㈠ 醫院污水處理技術指南的第5章
消毒技術
5.1 醫院污水常用消毒技術
醫院污水消毒是醫院污水處理的重要工藝過程,其目的是殺滅污水中的各種致病菌。醫院污水消毒常用的消毒工藝有氯消毒(如氯氣、二氧化氯、次氯酸鈉)、氧化劑消毒(如臭氧、過氧乙酸)、輻射消毒(如紫外線、γ射線)。表5-1對常用的氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒、次氯酸鈉消毒和紫外線消毒法的優缺點進行了歸納和比較。
表5-1 常用消毒方法比較
5.2 液氯消毒系統
液氯消毒是醫院污水消毒中最常用的方式之一。氯(Cl2)是一種強氧化劑和廣譜殺菌劑,能有效殺死污水中的細菌和病毒,並具有持續消毒作用。氯消毒具有葯劑易得,成本較低;工藝簡單,技術成熟;操作簡單,投量准確;不需要龐大的設備等優點。但氯氣有毒,腐蝕性強,運行、管理有一定的危險性。
氯氣為受壓的液化氣體,一般用罐瓶、槽車、罐車、駁船等壓力容器裝運。
液氯消毒系統主要是由貯氯鋼瓶、加氯機、水射器、電磁閥、加氯管道及加氯間和液氯貯藏室等組成。
5.2.1 氯瓶
(1)一般情況下,宜採用小容量的氯瓶。氯瓶一次使用周期應不大於3個月。
(2)單位時間內每個氯瓶的氯氣最大排出量應符合下述規定:
容積為40升的氯瓶:750g/h;500kg的氯瓶:3000g/h。
5.2.2 加氯機
醫院污水採用液氯消毒時,必須採用真空加氯機,並將投氯管出口淹沒在污水中。
氯氣向污水中投加是經過加氯機水射器完成,水射器要求自來水有0.2MPa壓力,在水射器內形成負壓,將氯氣吸入並混合,然後將氯水投加至加氯點。
典型的醫院污水處理工藝加氯方式有兩種:虹吸式定比加氯和提升式自動定比加氯。
(1)當醫院污水站內集水管道高於站外公共污水管或水體水位時(通常需要有600mm的高差),可採用虹吸式定比加氯消毒系統。
(2)當污水需要提升才能排出站外,採用提升式自動定比加氯,消毒投加設備與提升泵同步運行,由集水池的水位控制污水泵自動啟動,同時控制投葯系統同步運行。
5.2.3加氯系統管材
(1)輸送氯氣的管道應使用紫銅管;輸送氯溶液的管道宜採用硬聚氯乙烯管,閥門採用塑料隔膜閥。
(2)加氯系統的管路應設耐腐蝕的壓力表,水射器的給水管上應設普通壓力表。
(3)加氯系統的管道應明裝,埋地管道應設在管溝內,管道應有一定的支撐和坡度。
5.2.4 加氯間和液氯貯藏室
使用液氯消毒時應設液氯貯藏室和加氯間。
(1)加氯間
醫院污水加氯間位置的選擇應根據醫院總體規劃、排出口位置、環境衛生要求、風向及維護管理和運輸等因素來確定。
加氯間主要放置加氯機等除氯瓶以外的加氯設備。加氯間內應有必要的計量、安全及報警等裝置。加氯間門向外開,使用防爆燈照明和其他防爆電機電器,設排風扇,換氣次數按12次/小時設計。排風扇設在加氯間低處,並考慮室外環境,要遠離人員活動場所。加氯間室內電氣、管道、地面等應考慮防止氯氣腐蝕。
(2) 液氯貯藏室
液氯貯藏室應盡量靠近投加地點。液氯貯藏室必須有吊裝設備(使用40kg小瓶可不安裝吊裝設備)和磅秤。
液氯貯藏室應設可容納氯瓶的水池,水池應保持一定水位,一旦氯瓶泄漏,應迅速將氯瓶推到水池中。
液氯貯藏室直接通向室外的門要向外開,應設排風設備,通風口設在房間離地400mm處。照明使用防爆燈具,設置安全和氯氣報警裝置。
5.2.5 適用范圍
1、液氯消毒不宜用於人口稠密區內醫院及小規模醫院的污水消毒。可用於遠離人口聚居區的規模較大(>1000床)且管理水平較高的醫院污水處理系統。
2、氯消毒由於余氯過高會造成地表水體內水生生物的死亡,因此當醫院污水排至地表水體時應採取脫氯措施或慎用氯消毒。
5.2.6 運行管理
1、嚴禁無加氯機直接向污水中投加氯氣。
2、液氯用槽車和鋼瓶包裝。氯包裝量:瓶裝充裝重量不得大於1.25kg/L,槽車裝充裝重量不得大於1.20kg/L。
3、在操作間或加氯間進口處應放置方便使用並有明顯標志的工具箱、維修工具、葯品及防毒面具等。
4、氯瓶放置在磅秤或氯量顯示儀上,小瓶應該豎放、大鋼瓶則是卧放並固定,不得使其滾動。
5、並聯的氯瓶應設置備用瓶,通過自動或手動切換裝置更換新氯瓶。
6、氯瓶和加氯機要避開暖氣、陽光和明火。為保證正常供氯,氯瓶間的室內溫度應保持中溫(15℃)。
7、液氯運輸、貯存等按GB11984執行。
5.3 二氧化氯消毒
二氧化氯具有高效氧化劑、消毒劑以及漂白劑的功能。作為強化氧化劑,它所氧化的產物中無有機氯化物;作為消毒劑,它具有廣譜性的消毒效果。
二氧化氯必須現場制備。現場制備二氧化氯的方法主要為化學法和電解法。
1、化學法制備二氧化氯消毒工藝是以氯酸鈉、亞氯酸鈉、次氯酸鈉和鹽酸等為原料,經反應器發生化學反應產生二氧化氯氣體,再經水射器混合形成二氧化氯水溶液,然後投加到被消毒的污水中進入消毒接觸池消毒。
2、電解法制備二氧化氯消毒工藝是以飽和食鹽水為原料通過電解產生二氧化氯、氯氣、過氧化氫、臭氧的混合氣體,用於消毒。混合氣體的協同作用,具有廣譜的殺菌能力,其消毒效果遠強於任何單一的消毒劑。
5.3.1 工程設計
1、化學法制備二氧化氯消毒工藝
(1)二氧化氯消毒系統設計和發生器選型應根據醫院污水的水質水量和處理要求確定,並考慮備用。
(2)因原料為強氧化性或強酸化學品,儲存間必須考慮分開安全儲放;儲存量為10~30天的用量。
(3)二氧化氯溶液濃度應小於0.4%,其投加量應與污水定比或用余氯量自動控制。
(4)應設計二氧化氯監測報警和通風設備。
2、電解法制備二氧化氯消毒工藝
(1)電解法制備二氧化氯設備主要由電解槽、電源、水泵和水射器組成。電解槽使用6V或12V兩種直流電源。
(2)電解法制備二氧化氯設備的溶鹽裝置一般與發生器一體化,但因二氧花氯為混合消毒氣體,為了能定比投氯,必須設置溶液箱。
(3)二氧化氯是由水射器帶出並溶於水的,所以設備間必須有足夠的壓力自來水,如水壓不夠0.2MPa,需加設管道泵。
(4)應注意設備排氫管的設計,及時排除在設備運行過程中產生的可爆炸氣體。
5.3.2 適用范圍
1、二氧化氯消毒不宜用於人口稠密區及大規模醫院的污水消毒。可用於遠離人口聚居區、規模較小的醫院污水處理系統。
2、由於二氧化氯在空氣中和水中濃度達到一定程度會發生爆炸,因此該法適用於管理水平較高的醫院污水處理系統。
3、化學法適用於規模>500床的醫院污水處理消毒系統。
4、二氧化氯消毒由於余氯過高會造成地表水體內水生生物的死亡,因此當醫院污水排至地表水體時應採取脫氯措施或慎用二氧化氯消毒。
5.3.3 運行管理
1、二氧化氯活化液不穩定,應現配現用。
2、配製溶液時,忌與鹼或有機物相混合。
3、投加量根據實際水質水量實驗確定。
5.4 次氯酸鈉消毒
次氯酸鈉消毒是利用商品次氯酸鈉溶液或現場制備的次氯酸鈉溶液作為消毒劑,利用其溶解後產生的次氯酸對水中的病原菌具有良好的殺滅效果,對污水進行消毒。
1、次氯酸鈉發生器
利用電解食鹽水(或海水)製取次氯酸鈉水溶液。這種發生器的優點是結構簡單、自動化程度高、電耗低、耗鹽量小,生產的次氯酸鈉可達10~12% (有效氯含量)。其缺點是在電極表面易形成鈣鎂等沉積物,需要經常清洗電極。
商品次氯酸鈉溶液有效氯含量為10%~12%,次氯酸鈉為淡黃色透明液體,具有與氯氣相同的特殊氣味。
2、漂白粉及漂粉精消毒
漂白粉(Ca(OCL)2)為白色粉末狀,具有強烈氣味,化學性質不穩定,易分解而失效,能使大部分有機色彩氧化褪色或漂白。
漂粉精是較純的次氯酸鈣,有效氯含量為65%~70%,是一種較穩定的氯化劑,密封良好時能長期保存(1年左右)。 漂粉精用於醫院污水消毒可以直接使用粉劑投加到醫院污水中,既可用於乾式投加法,也可以將漂粉精溶解在水裡,製成溶液投加到污水中,稱濕式投加。還有一種方法是漂粉精製成片劑用消毒機投加。
5.4.1 工程設計
1、配套建築物及設備
採用次氯酸鈉發生器消毒的污水處理站應根據次氯酸鈉發生器的型號及其附屬設備要求進行布置。一般要求需要有專用的鹽液制備間和次氯酸鈉發生器設備間。鹽液制備間與次氯酸鈉發生器設備間宜分為兩個房間。
2、主要工藝參數
(1)根據污水的水質水量、處理級別計算投氯量,按投氯量選擇次氯酸鈉發生器型號及台數,然後計算用鹽量、貯鹽量。
(2)污水量按最高日污水量計算,鹽水池按12~24h設計。
(3)次氯酸鈉溶液貯槽按8~16h設計。
3、次氯酸鈉的投配
次氯酸鈉發生器所產生的次氯酸鈉溶液貯存在貯槽內,可採用虹吸式自動投加或與污水泵連動投加,將溶液通過投加管、電磁閥、流量計將溶液投加到污水池或污水管中。
4、漂精粉的投加
(1)漂精粉的濕式投加系統需設置溶葯槽和投配槽。
(2)溶葯槽和投配槽一般用塑料製成,溶葯槽需設有攪拌器,一般設置2個,投配槽可設1個,沉渣排入下水道,溶葯槽和投配槽大小按處理污水量和投葯量計算確定。
5.4.2 適用范圍
1、次氯酸鈉消毒不宜用於人口稠密區內及大規模醫院的污水消毒。可用於遠離人口聚居區、規模較小的醫院污水處理系統。
2、漂粉精、漂白粉適用於規模<300床的經濟欠發達地區醫院污水處理消毒系統。
3、電解法次氯酸鈉發生器適用於管理水平較高的醫院污水處理消毒系統。
4、二氧化氯消毒由於余氯過高會造成地表水體內水生生物的死亡,因此當醫院污水排至地表水體時應採取脫氯措施或慎用氯消毒。
5.4.3 運行管理
1、次氯酸鈉溶液貯槽應防腐蝕,可用聚氯乙烯板或玻璃鋼製作。
2、在使用次氯酸鈉溶液消毒時,必須注意保存條件,經常分析化驗其有效氯含量,以便掌握有效氯的衰減情況,確定每次的最佳送貨量和送貨周期,減少氯的損失。
3、商品次氯酸鈉應在21℃左右避光貯存。
4、漂白粉應貯存於乾燥、陰涼通風的倉庫中,防止日曬雨淋,應遠離火種和熱源,不可與有機物、酸類及還原劑共存。
5、漂粉精放入溶葯槽,加水配製成有效氯含量為1%~5%的溶液,靜止澄清,使用上清液投加。每日配製1~2次。
5.5 氯消毒接觸池
1、醫院污水消毒按運行方式可分為連續消毒和間歇消毒兩種方式。
2、接觸消毒池的容積應滿足接觸時間和污泥沉積的要求。傳染病醫院污水接觸時間不宜小於1.5小時,綜合醫院污水接觸時間不宜小於1.0小時。
3、連續式消毒的接觸池有效容積為污水部分容積和污泥部分容積之和。
4、間歇式消毒時,接觸池的總有效容積應根據工作班次、消毒周期確定,一般宜為調節池容積的1/2。
5、接觸消毒池一般分為兩格,每格容積為總容積的一半。池內應設導流牆(板),避免短流。導流牆(板)的凈距應根據水量和維修空間要求確定,一般為600~700mm。接觸池的長度和寬度比不宜小於20:1。接觸池出口處應設取樣口。
6、設計時應按設計選定的處理工藝流程的實際運行情況,按最不利情況進行組合,校核實際接觸時間,以滿足設計要求。
5.6 氯消毒設計要點
當污水採用氯消毒工藝時,其設計加氯量可按下列數據確定:
1、液氯消毒系統參照《室外排水設計規范》GBJ14-87有關章節進行設計。
2、加強處理效果的一級處理出水的設計加氯量以有效氯計,一般為30-50mg/L。
3、二級處理出水的設計參考加氯量一般為10-15 mg(有效氯)/L。
4、當污水採用其他方法消毒時,其設計投加量應根據具體水質確定。
5、加葯設備至少為2套,1用1備。
6、氯投加量為參考值,運行中應根據余氯量和實際水質水量實驗確定投加量。
5.7 臭氧消毒
臭氧,分子式為O3,具有特殊的刺激性臭味,是國際公認的綠色環保型殺菌消毒劑。臭氧在水中產生氧化能力極強的單原子氧(O)和羥基(OH),羥基(OH)對各種致病微生物有極強的殺滅作用,單原子氧(O)具有強氧化能力,對各種病毒、細菌均有很強的殺滅能力。
臭氧消毒具有反應快、投量少;適應能力強,在pH5.6~9.8、水溫0~37℃范圍內,臭氧消毒性能穩定;無二次污染;能改善水的物理和感官性質,有脫色和去嗅去味作用。但缺點是無持續消毒功能、只能現場生產使用、臭氧消毒法設備費用較高、耗電較大。
臭氧制備法有電暈放電法、紫外線法、化學法和輻射法等,工程一般採用電暈放電法。
5.7.1 工程設計
1、醫院污水臭氧處理站應設置空壓機房、臭氧發生器設備間和操作間。空壓機房安放空壓機,空壓機應防震和防止雜訊。臭氧發生器間應留有設備檢修空間。臭氧接觸塔在寒冷地區應設在室內,尾氣處理後設排氣管排出室外。
2、醫院污水消毒的主要工藝參數如表5-2所示。
表5-2醫院污水臭氧消毒的主要工藝參數
3、在選擇臭氧發生器時,要根據污水水質及處理工藝確定臭氧投加量,再根據臭氧投加量和單位時間處理水量確定臭氧使用量,按每小時使用臭氧量選擇臭氧發生器台數及型號。
4、臭氧與污水接觸方式一般採用鼓泡法,氣泡分散越小,臭氧利用率越高,消毒效果越好。因此要選擇氣水混合效果好的臭氧進氣裝置。
5、臭氧系統設備管道應做防腐處理與密封。
6、臭氧設備間應設置通風設備,通風機應安裝在靠近地面處。
7、在工藝末端必須設置尾氣處理或尾氣回收裝置,反應後排出的臭氧尾氣必須經過分解破壞或回收利用,達到排放標准。
5.7.2 適用范圍
1、採用二級處理的醫院污水最好採用臭氧消毒,這樣可以減少臭氧的投加量,降低設備投資費用和運行費用。
2、投資及運行費用較高,適用於管理水平較高的傳染病醫院及綜合醫院污水處理。
5.7.3 運行管理
1、臭氧對人有毒,國家規定大氣中允許濃度為0.2mg/m3。
2、臭氧為強氧化劑,濃度越高對接觸物品損害越重,使用時應注意。
3、在使用時應控制影響臭氧殺菌作用的因素,包括溫度、相對濕度、有機物、pH、水的渾濁度、水的色度等。
4、在產臭氧過程中,避免放電電極潮濕而造成斷路。
5、臭氧的產量受電壓、進氣量和進氣壓力的影響。
6、臭氧的投加量和剩餘臭氧量在消毒中起著重要作用,使用時應注意控制。
5.8 紫外線消毒
消毒使用的紫外線是C波紫外線,其波長范圍是200~275nm,殺菌作用最強的波段是250~270nm。紫外線消毒技術是利用特殊設計的高功率、高強度和長壽命的C波段紫外光發生裝置產生的強紫外光照射流水,使水中的各種細菌、病毒、寄生蟲、水藻以及其他病原體受到一定劑量的紫外C光輻射後,其細胞組織中的DNA結構受到破壞而失去活性,從而殺滅水中的細菌、病毒以及其它致病體,達到消毒殺菌和凈化的目的。紫外線殺菌速度快,效果好,不產生任何二次污染,屬於國際上新一代的消毒技術。但要求水中懸浮物濃度較低,以保證良好的透光性。
5.8.1 工程設計
1、採用紫外線消毒時要求被處理的水中懸浮物濃度<10mg/L,在此條件下推薦的照射強度為25-30μW/cm2,照射時間>10s。
2、紫外線消毒系統可採用明渠型或封閉型。相對而言,明渠型比封閉型更容易監測和維護,對水流阻力也小。
3、紫外系統內還應包括清洗設施。醫院污水應採用設置自動清洗裝置。
4、紫外系統用於醫院污水處理過程中排放的氣體消毒時,採用循環式紫外空氣消毒裝置。
5、紫外燈管應專業回收。
5.8.2 適用范圍
1、出水懸浮物濃度小於10mg/L的污水處理系統可採用紫外消毒方式;
2、在有特殊要求的情況下,如排入某些有特殊要求的水域時,可採用紫外消毒方式;
5.8.3 運行管理
1、不得使紫外線光源照射到人,並注意眼睛的防護,以免引起損傷。
2、在使用過程中,要特別注意對紫外線燈管輻照度值進行測定。
3、使用的紫外線燈,新燈的輻照強度不得低於90uw/cm2,使用中紫外線的輻照強度不得低於70 uw/cm2,凡低於70 uw/cm2者應及時更換燈管。
4、紫外線消毒的最適宜溫度范圍是20~40℃,溫度過高過低均會影響消毒效果。
5、在使用過程中,應保持紫外線燈表面的清潔,一般每兩周用酒精棉球擦拭一次,發現燈管表面有灰塵、油污時,應隨時擦拭。
㈡ KDF是什麼
19世紀60年代中期,DON HESKETT作為MORTON鹽公司的顧問,推動了新的活性炭過濾技術的發展。1972年,DON與BILL STEGER研究出了最初的非電子的水軟化器雛型,應用於水處理工業。這兩項發展均具有創新性、走在時代前沿。美國進口KDF 1984年,DON又有新的發現。在一次用水泥做碳膠過濾器時,DON偶然發現銅鋅合金可以對氯產生巨大作用。早上4點,他用黃銅圓珠筆攪拌一些化學品,其中有氯的成份。當他注意到代表氯存在的紅色逐漸消失時,他產生了極大的好奇心。第二天,他用不同的化學品與各種銅鋅合金進行實驗,直到他偶然發現的實驗現象不斷重復出現。他發現的電化學氧化還原過程就是眾所周知的「REDOX", 在氧化還原過程中氯被還原。 DON不僅發現了從水中去除氯的新反應,還開辟了水處理的新紀元。DON發明的新方法,即用金屬去除水中的重金屬與氯是和傳統的通過離子交換去除水中金屬的思路背道而馳的。他很快地將他的發明產業化,三年中他得到了許多該方面的專利。他還授權美國ZINC公司生產KDF處理介質。通過他的游說,面對面的交流,加上許多成功的水處理範例,使水處理工業逐漸認可了其「發明」的重要性與實用性。通過媒體廣告與市場營銷,開辟了許多新的應用領域,產品銷量也穩定提高,生意逐漸擴大。 1991年,美國環境保護署(USEPA)關閉了KDF液體處理公司——直到DON HEDKETT向USEPA證實了KDF用於活性炭過濾設備中具有明顯的抑菌效果,USEPA才將廣受歡迎的KDF處理介質定為「微生物抑制裝置」。 1992年,KDF85與KDF55處理介質通過了美國國家衛生基金會(NSF)認證,符合飲用水的61項標准。1997年,在KDF液體處理公司成為美國水質聯盟成員10年後,美國水質協會(WQA)把KDF水處理介質列入其GLOSSARY OF TEAMS AND RESIDENTIAL WATER PROCESSING,同一年,KDF55處理介質通過美國國家標准化組織(ANSI )和NSF的飲用水42項標准。 1.適用范圍 本指南適用於氯氣處理過的市政自來水。包括居民(家用)、商業、學校、公用事業及輕工業、建築工地和工廠等使用自來水的場所,其用水流量在3~324加侖/分鍾(11~1226 L/min)范圍內。(其他的KDF處理介質和使用手冊函索即寄) 2.什麼是KDF55處理介質 KDF水處理介質是一種獨一無二的、新穎的,符合環保要求的水處理介質。是目前較為理想的水處理方法。KDF55處理介質為高純銅/鋅合金,通過電化學氧化—還原(電子轉移)反應有效地減少或除去水中的氯和重金屬,並抑制水中微生物的生長繁殖。 KDF55處理介質滿足美國環境保護署(EPA),聯邦葯物管理局(FDA)、水質協會(WQA)和國家衛生基金會(NSF)關於飲用水中最高鋅和銅含量的標準的要求,如KDF處理介質能去除水中濃度為10ppm的氯,但仍能滿足EPA關於飲用水中最高允許含鋅量的規定。 3.KDF55處理介質的作用及機理 KDF處理水的原理是利用氧化還原反應,KDF與水中氧化性有害物質進行電子交換,把許多有害物質變為無害物質。 3.1 使用壽命長,可重復循環使用(詳見4、5類介紹) 3.2 減少礦物結垢 KDF處理介質對碳酸鈣垢的作用有二個方面。 一方面,根據pH、二氧化碳濃度和碳酸鈣溶解度之間的關系,當二氧化碳從溶液中除去時,pH值升高,因而使碳酸鈣的溶解度降低;KDF55通過電化學反應也使水的pH值升高,降低碳酸鈣的溶解度,結果使碳酸鈣垢容易析出。 另一方面,由於KDF處理介質中鋅離子的溶出,水中的鋅離子含量有所增加,水中鋅離子的存在能改變垢的晶體生長機理,使水中的碳酸鈣垢以文石的結晶形態產生沉澱,在容器的器壁上形成軟垢,而不是結晶為方解石型的硬垢。曾有人研究過水中雜質存在對方解石結晶生長的影響,研究發現,即使鋅離子的濃度很低時,也能阻止方解石結晶的形成。 通過試驗可以進一步證明,KDF處理介質防止礦物硬垢的形成和積累,主要是阻止方解石形態碳酸鈣的結晶。採用掃描電子顯微鏡和X射線衍射進行結晶學研究證明,未經KDF處理的水中產生的硬垢是一些相對大的、具有規則形態的針狀鈣鹽和鎂鹽的結晶,這些鹽類質地堅硬、溶解度低、具有網狀結構,是玻璃石灰石垢。經過KDF處理介質的水中結成的垢,從根本上改變了碳酸鈣(鎂)結晶的形態,垢形相對變小,外觀平坦呈圓形、顆粒形和棒形,都是由不堅硬的粉狀成分組成的,這些成分不會粘附於金屬、塑料或陶瓷的表面,很容易用物理過濾方法將它們除去。 3.3 減少懸浮固體 KDF55處理介質的顆粒平均尺寸大約為60目,最小的顆粒約115目,也能起到物理過濾去除懸浮物質的作用,通常KDF55過濾介質能夠有效地去除直徑小至50μm的顆粒。 由鋼鐵材料製成的輸水管件腐蝕時,鐵氧化形成FeO膠體,FeO與KDF接觸,也可以發生氧化還原反應,FeO最終形成Fe2O3固體沉澱在KDF表面,可用反沖洗方法將它們去除,化學反應式如下: 2Cu+FeO Cu2O+Fe 4Fe+3O2 2Fe2O3 3.4 去除氧化劑(余氯) KDF55能去除水中的氧化劑,例如余氯。該作用是通過電化學氧化還原反應完成的。氧化還原反應的發生是因為KDF55是由二種不同的金屬組成的,與水接觸時,合金中電位正的銅成為陰極,而電位負的鋅是陽極。在陰極發生還原反應,陽極發生氧化反應。鋅陽極在反應中失去了電子,鋅離子成為犧牲者進入溶液,銅陰極上發生游離氯的還原反應,而不會發生金屬銅的溶解,水和余氯成為最後的電子接受者,同時生成氫離子、氫氧根離子和氯離子,總反應式如下: Zn+HOCl+H2O+2e- Zn2+ +Cl-+H++2OH- 水中其他的氧化劑,如臭氧、溴、碘等與KDF55接觸後也能進行氧化還原反應。 3.5 抑制微生物的繁殖 美國環境保護署將KDF55處理介質作為一種微生物抑制劑,說明該處理介質能起到抑制微生物繁殖的作用,但不能完全殺滅微生物種群。KDF55處理介質不是通過一種機理、而是幾種機理控制微生物的生長繁殖,通過每一種的單獨作用或協同作用來達到抑制微生物的作用。主要機理包括:氧化還原電位的變化,氫氧根離子和過氧化氫的形成,介質中鋅的溶出等。在一般情況下,KDF55處理介質作為反滲透膜的預處理手段時,能夠抑制細菌、藻類等微生物的繁殖,從而防止了微生物對膜的破壞。 3.5.1 氧化還原電位的變化 水通過KDF55處理介質時,其氧化還原電位從+200mV變化到-500 mV,在一般情況下,各種類型的微生物只能在特定的氧化還原電位下生長,電位的大幅度變化,能破壞細菌的細胞,從而控制了微生物的生長。但是,水的氧化還原電位變化很小,用KDF控制細菌,必須使細菌與KDF直接接觸,KDF對細菌的抑製作用主要發生於KDF-水接觸面上,所以僅靠氧化還原電位的變化並不能完全控制微生物。 3.5.2 氫氧根離子和過氧化氫 美國印第安納州南本德聖母大學在研究KDF處理介質降低水中鐵離子濃度時發現,在KDF將二價鐵氧化到三價鐵的過程中會產生氫氧根離子和過氧化氫,這就可以抑制那些在低氧化電位時尚能存活,但對氫氧根離子和過氧化氫敏感的微生物,但是氫氧根離子和過氧化氫的壽命短,只是在過濾過程中具有高的反應活性,對微生物的抑制效果比較明顯,在流出水中的殘余效應比較小。 3.5.3 鋅離子對微生物的控制 KDF處理介質中釋放出來的鋅對微生物有明顯的控製作用,鋅能阻止酶的合成,從而影響有機體的正常生長,達到抑制微生物繁殖的目的。 另外,KDF55介質通過阻止葉綠素合成而控制藻類生長,鋅離子的存在從本質上降低了有機體從光合作用生產食物的能力,細菌種群的食物和能量來源是依靠藻類群落,藻類的減少將顯著影響細菌的生長。 3.6 重金屬的去除 KDF處理介質可以去除水中的重金屬離子,如鉛、汞、銅、鎳、鎘、砷、銻、鋁和其他許多可溶性重金屬離子,它們的去除是通過電化學氧化還原反應和催化作用完成的。 KDF55去除重金屬離子的機理如下:金屬離子鍍覆於KDF處理介質的表面或進入KDF晶格中,從而使有毒重金屬污染物結合在KDF上。例如,水中溶解的鉛離子還原成不溶性的鉛原子,並鍍覆於KDF介質的表面; X射線衍射研究發現汞的去除是形成了銅—汞合金。 KDF處理重金屬離子的化學反應式如下: Zn/Cu/Zn+Pb(NO3)2 Zn/Cu/Pb + Zn(NO3)2 Zn/Cu/Zn+HgCl2 Zn/Cu/Hg+ ZnCl2 金屬離子在水的pH升高時水解形成金屬氫氧化物沉澱,也能去除金屬離子。 3.7 去除硫化氫 在應用膜法進行水處理時,如果選用地下水作水源,水中可能存在硫化氫,硫化氫如被氧化成硫磺就會污染膜表面,KDF55過濾介質有去除硫化氫的功能,生成的硫化銅不溶於水,可在KDF55介質反沖洗時去除,化學反應式如下: Cu/Zn+H2S Cu/Zn+CuS+H2 2H2+O2 2H2O 4.KDF55處理介質的使用方法及壽命 4.1 使用反沖洗裝置 在大多數以電化學氧化還原過程為基礎的水中會形成少量的氧化物,隨之而產生的鈣/鎂沉澱物必須定時清除。選擇知名廠家生產的3步循環反沖控制閥、採用高流量反沖裝置,可以除去任何滯留在KDF表面的污物,反沖流速應是正常使用流速的2倍。反沖洗時間為10分鍾,然後凈化漂洗3分鍾。每周至少進行兩次反沖,如必要時可適當增加,但每次反沖時間不宜超過10分鍾。反沖流速受反沖水溫、介質的類型、顆粒尺寸、介質密度等因素的影響。 KDF55處理介質堆積密度為171磅/立方英尺(2.74g/cm3)。這樣高密度介質反沖水流速要達到正常用水流速的2倍,需39gpm/平方英尺(2.65cm/s)的迴流速率。如水溫比較低可採用稍低的反沖速度。溫度稍高的水用較高的水流速度反沖。如果由於泵及管子的尺寸限制使反沖水流速率達不到正常流速的2倍,應使用2個KDF55反應床,並使每一個反應床都達到正常流速的1.5倍。依次類推,當KDF反應床足夠多時,反沖也可使用正常的水流速度來完成。(計算略) 推薦的操作條件(用3步循環反沖控制閥) 正常水流流速(10"床深) 15gpm/平方英尺(57升/分鍾) 反沖10分鍾 速率:正常水流流速的2倍 凈化/漂洗3分鍾 速率; 正常水流流速的2倍 介質床擴張 反沖:10~15% 無基板 20% 最小床深(6") 10英尺 pH范圍:飲用水 6.5~8.5 溶解性總固體流量 >150ppm(毫克/升)/分鍾 水溫(水流) 350-2120F 4.2 KDF55處理介質的高壽命 所有的水處理介質都具有一個有效期。硅砂(SiO2)無疑是壽命最長的過濾介質,其次就是使用KDF55處理介質。 有兩種情況會降低KDF55處理介質的使用壽命,每一種都需很長時間。第一種是水中余氯的含量比鋅的溶解量要大得多時,余氯濃度為0.55ppm的市政自來水通過KDF55僅產生0.25ppm的鋅,除去10ppm的氯,其鋅的含量也不會超標。第二種是KDF55的物理降解,如腐蝕、磨擦或消耗,但是物理作用對KDF55使用壽命影響很小。根據保守的估計,KDF55處理介質的使用壽命為10年。其主要依據如下: * 經過6年的實際應用,由氯的減少量推算出消耗1/3立方英尺的KDF55這樣計算其壽命可達25年。 * 在實驗室內用含10ppm氯的水進行加速實驗,使KDF55介質完全消耗掉,推算KDF壽命可達26.5年。 * 1/3立方英尺的KDF55介質用200萬加侖含0.5~1.2ppm氯的自來水處理兩年,推算出其壽命達23.4年。 * 一個五口之家(每人每天耗50加侖水)每天用250加侖自來水,含0.5ppm氯通過1/3立方英尺KDF55介質推算出理論壽命為24.4年。 5.如何清洗已污染的KDF55介質 用鹽酸可以清洗受污染的KDF55介質。注意必須在通風良好的地方使用鹽酸,切記禁止吸煙和明火,因為處理時產生的氫氣易爆。 清洗步驟為:將濃鹽酸溶解於水中製得稀酸液,使pH值不低於2.5,將稀酸液倒入KDF介質床上,直至稀酸液浸過介質床,然後持續進行反沖約20分鍾。反沖直至流出清水,當流出水的pH與進水pH相同時即可。 本公司強烈推薦使用Quick Brite 公司生產的KDF55清潔劑。 用Quick Brite.清潔劑清洗KDF55介質的方法: 1) 排出凈水器中的水; 2) 加入足夠量的強力Quick Brite 浸過KDF介質(1加侖Quick Brite可清洗1/3立方英尺KDF55); 3) 浸泡至少10分鍾; 4) 攪拌溶液和介質; 5) 再浸泡5分鍾以上; 6) 將清洗劑排放進下水道; 7) 用水反沖,漂洗干凈,沖洗水排入下水道; 8) 用新鮮水重復反沖、漂洗、排水、直至流出清水,pH值達到Quick Brite的值即可。 6.KDF55介質標准 介質組成 原子化高純銅鋅合金 顏色 金黃 外觀狀態 顆粒 目數(U.S.Mesh) 10~100目 顆粒大小范圍 2.00~0.145mm 堆積密度 2.4~2.9克/立方厘米(171磅/立方英尺) 濁度 >20 NTU 味道 無 7.用KDF55處理介質進行高純水生產預處理簡介 用KDF55介質進行水的預處理是一種簡單、低耗的方法。對於微濾、超濾、反滲透膜、離子交換樹脂、顆粒狀活性炭,KDF介質能夠保護這些昂貴易損的水處理組件不受氯、微生物、結垢的影響。此外,KDF55介質能去除高達98%的重金屬,如Pb 、Cd、 Ce、 Ag、 Ar、Al、 Se、 Cu、 Hg,另外,藉助沉澱在KDF介質上發生的氧化還原反應還可以降低水中碳酸鹽、硝酸鹽和硫酸鹽。 影響膜分離工藝效率的主要問題是各種污染物在膜表面的沉積,造成膜表面孔的堵塞,這已是無可爭議的事實。KDF55介質與微濾、超濾、反滲透膜、離子交換樹脂、顆粒活性炭相比,在提高水處理效率和持續保持高效方面具有更多的優勢,消耗更低。 8.從廚房水龍頭到工業冷卻水處理中的應用 KDF介質可應用於很多的水處理預處理及污水處理方面。以下為幾個例子: 8.1 國內研究結果 北京工業大學呂亞文等對KDF的反滲透預處理系統中的可行性研究證明: (1) KDF去除余氯的效果明顯 在實驗條件下,出水完全能夠滿足反滲預處理對余氯含量的要求,甚至在濾速為96m/min的條件下,余氯的去除率仍在99%以上,對黴菌和酵母的去除率更高;除此以外還具有延時殺菌的效果。 (2) KDF對重金屬離子具有一定的去除作用 (3) KDF具有一定的阻垢效能 8.2 國外應用情況 (1) 去除市政飲用水中的余氯 KDF處理介質正日益被用來替代或與活性炭過濾器聯合使用,去除市政自來水中的余氯(可高達99%),其主要特點是使用壽命長。進行KDF介質預處理可延長顆粒活性炭的使用壽命,並保護活性炭濾層(床)免受細菌污染。 同時KDF介質可去除鉛及其他重金屬,去除率高達98%,重金屬的污染問題正日益引起衛生部門的高度重視。 (2) 保護反滲透裝置 反滲透膜很容易受氯腐蝕。KDF介質可代替活性炭處理以保護反滲透(RO)裝置免受氯氣、細菌污染。 活性炭過濾器也可有效地去除余氯,但是由於活性炭在高氯水中會很快吸附飽和,所以在操作時必須嚴格控制水中氯氣的濃度,而且活性炭過濾床容易孳生細菌。KDF處理介質除氯率高,有抑制微生物繁殖的作用,因而可為反滲透膜提供了穩定、長期的保護。 美國美國現代中西部門診部實驗室處理量為 355L/d的反滲透裝置,裝了KDF55過濾介質預處理設備後,膜的使用壽命明顯延長。實驗室的操作管理人員的報告表明:反滲透膜工作了整整八年,給美國病理學院提供了大量試劑用水,出水水質一直保持在一級水平。 (3) 抑製冷卻水中細菌及藻類的繁殖、減少結垢 冷卻塔及水冷式熱交換器中的水常被加溫並曝於空氣——因而成為細菌、藻類繁殖的絕好溫床(例如Legionella(軍團病)可得自冷卻塔)。傳統化學法通過投加葯劑控製冷卻塔中藻類及細菌生長,其費用昂貴,後續污水處理成本也高。 KDF處理介質處理冷卻水成本低,可有效控制藻類及細菌生長,不使用對環境有害的化學物質。另外,經KDF介質處理後的水可減少硬水垢的生成。 (4) KDF處理介質與其它凈水系統 KDF介質可以控制顆粒活性炭層或活性炭濾芯內細菌、藻類的繁殖。當活性炭與KDF處理介質一起使用時,活性炭去除有機雜質及余氯的能力增強。 KDF處理介質也可以代替滲銀活性炭。因為銀是有毒金屬,故滲銀活性炭必須在美國環境保護署注冊。KDF介質則不必作為有毒的微生物抑制劑在美國環保署注冊。KDF處理介質通過廢金屬回收(循環)系統來達到自我循環,比滲銀活性炭成本低得多。 (5) KDF介質也能有效地保護昂貴的離子交換器免受氯及微生物的污染。 注: * KDF55獲中國衛生部衛生許可:進口國衛字(1998)JS0006號 * 製造公司:美國KDF FLUID TREATMENT,INC. * 美國專利4642192,5122274;5135654。專利發明人Don Heskett 目前有兩種主要產品:KDF55,它是50%銅和50%鋅的合金;KDF85,它是85%的銅和15%鋅的合金。KDF作為過濾介質的濾水器具有許多優點:使用壽命長;可以100%恢復過濾能力;可以去除水中的余氯;能有效地控制微生物的生長;阻止硬垢的積累等。
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㈢ 用什麼除氯劑能除去氯離子
氯離子去除劑
氯離子去除劑是能夠去除水中氯離子的葯劑.
該葯劑能夠回去除水中的游離氯離答子(並非所有氯離子),去除掉余氯的強氧化性,從而消除余氯強氧化性帶來的危害。感謝上海傑諾化工有限公司提供該葯劑圖片和說明。
在水處理中,當水體中含有一定量的細菌或微生物,特別是生活用水,工藝冷卻循環水等均需要進行殺菌處理,最主要、最廉價的殺菌劑次氯酸鹽、氯氣等含有效氯,處理後的水中會殘留強氧化性的氯離子.
如果不去除余氯,則
1.會腐蝕水處理設備。
2.會對後續的生化處理池裡的活性污泥有益菌(特別是降氨氮的硝化菌)存在巨大的殺傷作用,從而使污水處理效果不穩定.
3.用漂白劑漂白棉織品後殘留在棉織品中的余氯會腐蝕損壞棉織品,等等.
㈣ 專家解讀:活性炭過濾器的主要作用和原理
活性炭過濾器是一種較常用的水處理設備,作為水處理脫鹽系統前處理能夠吸附前級過濾中無法去除的余氯,可有效保證後級設備使用壽命,提高出水水質,防止污染,特別是防止後級反滲透膜,離子交換樹脂等的游離態余氧中毒污染。如果你有這方面需求的話,不妨隨我一起來看看活性炭過濾器原理以及活性炭過濾器作用的相關知識介紹吧!
活性炭過濾器介紹
活性炭過濾器是一種較常用的水處理設備,作為水處理脫鹽系統前處理能夠吸附前級過濾中無法去除的余氯,可有效保證後級設備使用壽命,提高出水水質,防止污染,特別是防止後級反滲透膜,離子交換樹脂等的游離態余氧中毒污染。同時還吸附從前級泄漏過來的小分子有機物等污染性物質,對水中異味、膠體及色素、重金屬離子等有較明顯的吸附去除作用,
還具有降低COD的作用。可以進一步降低RO進水的SDI值,保證 SDI
活性炭過濾器原理
眾所周知,活性炭應用於水處理已有很長的歷史,在水的除氯、除嗅及污染物的吸附等方面發揮著重要的作用。近年來隨著過濾器、過濾系統等過濾設備製造行業的迅猛發展,由於活性炭具有強大的吸附作用,其被用作過濾濾料而廣泛應用於水過濾與氣體過濾等領域。以下主要介紹下活性炭過濾器的吸附原理。
活性炭屬無定型炭,由許多呈石墨型的層狀結構的微晶不規則地集合而成,具有結晶缺陷,且具有巨大比表面、多孔結構。按其原料分類可分為煤質活性炭、木質炭、果殼炭和骨質炭;按其形態可分為柱狀炭、破碎炭、粉末炭,纖維活性炭。
活性炭的主要原料為煤、木材、果殼等富含碳元素的有機材料,通過活化而形成具有吸附能力的復雜的孔隙結構。孔隙中半徑大於20000nm的為大孔,介於150-20000nm的為中孔,小於150nm的為微孔。活性炭的吸附作用主要發生在這些空隙和表面上,活性炭孔壁上大量的分子可以產生強大的引力將水和空氣中的雜質吸引到孔隙中。
活性炭的吸附可分為物理吸附和化學吸附。物理吸附主要發生在活性炭豐富的微孔中,用於去除水和空氣中雜質,這些雜質的分子直徑必須小於活性炭的孔徑。
不同的原材料和加工工藝造成活性炭不同的微孔結構、比表面積和孔徑,適用於不同的需求。活性炭不僅含有碳元素,而且在其表面含有官能團,
與被吸附的物質發生化學反應,從而與被吸附物質常發生在活性炭的表面。介質中的雜質通過物理吸附和化學吸附不斷進入活性炭的多孔結構中,使活性炭吸附飽和、吸附效果下降。吸附飽和後的活性炭需要進行活化再生,恢復其吸附能力,重復使用。評價活性炭的吸附性能指標主要有亞甲藍值、碘值和焦糖吸附值等,吸附容量越大,吸附效果越好。
活性炭過濾器作用
活性炭過濾器在凈化水資源方面發揮著巨大的作用。通過活性炭過濾器的凈化,臟水中的有機物、重金屬、膠體等雜質能很好得被過濾掉。專業生產的活性炭過濾器不僅僅能過濾掉水中的明顯雜質,還能過濾水中的離子,氣味等雜質,大大改善了水的質量。活性炭過濾器被廣泛地應用在工廠污水處理,城鎮水資源凈化中。
活性炭是怎麼製造出來的呢?活性炭採用煤,木炭,果殼或者果核等原料,經過高溫處理使其碳化。這樣被碳化的處理過後的產品就是活性炭了,活性炭具有很大的表面積比例,
如一克的活性炭就擁有2000平米左右的表面積,如此驚人的物理結構令人乍舌。
活性炭這種如此神奇的過濾「法寶」,在反滲透、超濾、離子交換等深度凈水的處理上,同樣發揮著巨大作用。
活性炭過濾器應用范圍
廣泛適用於食品、醫葯、電子、化工、工業廢水等行業。
1、能滿足液壓系統對過濾精度的要求,能夠阻擋一定的雜質進入系統;
2、濾芯應該具備足夠的強度,不會因壓力而受到損壞;
3、通流的能力大,壓力損失小;
4、易於清洗、更換。安裝要點:
活性炭過濾器注意事項
1、泵入口的吸油粗濾器;
2、泵出口油路上的高壓濾油器;
3、系統回油路上的低壓濾油器;
4、安裝在系統以外的旁路過濾系統。
5、由於活性炭過濾器的活性炭吸附功能具有一定的飽和值,當達到飽和吸附容量時,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,及時更換活性炭或者通過高壓蒸汽進行消毒恢復。
值得注意的是,在使用活性炭的初期(或者更換過活性炭運行初期),少量的極細微的粉末活性炭有可能隨水流進入反滲透設備系統,而造成反滲透膜流道的污堵,引起操作壓力升高、產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,去除細小粉末後才能將過濾水送至後續RO系統。
編輯總結:以上就是專家解讀:活性炭過濾器的主要作用和原理的相關介紹,希望能夠幫助到有這方面需求的朋友們!如需了解更多相關資訊,請繼續關注我們網站,後續將呈現更多精彩內容。您也可以上商城購買更多你心儀的產品哦!
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活性炭過濾器注意事項
1、泵入口的吸油粗濾器;
2、泵出口油路上的高壓濾油器;
3、系統回油路上的低壓濾油器;
4、安裝在系統以外的旁路過濾系統。
5、由於活性炭過濾器的活性炭吸附功能具有一定的飽和值,當達到飽和吸附容量時,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,及時更換活性炭或者通過高壓蒸汽進行消毒恢復。
值得注意的是,在使用活性炭的初期(或者更換過活性炭運行初期),少量的極細微的粉末活性炭有可能隨水流進入反滲透設備系統,而造成反滲透膜流道的污堵,引起操作壓力升高、產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,去除細小粉末後才能將過濾水送至後續RO系統。
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㈤ 氨水的作用和用途是什麼
氨水的作用和用途是:
1、氨水在工業領域當中主要運用在毛紡、絲綢以及印染當中,主要作用就是溶解和調整酸鹼度,另外還能夠成為一種助染劑。
2、在實驗室當中,氨水主要作用就是分析試劑、中和劑以及生物鹼浸出劑。另外,氨水還可以成為鋁鹽合成和弱鹼性溶劑,這種試劑可以用來沉澱出各種元素的氫氧化物。
3、農業上,氨水按照正確的比例去進行稀釋可以成為化肥,能夠用來給農作物增加營養。不過灌溉的時候需要注意避免局部地區積累的氨水比較多。
物化性質
1、揮發性
氨水易揮發出氨氣,隨溫度升高和放置時間延長而揮發率增加,且隨濃度的增大揮發量增加。
2、腐蝕性
氨水有一定的腐蝕作用,碳化氨水的腐蝕性更加嚴重。對銅的腐蝕比較強,鋼鐵比較差,對水泥腐蝕不大。對木材也有一定腐蝕作用。屬於危險化學品,危規號82503。
3、不穩定性
一水合氨不穩定,見光受熱易分解而生成氨和水。
4、可燃性
可以和氧氣反應生成水和氮氣,故有前景做無害燃料,但缺點是必須在純氧氣中燃燒。
以上內容參考 網路--氨水
㈥ 污水處理中為什麼要用鹽
在污水處理中使用鹽的主要目的是進行除氯處理。污水中常含有氯化物,而氯離子在水中具有氧化性,會影響後續污水處理工藝的進行。因此,需要使用鹽來進行除氯處理,以減少氯離子的含量。
除氯的方法主要有兩種:化學除氯和生物除氯。
化學除氯,即在污水中加入一定量的鹽(通常為氯化鈉),其中的氯離子與水中的氯離子進行化學反應,生成無害的鹽酸或氯化亞碸等物質,達到除氯的效果。
生物除氯,是通過微生物降解氯離子來達到除氯的目的。在生物處理過程中,鹽可以提供微生物的營養物質,促進微生物的生長和繁殖,加快氯離子的降解速度。同時,鹽還可以起到抑制有害微生物的作用,減少對處理系統的干擾。
此外,鹽還可以用於調節污水的濃度和pH值,提高污泥的沉降性以及改善污水的處理效果。
總之,污水處理中使用鹽的目的是進行除氯處理,減少氯離子的含量,同時鹽還具有調節濃度、pH值,促進微生物生長等作用,提高污水處理效果。