽、水解聚馬來酸酐等。這兩類阻垢劑的阻垢作用,通常是通過晶格畸變，以及分散-凝聚作用而實現的，在油田水、鍋爐水以及工業冷卻水等系統應用較廣。
殺菌劑
又稱殺菌滅藻劑或污泥剝離劑、抗污泥劑等，指一類用於抑制水中菌藻等微生物滋長，以防止形成微生物粘泥的化學品。通常分為氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑兩類。氧化性殺菌劑，如常用的氯氣、次氯酸鈉、漂白粉等；非氧化性殺菌劑中效果好、應用比較廣泛的是能破壞細菌的細胞壁和細胞質的化學品，如季銨鹽等。季銨鹽中如氯化十二烷基二甲基苄基銨或溴化十二烷基二甲基苄基銨等，往往兼具殺菌、剝離、緩蝕等多種作用，有發展前途，現已應用於油田水、工業冷卻水等方面。
絮凝劑
一類用於除去或降低水中濁度或懸浮物，加快水中雜質和污泥沉降速度的化學品。絮凝劑中最早應用的是無機絮凝劑，如明礬、三氯化鐵等。有機和高分子絮凝劑是今後廣泛用於給水和廢水處理中的絮凝劑。可分為陰離子型絮凝劑，如羧甲基纖維素、聚丙烯酸鈉等；陽離子型絮凝劑，如聚乙烯胺等；還有非離子型絮凝劑，如聚丙烯醯胺等。它們的絮凝作用主要是通過電荷中和、吸附架橋作用來實現的。
凈化劑
油田水處理中應用的一種專用的化學品，能除去含油污水中的機械雜質和油，其作用除了上述絮凝劑所起的分離懸浮固體或機械雜質以外，還具有油水分離的凈化作用。因此，這種凈化劑中除含有一般絮凝劑成分如鋁鹽、聚丙烯醯胺等以外，常含有一些表面活性劑。對於凈化劑的凈化效果，一般採用薄膜過濾器加以測定，用濾膜因數（見過濾）的大小表示凈化效果的好壞。
清洗劑
一類具有清洗作用的化學品。在水處理的預處理步驟中，常常需要用一些化學品清洗金屬設備表面的沉積物，如腐蝕產物和水垢以及微生物粘泥等。根據清洗的不同要求，清洗劑可以分為酸洗劑如鹽酸、硫酸、氫氟酸、檸檬酸等；鈍化劑如苯甲酸鈉等。目前，所用的磺化琥珀酸二（α-乙基己酯）鈉鹽，則是一種表面活性劑，作為專用清洗劑，用於清洗金屬表面的油污和浮銹等雜質。
預膜劑
在水處理的預處理步驟中，能在金屬表面預先形成保護膜的一類化學品。預膜的目的有兩個：一是在使用化學品抑制腐蝕的初期提高投加的濃度；二是採用一種專用的預膜劑，以便在正常操作中投加少量的緩蝕劑，便可維持和修補保護膜，節約葯劑和費用。目前常用的預膜劑有六偏磷酸鈉加鋅鹽、三聚磷酸鈉等。
㈢ 工業循環水處理的機理與方法
工業循環水通常應用在冷卻水系統中，其目的是提高水的利用率。在工業循環水中，包含有大量的沉澱物、膠體、懸浮物等雜質，這些物體的穩定性均較差。近幾年，工業循環水處理技術不斷進步與發展，為提高工業循環水的利用率提供了技術保障。本文主要對工業循環水處理的機理進行了深入分析，並詳細介紹了工業循環水處理的化學方法與物理方法，以期為同行提供借鑒與幫助。
工業循環水實質就是循環冷卻水。一般而言，工業冷卻水的用水量在工業用水中的所佔比例超過90%。冷卻水主要是用來冷卻產品及設備，以有效提高設備的生產效率，而所用工業循環水必須有較低的水溫、較低的濁度、不易結垢、不易滋生細藻等特性。對循環水進行處理，指的是選取正確的阻垢劑、緩蝕劑等處理劑對循環水進行相應的處理，以提高循環水的利用率。
1、關於工業循環水處理的機理分析
1.1緩蝕機理的相關分析
緩蝕機理的作用原理是選擇合適的緩蝕劑以保證金屬對循環水的緩蝕作用。常用的緩蝕劑有鑰酸鹽、磷酸鹽、鋅鹽、鉻酸緩蝕劑、聚磷酸鹽等，這些緩蝕劑都可以於鋼鐵表層較好地形成一種保護膜，起到緩蝕作用。其中，鋅鹽的成本相對較低，但其毒性較強，所以工業部門及環保部門都對該緩蝕劑的使用做出了嚴格規定；鑰酸鹽與別的葯劑一同使用時，能夠有效地抑制點蝕，尤其是對鋼、銅、鋁的緩蝕作用均較好，但其葯劑用量相對較大，且成本較高；聚磷酸鹽與磷酸鹽盡管會促進藻類生長，但其價格、毒性均較低，反而得到了較廣泛的應用[1]。
1.2阻垢機理的相關分析
水垢一般指的是水中微溶性鹽類在換熱面上沉積而成的一種垢層，該種垢層在水循環中最為常見，同時其危害也是最為嚴重的。阻垢劑是一種控制水垢的技術，一般情況下，添加阻垢劑之後，循環冷卻水都能保持很高的至垢離子濃度，從而有效抑制水垢產生，並能將其濃縮的倍數大幅度提高，起到降低補水量與排污量的目的。結晶、聚合、沉積是水垢形成的常規過程，因此阻垢劑的阻垢機理也極具復雜性，具體表現如下：①晶體品格發生畸變，水垢碳酸鈣結晶的堅硬度與緻密度均較高，使用阻垢劑後，會對水垢結晶形成一種干擾，此時晶體內部應力會相應加大，最終晶體漸漸發生畸變、破裂，阻止了水垢的形成；②絡和增溶，指的是阻垢劑與水中鈣鎂離子所形成的穩定性較強的螯合物，既能增加鈣鎂鹽的溶解度，又能有效阻止水垢的形成；③凝聚與分散，陰離子型的阻垢劑，其陰離子能夠與碳酸鈣的微晶產生物理化學反應，在微晶表層所形成的雙電層 阻止了水垢的形成，除此之外，阻垢劑的阻垢機理還有再生解脫膜假說、雙電層作用機理等，此處不一一贅述[2]。
2、工業循環水的物理處理方法
現階段，在工業循環水的處理中，較常用的是化學處理方法，但由於其毒性與腐蝕性較高，因此其使用受到了較大的限制。在物理處理方法中，尤以陰極保護與膜處理法發展速度較快。
2.1陰極保護的相關分析
陰極保護指的是利用直流電流，讓含有離子的保護介質流至處於保護范圍內的金屬，而被保護的金屬，其負電位能夠在該種作用下移至保護的電位圈內，金屬則不會被腐蝕。陰極保護方法一般有兩種：一種是外加電流的陰極保護，另一種是犧牲陽性的陰極保護，外加電流的陰極保護主要是靠施加外加電流來完成，犧牲陽性的陰極保護則是靠陰、陽兩極的偶聯來完成。工業循環水的物理處理方法主要是利用循環水的物理特性，以保持工業循環水的特性為前提，實現循環水的凈化、冷卻利用，該方法的應用前景較為廣泛。相關技術人員應不斷加大資金投入，並對此進行更深入的分析研究，盡量減少其缺陷，提高其技術性與專業性，使該方法在工業循環水的處理中得到更好的發展。
2.2膜處理法的相關分析
膜處理法指的是通過藉助特殊的薄膜對循環水裡的某些成分進行選擇性的過濾，該方法具體包括了納濾處理法與反滲透處理法。納濾處理法在現階段的工業循環水處理技術中是最為常見、發展較快的一種，其滲透率較高，納濾的工藝、技術也較為先進；反滲透處理法指的是給工業循環水施加一些壓力，循環水由於受到壓力作用，會進入到水分離的過程，在該過程中，就可提取出符合標準的工業循環水[3]。反滲透處理法可以對工業循環水進行更深度的凈化處理，有效加快水與多餘物質的分離速度。與化學處理法相比，膜處理法的毒性與刺激性雖然較低，但其所取得的效果卻比不上化學處理法。
3、工業循環水的化學處理方法
工業循環水的化學處理方法指的是通過藉助阻垢劑、緩蝕劑、殺生劑、復合水處理劑等處理劑來實現對工業水的冷卻處理，使用化學處理方法可以將冷卻水的利用率大大提高，可以很好地控制結垢腐蝕，並能有效節約能源、延長設備的使用期限。由於上文已對阻垢劑與緩蝕劑作了相關介紹，以下著重對復合水處理劑與殺生劑進行相關研究。
3.1復合水處理劑的相關分析
和單一水處理劑比較，復合水處理劑有許多優點：緩蝕劑和阻垢劑、緩蝕劑和緩蝕劑之間通常會有協同增效的功效；能簡化許多加葯的手續；能同時實現對多種金屬材質腐蝕、污垢產生的控制等。較典型的復合水處理劑一般主要有以下幾種配方，分別為：有機磷系水處理葯劑配方、鉻系水處理葯劑配方及鑰系水處理葯劑配方[4]。
3.1.1有機磷系配方的相關分析
有機磷系配方是工業循環水的化學處理中效果較為顯著的方法，該配方葯源較豐富、葯劑性能較穩定，同時具有緩蝕劑與阻垢劑的功效，且溫度較高、抗氧化性也較好，使用方便、簡捷，能用在鹼性水處理中，最常見的配方為HEMA+HEDP+Zn2+。
3.1.2鑰系配方的相關分析
該配方毒性較低且無污染，最常見的配方為鉬酸鈉+PAA+Zn2++木質素磺酸鹽+葡萄糖酸鈉。
3.1.3鉻系配方的相關分析
鉻系配方可以將工業循環水中鋅的穩定性大大提高，起到減少由微生物造成的腐蝕與粘泥，被認為是當前國內葯源最豐富、技術最成熟的配方，較常見的配方為六偏磷酸鈉+HEDP+PAA+Zn2+。值得注意的是，要注重對微生物進行有效控制。
3.2殺生劑的相關分析
在控制工業循環水系統微生物的方法中，殺生劑是最主要的一種。殺生劑一般主要有兩種：氧化性殺生劑、非氧化性殺生劑。
3.2.1氧化性殺生劑的相關分析
在氧化性殺生劑中，較常見的有Cl、ClO2、O3等。Cl一直有用於水中殺菌消毒的歷史，其價格較低、殺菌力較強、操作方便；ClO2則是較新型的氧化性殺生劑，殺菌力強、不易產生致癌有機物，一般適用於生活飲用水的處理；O3的氧化性較強、穩定性較差，但不會使水中的氯離子濃度有所增加，排放時也不會對環境造成污染，且能在光合作用下分解出氧氣。Br2作為Cl的替代品，其殺生速度也十分快，在一樣的環境下，Br2能在4分鍾內使細菌的存活率下降到0.0001%。
3.2.2非氧化性殺生劑的相關分析
使用頻率較高的非氧化性殺生劑主要有潔而滅與新潔而滅。非氧化性殺生劑能在水溶液中分解出陽離子活性基因，高效、毒性低、生物降解性能好是其顯著的特點，此外，非氧化性殺生劑的PH使用范圍較廣，且使用濃度較低，投葯十分方便。
總而言之，在大多的循環水系統中，一般以氧化性殺生劑和非氧化性殺生劑的聯合使用所取得的效果為佳。
4、小結
綜上所述，工業循環水處理技術在近幾年得到了較大的進步與發展，尤其是化學處理方法與物理處理方法，都憑借其獨自的優勢，有效抑制了水垢的產生，並使循環冷卻水的重復使用率得到大大提高，延長了設備的使用期限。在未來的發展中，相關技術人員還應加大資金投入，並加大研究力度，爭取找出更多、更好的方法來凈化工業循環水，為企業創造更多的效益。
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