浅谈水处理中的膜分离技术
摘要：膜分离技术是指利用一种透过性较强的薄膜，对混合物
中的成分进行分离处理的技术。本文就水处理中膜分离技术进行探析，首先对膜分离技术进行了概述，然后就水处理中膜分离技术的应用进行了探讨，最后，对水处理中膜分离技术存在的问题及发展前景进行了探析。
关键词：膜分离技术；水处理；应用
abstract: the membrane separation technology is refers to the use of a through the sexual strong films, the mixture of the ingredients in separation technique. this paper membrane separation technology in water treatment and analysis, first membrane separation technology are reviewed, and then water treatment in the application of membrane technology is discussed, finally, the water treatment membrane separation technology problems and the prospects on this.
keywords: membrane separation technology; water treatment; application
中图分类号：tu74文献标识码：a 文章编号：
水是生命之源，是人类不可或缺的物质。随着社会进步的同时，水环境却日益恶化，水资源日益短缺，严重威胁着人类的生存与发展，在这种背景下，各种水处理技术应运而生。
[水处理技术]十种常用水处理方法 沉淀物过滤法 沉淀物过滤法的目的是将水源内之悬浮颗粒物质或胶体物 质清除干净。这些颗粒物质如果没有清除，会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法，所以这个步骤常用在水纯化的初步处理，或有必要时，在管路中也会多加入几个滤器（filter）以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多，例如网状滤器，沙状滤器（如石英沙等）或膜状滤器等。只要颗粒大小大于这些孔洞之大小，就会被阻挡下来。对于溶解于水中的离子，就无法阻拦下来。如果滤器太久没有更换或清洗，堆积在滤器上的颗粒物质会愈来愈多，则水流量及水压会逐渐减少。人们就是利用入水压与出水压差来判断滤器被阻塞的程度。因此滤器要定时逆冲以排除堆积其上的杂质，同时也要在固定时间内更换滤器。沉淀物过滤法还有一个问题值得注意，因为颗粒物质不断被阻拦而堆积下来，这些物质面或许有细菌在此繁殖，并释放毒性物质通过滤器，造成热原反应，所以要经常更换滤器，原则上进水与出水的压力落差升高达到原先的五倍时，就需要换掉滤器。2硬水软化法 硬水的软化需使用离子交换法，它的目的是利用阳离子交换
树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子，以此来降低水源内之钙镁离子的浓度。其软化的反应式如下： Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+ 2Na+1式中的EX表示离子交换树脂，这些离子交换树脂结合了Ca2+及Mg2+之後，将原本含在其内的Na+离子释放出来。树脂基质（resin matrix）内藏氯化钠，在硬水软化的过程中，钠离子会逐渐被使用耗尽，则交换树脂的软化效果也会逐渐降低，这时需要作还原（regeneration）的工作，也就是每隔固定时间加入特定浓度的盐水，一般是10%，其反应方式如下：Ca-EX2+2Na+ （浓盐水）→ 2Na-EX+Ca2+Mg-EX2+2Na+ （浓盐水）→ 2Na-EX+Mg2+如果水处理的过程中没有阳离子的软化，不只是逆渗透膜上会有钙镁体的沉积以致降低功效甚至破坏逆渗透膜，长期饮用也容易得到硬水症候群。硬水软化器也会引起细菌繁殖的问题，所以设备上需要有逆冲的功能，一段时间後就要逆冲一次以防止太多杂质吸附其上。全自动钠离子交换器采用离子交换原理，去除水中的钙、镁等结垢离子。当含有硬度离子的原水通过交换器内树脂层时，水中的钙、镁离子便与树脂吸附的钠离子发生置换，树脂吸附了钙、镁离子而钠离子进入水中，这样从交换器内流出的水就是去掉了硬度的软化水。 3去离子法
刍议环境保护中全膜法水处理工艺技术探讨 发表时间：2019-01-17T11:44:52.890Z 来源：《防护工程》2018年第30期作者：董丽娜王晓岩刘娜 [导读] 进一步提高相关工作人员对全膜法水处理工艺技术应用的认识。 陕西省环境监测中心站陕西省西安市 710054 摘要：全膜法水处理工艺技术是一种新型水环境处理保护的应用措施,它没有繁琐的操作步骤,却能保证水质的纯净和稳定,在各项工业水系统应用中都有较高的使用效率,下面本文对传统水处理工艺和全膜法水处理工艺分别进行分析,对比全膜法水处理技术的优点,同时对全膜法水处理技术在水环境处理中的应用进行探讨,进一步提高相关工作人员对全膜法水处理工艺技术应用的认识。 关键词：全膜法水处理；工艺技术；环境保护 引言 可大幅降低耗水量的有效手段有：回收利用工业污水、市政污水，废水零排放，循环水处理等方式。“全膜法”水处理工艺不仅水处理效率高，而且效果显著，同时，具有经济性的新技术，可有效地解决不断严重的脱盐工艺中酸碱的使用及排污问题。 1 分析全膜法水处理工艺技术 通过超滤或微滤预处理原水，然后进行反渗透处理，最后通过电渗析除盐（简称EDI）形成高纯水，即“全膜法”（IMS）水处理技术的流程。 1.1 膜法预处理 采取膜法预处理，可将水中的微粒、胶体、细菌及高分子有机物等有效地去除，其过滤精度一般是0.005μm—0.01μm之间，大幅提高了下游脱盐系统的进水水质。超滤过程具有较好的耐氧化性、耐温性、以及耐酸碱性，且无相转化。超滤膜的材料和工艺设计，根据不同的水质条件和分离功能，选择了相应的孔径以及截留分子量。 1.2 反渗透 反渗透又叫RO，主要由两部分组成，一是高压泵，二是反渗透膜。在高压的情况下，水中的微生物、有机物、矿物质、以及其它物质等都会被阻截在膜外，且会受到高压水流的冲击，而渗透到另一面的水则是纯净的、安全的，卫生的。利用反渗透的分离特性能够将水中的细菌、有机物、溶解盐、及胶体等杂质有效的去除，实现低能耗、零污染，从而使反渗透出水水质达到EDI设备的进水要求。 1.3 EDI技术 EDI技术是一种高新技术，它有机相结合了电渗析技术与离子交换技术，因此，又被称为“填充床电渗析”或“电混床”。它的应用不需要酸碱参与，摒弃酸碱对树脂的再生作用，而持续提取高纯水的一种先进技术。由于二级除盐加上反渗透的系统或者是混床加反渗透系统的废液排放较繁琐以及再生操作的问题，EDI成功克服了其缺点，彻底解决了其酸碱排放的问题。 EDI技术的应用机制是在模堆里添加能够改善膜发生极化的树脂，利用电极促使模堆发生电位差，借助通过离子交换膜吸附作用，吸附并去除源水中的离子。操作中，将直流电连接模堆两侧电极，通电后模堆发生电位差，促使水中的阳离子物质移向发生阴极作用的阳离子交换膜，促使水中的阴离子物质移向产生阳极作用的阴离子交换膜，不同极吸附的阴阳物质聚集，同时利用树脂防止极化作用，升高电阻率将其再次分解进行电离再生作用，形成H+与OH-，从而反复进行水质盐离子聚集和电解，最终电渗析生产高纯水。EDI技术在运行过程中，水电导率可达到0.057us/cm—0.062us/cm，这基本上相同于纯水电导率的理想探讨值0.055us/cm，另外，EDI技术不需要酸碱的使用，通过树脂电离再生，不断脱盐，进而生成高纯水，充分体现了全膜法的显著优势。 2 在环境保护中，全膜法水处理工艺技术的应用 全膜法水处理工艺已越来越多的推广施予在工业水污染处理中，现在，电子产品生产企业、半导体生产厂商等许多企业，在水处理中都已使用了全膜法技术，根据相关研究证明，在小于25℃以下的水中，电阻率都比较稳定在18MΩ以上。另外，在全膜法水处理技术的流程中，通过仔细观察超滤系统，NAHSO灭菌剂的使用，可有效杀灭细菌，避免超滤使用中发生断丝或膜被污染的现象，另外，为了提高膜的使用效率，避免膜被氧化，需加装ORP表以此优化设置。 在进行反渗透过程中，为了高效阻滞各分子杂质，需选择特殊材质的反渗透膜，其不仅要具备较高的细腻度较、较强融水性，还需有效阻截水质中杂质，以防止膜被污染，另外，还需有利于水分子的透过，并可高效处理矿物质及微生物等杂质，为避免单纯高压泵的直接冲击力，可通过高压泵变频进行加压。在全膜水处理工艺中，其最关键的一个流程即是反渗透，它对EDI膜起着有效的保护作用，所以，在该过程中，为了阻滞镁及钙等不溶于水的物质形成污垢，需添加适当的阻垢剂，以促进反渗透作用。另外，企业为了提高水质的纯度，实现环境保护，在全膜法反渗透中还利用了双极反渗透。双极反渗透使用的是抗污染性能强、脱盐效果好的低压复合膜，其利用率超过了97%，而且该膜具有较长的生命周期，一般使用寿命在五年以上。 在EDI技术的应用中，利用电极作用，结合离子交换技术，对树脂进行再生作用，反复对水质进行电解脱盐，因此，使水的纯度大幅提高，在加上抛光床技术的使用，有效的排除了水质中含有的浓度较低的离子，充分发挥了EDI技术的作用，从而大幅提高了水的质量以及纯净度，确保了水质的安全性。抛光床的使用是不可再生的，每年可定期更换一次，它的作用就是加强微粒的释放，从而弥补树脂再生达不到的要求，更进一步提纯水质。而在锅炉补给水的工艺中，传统的过滤净化是先进行混凝澄清，再通过砂滤过滤较大悬浮物，之后利用交换技术去除水中的盐，该过程不仅操作复杂，而且会产生大量的酸碱污水。 近年的化学水处理通过有效结合应用超滤技术、反渗透技术与EDI技术，能够大幅提高水处理水质。同时为了进一步提高水质处理的精度，降低水环境污染，仍需不断研究和优化全膜法水处理工艺技术，以及其操作流程，以不断提高其水处理技术水平。 3 结语 全膜法水处理工艺技术是集超滤、反渗透技术及EDI技术为一体的综合运用，该技术操作简单、方便，其通过过滤、脱盐及持续净化等过程，净化了水质，提高了水的质量、纯度、以及安全性，另外，在水处理过程中不会排出酸碱废液，可实现所有有害物质的回收利用，有效的保护了环境，因此，该技术被广泛地应用于水处理中。
水工程与工艺新技术期末小论文 学生姓名： _ 李静 学号： 6002208016 专业班级：给排水081班 时间： 2011-12-6
磁分离技术简析 班级：给排水081班 姓名：李静 学号：6002208016 文章摘要： 本文章主要研究了磁分离技术在水处理中的应用以及其现阶段存在的问题。除此之外，本文还对磁分离技术的基本原理、优点、分类等做了简单介绍。对于磁分离技术的应用及存在问题作了简单的分析和探讨，以及对磁分离技术的应用前景做了简单概括和总结。还对磁分离技术的优缺点做了简略剖析等。 文章关键词： 磁分离技术 水处理 分离原理 外加磁场 应用前景 正文 （一）磁分离处理法 磁分离法又称电磁吸附法，是近年来发展的一种水处理技术。利用现代磁化技术能实现磁性微粒粗粒化，弱磁性颗粒强磁化，非磁性颗粒磁性化。磁分离作为物理处理技术在水处理中获得了许多成功应用，显示出许多优点。该法不仅能直接处理水体中各种微粒的弱磁性、顺磁性物质，而且还能分离不具磁性的细菌、病毒、藻类悬浮物、有机和无机化合物、油脂类、重金属类等，应用范围非常广。如磁分离法已用于含油废水治理，包括磁性粉末法，被覆油膜磁粉法，磁流体法，油层悬浮磁粉过滤法，43O Fe 超微粒子破乳净化法等除油技术。 磁分离的基本原理就是通过外加磁场产生磁力，把废水中具有磁性的悬浮颗粒吸出，使之与废水分离，达到去除或回收的目的。对于水中非磁性或弱磁性的颗粒，利用接种技术可使他们具有磁性。目前具有代表性的磁分离设备是圆盘磁分离器和高梯度磁过滤器。 （二）磁分离技术的分类 磁分离按装置的原理可分为磁凝聚分离、高梯度磁分离和磁盘分离法，其中磁盘分离法中按使用磁铁类型的不同可分为铁氧体磁盘法和稀土磁盘法。 按磁场的产生方法可分为永磁分离和电磁分离（含超导电磁分离）。 按工作方式可分为连续式磁分离方法和间歇式磁分离法。 按颗粒的去除方式可分为磁处理技术的优点磁凝聚沉降分离和磁力吸着分离。 （三）磁分离技术的磁力分离原理 物质在外磁场的作用下会被磁化而产生附加磁场，其磁场强度'H 与磁场强度H 的向量和即为磁介质内部的磁场强度或称磁感应强度，'H 的方向与H 相
一、中水处理的工艺及选择。 1、中水回用工艺流程为了将污水处理成符合中水水质标准的水，一般要进行三个阶段的处理： （1）预处理该阶段主要有格栅和调节池两个处理单元，主要作用是去除污水中的固体杂质和均匀水质。 （2）主处理该阶段是中水回用处理的关键，主要作用是去除污水的溶解性有机物。 （3）后处理该阶段主要以消毒处理为主，对出水进行深度处理。保证出水达到中水水标准。 2、主处理的方法按目前已被采用的方法大致可分为三类： （1）生物处理法利用水中微生物的吸附、氧化分解污水中的有机物，包括好氧和厌氧微生物处理，一般以好氧处理较多。 （2）物理化学处理法以混凝沉淀（气浮）技术及活性炭吸附相结合为基本方式，与传统的二级处理相比，提高了水质，但运行费用较高。 （3）膜处理采用超滤（微滤）或反渗透膜处理，其优点是S S去除率很高，占地面积与传统的二级处理相比，减少了很多。但目前对此工艺在实际应用上还存有一定争议。 3、工艺流程的选择 工艺流程的选择需确定工艺流程时必须掌握中水原水的水量、水质和中水的使用要求，应根据上述条件选择经济合理、运行可靠的处理工艺；在选择工艺流程时，应考虑装置所占的面积和周围环境的限制以及噪声和臭气对周围环境带来的影响；中水水源的主要污染物是有机物，目前大多数以生物处理为主处理方法；在工艺流程中消毒灭菌工艺必不可少，一般采用含氯消毒剂进行消毒。 中水处理的工艺流程主要取决于中水水源和中水的用途，中水水源不仅影响处理工艺的选择，而且影响处理成本，因此，中水水源的选择十分关键；目前，我国主要以小区生活污水作为中水水源，所处理的中水主要用于浇花、冲厕、洗车等。当以城市污水处理厂二级处理出水为中水水源时，可采用物化＋消毒工艺，具体如下： 源水--->调节池--->过滤池--->消毒池--->储水池 --->排放当以小区生活污水作为中水水源时，可采用生化＋消毒工艺，具体如下： 源水--->水力筛--->调节池--->生化池--->过滤池 --->消毒池--->储水池--->排放上述工艺设施可根据现场具体情况，设计成地上式或地埋式结构。 一体化中水回用设备是将中水回用处理的几个单元集中在一台设备内进行，其特点是结构紧凑、占地面积小、自动化程度高，一般的处理量小于1500
摘要 从羟基自由基无选择性地氧化有机物出发，综述了我国水处理中的高级氧化技术，包括化学氧化、Fenton法、电化学阳极氧化、光化学氧化、湿式空气氧化、超临界水氧化及超声波技术等。介绍了各种技术的机理，讨论了它们的优缺点及其在废水处理中的处理效果。 关键词羟基自由基高级氧化技术水处理
1．简述 随着工业的高速发展，进入水体的化学合成有机物的数量种类急剧增加，造成水资源的严重污染，已经威胁到了人类的生存与发展。处理有机废水最经济的是生物处理方法，然而对于那些有毒且难生物降解的有机化合物，往往不能采用生物降解的方法去处理，而不得不考虑用其他方法了。包括有混凝、沉淀、气浮、高级氧化技术（AOT）等。下面主要谈谈高级氧化技术。高级氧化技术是指在水处理过程中可产生羟基自由基（?OH），使水体中的大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接降解成为CO2和H2O，接近完全矿化。它是最有前景的处理低浓度难降解有机物的方法。常见有机污染物与03和?OＨ的反应速率常数比较如表一。 从表一可以看出O3对不同的有机物质的氧化速度相差很大因而处理有机废水具有选择性，而?OH与不同有机物质的反应速率常数相差很小，它几乎可以无选择的将有机物矿化。?OH的反应速率都相当快，一般其反应速率常数>109mol-1?L?S-1，基本接近扩散速率控制的极限（1010mol-1?L?S-1），氧化反应速度是由？OH的产生速度来决定的。
2．主要的高级氧化 目前，主要的几种高级氧化方式有化学氧化、Fenton氧化、电化学氧化、光催化氧化、光助电催化、湿式空气氧化、超临界水氧化、超声波技术。 2.1化学氧化 化学氧化是使用化学强氧化剂将废水中的难降解有机物和无机物转化为微毒或无毒的物质。水处理中常用的化学氧化剂有ClO2，H2O2，NaClO2，KMnO4，Cl2，NaClO2，O3等。几种强氧化剂氧化能力的比较见表二。 这些氧化剂产生的氧化反应的主反应都包括有自由基反应。林鑫海等对含硝基苯和苯胺的废水采用ClO2三相催化氧化技术进行处理，结果表明硝基苯的去除率均可以达到95%以上，COD的去除率在90%以上，苯胺也可以达到85%以上。毕会锋等使NaClO化学氧化处理酸性橙Ⅱ模拟的染料废水，发现在pH=10，NaClO与染料的摩尔比为18，温度为30o C，反应时间30分钟时，脱色率可达100%。如何寻求制备上述强氧化剂而不产生二次污染、操作简单、价格低廉，且氧化产物不具有毒性或只具有较小毒性是该技术发展的必由之路。 2.2Fenton法 Fenton法是利用催化剂、光辐射或电化学作用，使H2O2产生？OH处理有机物的技术。Fenton法基本上是沿着光化学和电化学两条路线向前发展的，因而也就包括了经典Fenton法、电Fenton法、光Fenton法。 2.2.1经典Fenton法 （1）Fe2++ H2O2→Fe3++OH－＋?OH，K1＝76L/（mol?s） （2）Fe2++H2O2→Fe2++H+＋?OH，K2＝0.002-0.01L/（mol?s） （3）Fe2++?OH→Fe3++H+＋OH－，K3＝3*108L/（mol?s） （4）H2O2++?OH→H2O+HO2?，K4＝2.7×107 L/（mol?s） （5）Fe3++OH-→Fe（OH）3（胶体） （6）?OH＋org．→矿化产物（CO2、H2O） 从反应式（1）到（6）中各式的反应速率常数分析可以得出，适当的增大Fe2+和H2O2的浓度有利于提高污染物的降解效率，但是过量的Fe2+和H2O2会成与?ＯＨ反应。因此，确定Fe2+和H2O2最佳比例的非常重要。此反应的优点是
一，工程说明 超磁分离技术设计要点 一、超磁分离技术的特点 超磁分离水体净化技术是一项新颖的水处理技术，其成套设备与普通的沉淀和过滤相比，具有无反冲洗，分离悬浮物效率高，工艺流程短，占地少，投资省，运行费用低等特点。针对城市污水、工业废水、矿井水、油田采出水、河道水、景观水等不同种类的废水，长期的净化试验和工程实例表明该技术具有以下显著特点： 1、处理时间短、速度快、处理量大，磁盘瞬间产生大于重力640 倍的磁力，处理效率高，流程短，总的处理时间大约3 min，可多台并联运行，满足大流量处理要求； 2、占地少，出水稳定，占地面积约为传统絮凝沉淀的1 /8，混凝时间1min，絮凝时间2min，过水平均流速320m/h。（占地面积：600m3/d，2.4×4.0；3000 m3/d，9.6×6.0；10000 m3/d，磁盘机外形尺寸6.0×3.0×1.9，磁分离磁鼓外形尺寸，3.3×2.0×1.45） 3、排泥浓度高，磁盘直接强磁吸附污泥，连续打捞提升出水面，通过卸渣系统得到高浓度污泥； 4、运行费用低，采用微磁絮凝技术，投加药量少，且磁种循环利用率高，运行费用低； 5、日常维护方便，设备无需反洗，自动化程度高，运行稳定可靠。 二、超磁分离技术的原理 直接磁选技术在分离污水（如钢厂废水）中的铁磁性杂质方面效果明显，但对于造纸、化工、制药、食品、石油等工业废水，由于废水中的有毒有害
物质大多为酸碱离子、有机物、油等，主要是非磁性或弱磁性物质，因此采用直接磁分离方法很难将这些有害物质有效分离，必须通过预先加入磁种的方法，使本身无磁性的有害物质带上磁性，然后在高梯度磁场中实现磁分离。磁种—絮凝分选法主要包括磁种絮凝、磁分离和磁种回收三大主要步骤。具体方法是在一定的化学条件下，向污水中添加专用磁种和絮凝剂，或铁磁性絮凝剂（如表面处理过的三价铁盐），水中有害物质通过氢键、范德瓦尔斯力或静电力与经表面官能团修饰的磁种絮接，从而使非磁性物质具有磁性或使弱磁性物质的磁性增强，与污染物结合的磁絮凝剂可以被高梯度磁滤网或磁盘捕获，从而实现污染物的去除。磁分离设备分离出的废渣（磁种和悬浮物的混合体）经输送装臵进入高速搅拌剪切环节，实现磁种和悬浮物的分离，再经由磁鼓回收装臵，就可将其中的磁种分选出来，磁种回收率可达99.4 %以上。回收的磁种可循环利用，既节约了生产成本，又减少了环境负荷。 图：超磁分离水体净化技术工艺流程
1污水的分类及其来源 根据废水来源可分为城镇污水和农业废水。城市废水又分为：生活污水工业污水雨水 A生活污水 *主要包括粪便水、洗浴水、洗涤水和冲洗水。 *来源：除家庭生活排的废水外还有集体单位和公共事业单位排出的废水。 生活污水以有机物污染为主、可生化性好、但随着饮食结构的改变尤其是治病的新药层出不穷，部分排泄物与生活污水混为一体使污水结构趋于复杂并使处理效果的难度增加。 B工业污水 *是工业生产过程排放的废水，由工业生产车间与厂矿排出的绝大部分工业废水是用于冷却、洗涤及地面冲洗，因此，里面会含有工业生产所用的原料、产品、副产品、和中间产物。 *工业废水的排放特点：1具有排放量大、方式多、范围广。2种类繁多，浓度波动范围大。3迁移变化规律差异大。4毒性强、危害大。5 不宜治理，恢复困难 C雨水 *雨雪降至地面形成地表径流，工业废渣和垃圾堆放厂冲刷排水随着
时间季节环境的变化其成分复杂 D农业废水 *农业废水包括农田灌溉，畜牧业养殖，食品生产加工等过程中废液的排放，分散面积广，不易集中，治理困难。农药化肥，有机富营养物的含量较高 污水污染程度表示指标： 1) BOD -定义：水中有机污染物被好氧微生物分解至无机物时所消 耗的溶解氧的量。 ?指标：在20 C水温下，5d的BOD约占总BOD的70%—80%, 常用BOD20作为总生化需氧量La,工程上常用BOD5作为可生 物降解有机物的综合浓度指标。BOD意义： 直接反应水体中的有机污染情况 能表征易生物降解的有机物 BOD/COD>0.3才认为可采用生物处理 定义：在一定的严格的条件下，水中还原性物质与外 加的强氧化K2Cr2O7,KMnO4等)作用时所消耗的氧量，用 氧(O2)的mg/L表示。COD综合反映有机物质相对含量。
膜是具有选择性分离功能的材料，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。错流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别，下图简单示意了四种不同的膜分离过程：（箭头反射表示该物质无法透过膜而被截留）： 微滤又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。 对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1-1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。 超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1000分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。 对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在 1000-300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。 纳滤是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在80-1000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域显示出广
高级氧化技术——臭氧氧化技术在水处理中的应用摘要：高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes,简称AOP)：运用点、光辐射、催化剂，有时还与氧化剂结合，在反应中产生活性极强的自由基(·OH)，正在通过自由基与有机化合物之间的加合、取代、电子转移、断键等，使水体中的大分子难降解有机物氧化降解为低毒或无毒的小分子物质，甚 至直接降解成为CO 2和H 2 O，接近完全矿化。 关键词：水污染高级氧化技术臭氧氧化 1简介 随着工业的迅猛发展和人类物质生活水平的提高,水环境污染已是普遍存在的问题。过去十年,许多国家都制定了十分严格的标准,这些标准都特别要求对生态系统有毒害影响的物质实施严格监控。对那些有毒且难以生物降解的化合物,需要用非生物降解的其它处理技术去除,化学氧化法就是其中之一,其目的就是将这些难降解的有害物质氧化成二氧化碳、水和无机物或至少也要氧化成无害的物质。许多文献报道那些难生物降解的污染物常常具有高化学稳定性,很难完全氧化,因此采用比常规净化处理工艺更有效的技术是必要的。【1】高级氧化技术是近年发展起来的一种新型的在常温常压下将那些难以用臭 氧单独氧化或降解的有机物氧化的方法。同其它高级氧化技术如O 3/H 2 O 2 、UV/ O 3、UV/ H 2 O 2 、UV/ H 2 O 2 / O 3 、TiO 2 / UV和CWAO 等一样,催化臭氧化技术也是 利用反应过程中产生大量高氧化性自由基(羟基自由基) 来氧化分解水中的有机物从而达到水质净化。 2臭氧氧化技术的特点 相对于传统工艺来说，臭氧氧化技术拥有它不可代替的领先优势： O 3+H 2 O+hv → O 2 +H 2 O 2 H 2O 2 +hv → 2·OH （1）此反应过程中产生大量氢氧自由基·OH（表现强氧化性的原因），反应速度快,多数有机物在此过程中的氧化速率常数可达106 ～109 L/(mol.s)。 （2）适用范围广,较高的氧化电位使得·OH几乎可将所有有机物氧化直至矿化,不会产生二次污染。
磁分离技术在水处理中的运用 【摘要】磁分离技术具有分离速度快、效率高等特点，它已经应用于食品废水处理、含油废水处理、城市污水处理、印染废水处理等工业废水的处理，随着发展进步，该技术不断拓宽应用领域，如固体废弃物矿渣、粉煤灰。 【关键词】磁分离技术；高梯度磁分离技术；水处理 Magnetic separation technology in water treatment Li Sa-li （Taiyuan University of Technology Shanxi taiyuan 030024） 【Abstract】Magnetic separation technology has higher separate speed and efficiency. It is widely used in the food waste water treatment，oily wastewater treatment，the urban sewage treatment，printing and dyeing wastewater treatment of industrial waste water treatment.Along with the development of society，this technology is widening its fields in application，such as solid waste slag and fly ash. 【Key words】Magnetic separation technology；High gradient magnetic separation technology；Water treatment 1.磁分离技术简介 磁分离技术是借助磁场力的作用，对磁性不同的物质进行分离的一种物理分离方法。 废水中的污染物种类很多，对于具有较强磁性的污染物，可直接用高梯度磁分离技术分离；对于磁性较弱的污染物可先投加磁种（如铁粉、磁铁矿、赤铁矿微粒等）和混凝剂，使磁种与污染物结合，然后用高梯度磁分离技术除去。磁分离的物理作用基本原理就是通过外加磁场产生磁力，把废水中具有磁性的悬浮颗粒吸出，使之与废水分离，达到去除或回收的目的。 2.磁分离技术的研究进展 磁分离技术用于水处理工程，它又可以称得上是一门新兴技术。从上世纪60年代开始，苏联用磁凝聚法处理钢厂除尘废水，60年代末，美国MIT教授科姆发明高梯度磁过滤器，70年代美国应用磁絮凝法和高梯度磁分离法处理钢铁、食品、化工、造纸等废水。1974年瑞典开始用磁盘法处理轧钢废水，随后的75年日本开发盘式“两秒分离机”。我国从70年代中期到80年代初，将磁聚凝法、磁盘法、高梯度磁分离法用于炼钢、轧钢废水的处理。近年来，磁分离技术在电镀废水、含酚废水、湖泊水、食品发酵废水、市政废水、钢铁废水、厨房污水、
水处理中的高级氧化技术 摘要：高级氧化技术对处理高浓度难降解有毒有害的废水有很好的效果。介绍高级氧化技术机理及Fenton 氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超声氧化法、湿式氧化法和超临界水氧化法在水处理领域的研究进展和应用，探讨了各种高级氧化技术的优缺点。 关键词：高级氧化技术；废水处理；羟基自由基 高级氧化工艺（Advanced Oxidation Processes,简称AOPS）是20世纪80年代开始形成的处理有毒污染物技术，它的特点是通过反应产生羟基自由基（·OH），该自由基具有极强的氧化性，通过自由基反应能够将有机污染物有效的分解，甚至彻底的转化为无害的无机物，如二氧化碳和水等。由于高级氧化工艺具有氧化性强、操作条件易于控制的优点，因此引起世界各国的重视，并相继开展了该方向的研究与开发工作。高级氧化技术主要分为Fenton氧化法、光催化氧化法、臭氧氧化法、超声氧化法、湿式氧化法和超临界水氧化法。 一、几种高级氧化技术 1.Fenton氧化法 过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化技术体系称为Fenton试剂。它是100多 年前由H.J.H.Fenton发明的一种不需要高温和高压而且工艺简单的化学氧化水 处理技术。近年来研究表明，Fenton的氧化机理是由于在酸性条件下过氧化氢被催化分解所产生的反应活性很高的羟基自由基所致。在Fe2+催化剂作用下，H2O2能产生两种活泼的氢氧自由基，从而引发和传播自由基链反应，加快有机物和还原性物质的氧化。其一般历程为： Fe2+ +H2O2→Fe3+ +OH- +·OH Fe3+ +H2O2→Fe2+ + H+ + ·O2H RH +·OH→R·+ H2O R· +·OH→ROH + ·OH Fe2+ + ·OH→OH- +Fe3+ Fenton氧化法一般在PH为2~5的条件进行，该方法优点是过氧化氢分解速
常用生活污水处理工艺的比较 一、概述 生活污水处理工艺目前已相当成熟，其核心技术为活性污泥法和生物膜法，对活性污泥法（或生物膜法）的改进及发展形成了各种不同的生活污水处理工艺，传统的活性污泥法处理工艺在中小型生活污水处理已较少使用。根据污水的水量、水质和出水要求及当地的实际情况，选用合理的污水处理工艺，对污水处理的正常运行、处理费用具有决定性的作用。 本文主要对生活污水几种常用的处理工艺作简单介绍，包括氧化沟、序批式活性污泥法（SBR）、生物接触氧化法、曝气生物滤池（BAF）、A-0工艺、膜生物反应器（MBR）等。 二、中小型生活污水处理工艺简介 典型的生活污水处理完整工艺如下： 污水——前处理——生化法——二沉池——消毒——出水——-——污泥处理系统 前处理也称为预处理技术，常用的有格栅或格网、调节池、沉砂池、初沉池等。 由于生活污水处理的核心是生化部分，因此我们称污水处理工艺是特指这部分，如接触氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法（包括厌氧和好氧）处理生
活污水在目前是最经济、最适用的污水处理工艺，根据生活污水的水量、水质及现场的条件而选择不同的污水处理工艺对投资及运行成本具有决定性的影响。下面就目前常用的生活污水处理工艺作一简介。 1、氧化沟工艺 氧化沟是活性污泥法的一种变形，其池体狭长，故称为氧化沟。氧化沟有多种构造型式，典型的有：A：卡罗塞式；B：奥巴尔型；C：交替工作式氧化沟；D：曝气—沉淀一体化氧化沟 氧化沟技术已广泛应用于大中型城市污水处理厂，其规模从每日几百立方米至几万立方米，工艺日趋完善，其构造型式也越来越多。其主要特点是：进出水装置简单；污水的流态可看成是完全混合式，由于池体狭长，又类似于推流式；BOD负荷低，处理水质良好；污泥产率低，排泥量少；污泥龄长，具有脱氮的功能。 设计要点：混合液悬浮固体浓度5000mg/l；生物固体平均停留时间，去除BOD5时，取5~8天，当要求硝化反应时取10~30天；水力停留时间为20、24、36、48h，根据对处理水水质要求而定；BOD—SS负荷（Ns）为0.03~0.07kgBOD/（kgMLSS.d）；BOD容积负荷（Nv）为0.1~0.2 kgBOD/（m3.d）；污泥回流比为50~150%；混合液在渠内的流速为0.4~0.5m/s；沟底流速为0.3 m/s。 但氧化沟工艺与SBR和普通活性污泥工艺比较，能耗高，且占地面积较大。 2、A/O法
电厂化学水处理工艺流程 Final approval draft on November 22, 2020
化学水处理系统 一．从给水品质标准看化学水处理的必要性 下表是锅炉给水品质标准。 总硬度 (μmol/L) 溶解氧 (μg/L) 电导率 (μs/cm) 二氧化硅 (μg/L) PH值 (25℃) 二氧化碳 (μg/L) 标准≤30 ≤50 10 ≤20 ～≤20 我国北方多采用深井水源，其水质超标最严重的是总硬度，总硬度是指溶液中钙离子（Ca2＋）和镁离子（Mg2＋）摩尔浓度的平均值。所谓摩尔浓度指每升溶液中溶质含量的毫摩尔数。例如Ca的原子量为40，1mol Ca2＋的质量是80g （其化学意义是：1mol Ca2＋内含×1023个钙离子）。如果1L溶液中含有1g Ca2＋，那么它的摩尔浓度是1/80＝L＝L。 给水水质不良，特别是钙、镁、钠、硅酸根离子超标，会给热力设备造成如下危害： 1. 热力设备的结垢：如果进入锅炉或其它热交换器的水质不良，则经过一段时间运行后，在和水接触的受热面上，会生成一些固体附着物,这种现象称为结垢，这些固体附着物称为水垢。因为水垢的导热性比金属差几百倍，而这些水垢又极易在热负荷很高的锅炉炉管中生成，所以结垢对锅炉（或热交换器）的危害性很大；它可使结垢部位的金属管壁温度过高，引起金属强度下降，这样在管内压力的作用下,就会发生管道局部变形、产生鼓包，甚至引起爆管等严重事故。结垢不仅危害安全运行，而且还会大大降低发电厂的经济性。例如，热力发电厂锅炉的省煤器中,结有1mm厚的水垢时，其燃料用量就比原来的多消耗％～%。因此有效防止或减少结垢，将会产生很大的经济效益。另外，循环水的水质不良，在汽轮机凝汽器内结垢会导致凝汽器真空度降低,从而使汽轮机的热效率和出力下降；过热器的结垢会使蒸汽温度达不到设计值，使整个热力系统的经济性降低。热力设备结垢以后,必须及时进行清洗工作，这就要停运设备，减少了设备的年利用小时数；此外，还要增加检修工作量和费用等。 2.热力设备及其系统的腐蚀：发电厂热力设备的金属经常和水接触，若水质不良,则会引起金属腐蚀，如给水管道，省煤器、蒸发器、加热器、过热器和汽轮机凝汽器的换热管，都会因水质不良而腐蚀。腐蚀不仅要缩短设备本身的使用期限，造成经济损失；而且腐蚀产物转入水中，使给水中杂质增多，从而加剧在高热负荷受热面上的结垢过程，结成的垢又会加速炉管的垢下腐蚀。此种恶性循环，会迅速导致爆管等事故。 3. 过热器和汽轮机流通部分的积盐：水质不良还会使蒸汽溶解和携带的杂质（主要是Na＋和HSiO3－离子）增加，这些杂质会沉积在蒸汽的流通部位，如过热器和汽轮机，这种现象称为积盐。过热器管内积盐会引起金属管壁过热甚至爆管；阀门会因积盐而关闭不严；汽轮机内积盐会大大降低汽轮机的出力和效率，即使少量的积盐也会显着增加蒸汽流通的阻力，使汽轮机的出力下降。当汽轮机积盐严重时,还会使推力轴承负荷增大，隔板弯曲，造成事故停机。
电厂化学水处理中全膜分离技术分析 电厂生产的电能主要来自于燃料燃烧的热能转化，这种能量的转化主要是靠水来辅助实现的。在电厂的日常运转中，水作为重要的媒介在很多生产环节中起着重要的作用。而且电厂设备的运行效率和生产设备的使用寿命与水的质量息息相关，主要是因为电厂使用的水蒸发后的水蒸气含有污染性的化学物质造成。为了防止含有腐蚀性的水渗入电厂的设备造成损害，需要科学有效的方式进行水处理。全膜分离技术是一种比传统水处理更有效的技术，它具有设备要求低、运行方便、环保、水质净化率高等特点，得到了广大企业的青睐，应用范围广泛。 标签：电厂化学;水处理;全膜分离技术 全膜分离技术是一种新型的膜分离技术，是电厂化学水处理的一种高效方法，全膜分离技术不仅提升了水体的质量，而且满足了电厂的用水需求。但是，全膜分离技术在实际的生产应用中还存在着一些问题，例如会出现膜技术虽然浓缩成本低，但不能将产品浓缩成干物质、膜技术虽然具有選择过滤性，但是同分异构体就无法实现分离的问题，因此，需要进一步优化才能高效地完成水处理的工作。当前，环境污染是一个大问题，人们对环境保护的意识越来越强烈，全膜分离技术解决了污水带给环境的污染问题，还能降低电厂的生产成本，减少水资源的浪费，为电厂赢得最大化的利益。 一、全膜分离技术的应用价值 全膜分离技术在电厂化学水处理中应用非常广泛的。随着社会的不断发展，人们对于电能的需求和可靠性要求越来越高，对电厂设备的可靠性和安全性日益重视。而水处理是热电厂生产运行过程中最重要的环节之一，水的品质直接关系到热力设备的运行水平、维护成本以及电厂的长远发展。例如在热力电厂中，如采用超超临界一次中间再热直流锅炉，由于直流炉的特殊结构（没有汽包），其对给水的纯度要求很高，锅炉补给水是发电厂热力循环系统污染物的主要来源，补给水系统运行不当或监控不好，可能把原水中的悬浮物、溶解性无机杂质、有机物和胶体硅带入发电厂循环系统，带来严重后果。因此，如果锅炉补给水采用全膜法处理工艺，其出水水质能满足大型超超临界直流炉机组的对锅炉给水的水质要求，避免对设备造成损害，提高设备的使用效率和寿命。 二、全膜分离技术在电厂化学水处理中的具体应用 （一）超过滤技术 超过滤技术是全膜分离技术在电厂化学水处理中的第一道工序。此项技术过滤膜空隙较大，一般情况下为0.05um至1um之间，能够将化学水中存在的大分子和颗粒物有效过滤分离出去。在超过滤技术的实际应用过程中，超过滤工程与滤膜孔径的尺寸有着直接关联，主要是将滤膜两侧存在的压力作为分离过程的主要驱动力，将滤膜作为过滤介质，通过滤膜两侧压力的作用，化学水就会流过滤
高级氧化技术总结 摘要：高级氧化技术作为一种新兴的污水处理技术由于其具有氧化能力、反应速度快、处理完全、无公害、使用范围广等优点越来越受到各国的重视并相继进行了一些列的研究开发工作。当今世界关于高级氧化技术的研究和应用主要有光催化技术、臭氧催化技术、Fenton 技术、超声降解技术、电化学降解技术、湿式氧化技术、超临界水技术以及组合技术。本文对水处理中的高级氧化技术进行了分析和总结并在此基础上提出水处理高级氧化技术的研究展望。 关键词:高级氧化、光催化、臭氧氧化、Fenton、超声、电化学、超临界水氧化。 高级氧化技术于1987 年提出的的被定义为能够产生羟基自由基的氧化过程。虽然近期一些研究表明了羟基自由基机理对一些高级氧化工艺并不适用但是这一概念目前仍然被采用。 一．根据氧化时羟基的产生方式和反应条件的不同可将现在存在的高级氧化 技术分为Fenton 以及类Fenton 氧化技术、光催化高级氧化技术、臭氧催化氧化技术、超声氧化技术、电化学氧化技术以及超临界水氧化技术。 1．光化学氧化及光催化氧化 在废水处理中单纯紫外光辐射的分解作用较弱通过向紫外光氧化法中引 入适量的氧化剂可以明显提高废水的处理效果。 光催化氧化技术是在光化学氧化的基础上发展起来的与光化学法相比有 更强的氧化能力可使有机污染物更彻底地降解。光催化氧化技术使用的催化剂 有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2 和Fe3O4 等。 光催化氧化的机理为当用能量大于或等于ROx 能带隙的光辐射时,ROx 价带 电子被激发到导带,生成电子空穴对,并向ROx 粒子表面迁移。生成的电子可以和水中溶解氧反应生成O2-·氧自由基离子。而空穴则吸附H2O 或是HO-,将其氧化成·OH 自由基。
超磁分离技术设计要点 Final approval draft on November 22, 2020
一，工程说明 超磁分离技术设计要点 一、超磁分离技术的特点 超磁分离水体净化技术是一项新颖的水处理技术，其成套设备与普通的沉淀和过滤相比，具有无反冲洗，分离悬浮物效率高，工艺流程短，占地少，投资省，运行费用低等特点。针对城市污水、工业废水、矿井水、油田采出水、河道水、景观水等不同种类的废水，长期的净化试验和工程实例表明该技术具有以下显着特点： 1、处理时间短、速度快、处理量大，磁盘瞬间产生大于重力 640 倍的磁力，处理效率高，流程短，总的处理时间大约3 min，可多台并联运行，满足大流量处理要求； 2、占地少，出水稳定，占地面积约为传统絮凝沉淀的1 /8，混凝时间 1min，絮凝时间2min，过水平均流速320m/h。（占地面积：600m3/d，×；3000 m3/d，×；10000 m3/d，磁盘机外形尺寸××，磁分离磁鼓外形尺寸，××） 3、排泥浓度高，磁盘直接强磁吸附污泥，连续打捞提升出水面，通过卸渣系统得到高浓度污泥； 4、运行费用低，采用微磁絮凝技术，投加药量少，且磁种循环利用率高，运行费用低； 5、日常维护方便，设备无需反洗，自动化程度高，运行稳定可靠。 二、超磁分离技术的原理 直接磁选技术在分离污水（如钢厂废水）中的铁磁性杂质方面效果明显，但对于造纸、化工、制药、食品、石油等工业废水，由于废水中的有毒
有害物质大多为酸碱离子、有机物、油等，主要是非磁性或弱磁性物质，因此采用直接磁分离方法很难将这些有害物质有效分离，必须通过预先加入磁种的方法，使本身无磁性的有害物质带上磁性，然后在高梯度磁场中实现磁分离。磁种—絮凝分选法主要包括磁种絮凝、磁分离和磁种回收三大主要步骤。具体方法是在一定的化学条件下，向污水中添加专用磁种和絮凝剂，或铁磁性絮凝剂（如表面处理过的三价铁盐），水中有害物质通过氢键、范德瓦尔斯力或静电力与经表面官能团修饰的磁种絮接，从而使非磁性物质具有磁性或使弱磁性物质的磁性增强，与污染物结合的磁絮凝剂可以被高梯度磁滤网或磁盘捕获，从而实现污染物的去除。磁分离设备分离出的废渣（磁种和悬浮物的混合体）经输送装置进入高速搅拌剪切环节，实现磁种和悬浮物的分离，再经由磁鼓回收装置，就可将其中的磁种分选出来，磁种回收率可达 %以上。回收的磁种可循环利用，既节约了生产成本，又减少了环境负荷。 图：超磁分离水体净化技术工艺流程 三、设计要点 1、混凝反应设计 （1）停留时间：磁分离设备的分离方式不同于沉淀池，无需形成大颗粒的密实絮体，属于微絮凝技术，其混凝反应停留时间约 3min，同时投加混凝剂和助凝剂，前段投加混凝剂，通常为聚合氯化铝（PAC）或硫酸铝，反应时间 1min，后段投加助凝剂，通常为聚丙烯酰胺（PAM），反应时间 2min。在SS=200mg/L～450mg/L，磁种200目（44μm）投加量为200 mg/L～300mg/L，PAC:40 mg/L，PAM:1 mg/L.