電吸附水處理技術
① 電吸附和電滲吸的區別
吸附技術也可稱電容去離子技術,它是利用帶電電極表面吸附水中離子及帶電粒子的回現象,使水中答溶解鹽類及其它帶電物質在電極的表面富集濃縮而實現水的凈化/淡化的一種新型水處理技術。
滲析,是一種以電位差為推動力,利用離子交換膜的選擇透過性,從溶液中脫除或富集電解質的膜分離操作。
② 抽水處理技術的系統介紹
抽水處理技術是最早出現的地下水污染修復治理技術,也是地下水異位修復的代表性技術。自20世紀80年代開展地下水污染修復治理至今,地下水污染治理仍以抽水處理技術為主(圖11.23)。
圖11.23 抽水處理技術概念模型
抽水處理技術一般可分為兩大部分:地下水動力控制過程和地上污染物處理過程。根據地下水污染范圍和程度,在污染場地布置一定數量的抽水井,通過水泵將將受污染的地下水抽取上來,然後利用地面凈化設備進行地下水污染治理。在抽水過程中,抽水井水位下降,在水井周圍形成地下水位降落漏斗,使周圍地下水不斷流向抽水井,減少了污染擴散和遷移。最後,根據污染場地的實際情況,對處理過的受污染地下水進行排放和綜合利用,可以用於景觀用水、回灌到地下或用於當地供水等。
抽水處理技術適用范圍廣,對於污染范圍大、污染暈埋藏深的污染場地也適用。但其自身也存在一些局限性:①當非水相溶液出現時,由於毛細張力而滯留的非水相溶液幾乎不太可能通過水泵抽水的方法清除;②該技術開挖處理工程費用較高,而且涉及地下水的抽去和回灌,對污染場地干擾大;③需要持續的能量供給,以確保地下水的抽出和水處理系統的運行,同時還要求對抽水系統和處理系統進行定期的維護與監測。
11.3.1.1 抽水系統
抽水的最終目標是合理地設計和布置抽水井,使已受污染的地下水完全抽出來。為了截獲地下水污染羽狀體,在其下游布置一個或多個抽水井,它們都有水流影響區,稱為截獲區。截獲區包含地下水污染羽狀體的整個范圍。截獲區的形狀受地下流速、抽水量及含水層滲透性的影響,截獲區范圍取決於抽水時間的長短和抽水量的大小,抽水時間越長、抽水量越大,其延伸范圍也越大。
截獲區的計算方法是假定含水層為一個均質各向同性的等厚承壓含水層,地下水流向與X軸平行,但流向為X負方向,抽水井為完整井,抽水井布置在Y軸上。在上述條件下即可推導出計算截獲區的水力學方程。
單井截獲區的設計計算,假設抽水井位於直角坐標原點,截獲區以外的地下水不流向抽水井,截獲區邊界水力學方程為
變環境條件下的水資源保護與可持續利用研究
式中:Q為抽水井的抽水量,m3/d;B為含水層厚度,m;v為區域地下水滲流速度, m/d。
式中唯一的未知參數是Q/Bv,其量綱為m。隨著Q/Bv值的增大,截獲區范圍也增大。停滯點在抽水井的下游,與抽水井的距離為Q/2πBv。
多井截獲區的設計計算,假設當抽水井為四眼或大於四眼時,截獲區范圍的水力學方程式為
變環境條件下的水資源保護與可持續利用研究
式中:Y1,Y2,…,Yn為抽水井1,2,…,n在Y軸上的位置。
相鄰兩井間的最優距離約為1.2Q/πBv。
上述方程是在假設均質、等厚、各向同性的承壓含水層的基礎上推導出來的。實際上,含水層的不均質非各向同性居多。因此,用上述方程計算的結果不可避免地會產生誤差,在實際工作中應反復校驗並予以校正。對於潛水含水層而言,只要抽水井水位降深與整個含水層相比很小,上述方程計算誤差不是很大。
11.3.1.2 處理系統
受污染的地下水抽出後的處理方法與地表水的處理相同。針對本文要處理的重點污染物六價鉻,目前常採用的方法有很多,主要有化學還原法、沉澱法、鋇鹽法、離子交換法、離子交換纖維法、無機材料吸附法、電解法、絮凝沉澱法、吸附法、反滲透膜法等。
③ 國內水處理技術水平是什麼樣和國外比呢
應該說是處於先進來水平,而不是領先水源平。無論是大型污水處理還是工業或飲用水處理,我國自主都可以實現自給自足。在過濾技術上,雖然趕不上發達國家,但也能應付。在選擇性過濾上我國的技術進步也很快,雖然在效能上不及國外,但至少可以不需要外來技術支持。
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電吸附水處理的原理
EST技術是利用帶電電極表面吸附水中離子或帶電粒子的現象,使水中溶解的鹽類及其它帶電物質在電極表面富集濃縮而實現水的凈化或淡化。圖1為電吸附水處理的原理示意圖。原水從一端進入由陰、陽電極形成的通道,最終從另一端流出。原水在陰、陽電極之間流動時受到電場作用,水中離子或帶電粒子將分別向帶相反電荷的電極遷移,被該電極吸附,儲存在電極表面所形成的雙電層中。隨著離子/帶電粒子在電極表面富集濃縮,使通道水中的溶解鹽類、膠體顆粒及其它帶電物質的濃度大大降低,從而實現了水的除鹽及凈化。
2、電吸附水處理技術(EST)的特性
運行能耗低,水利用率高
EST技術的能耗很低,其主要的能量消耗在於使離子發生遷移,而在電極上並沒有明顯的化學反應發生,如有必要還可以將所用的能量回收一部分過來,即將吸附飽和的模塊上儲存的電能再加到另一再生好的模塊上,也即所謂的「鞦韆式」供電方式。這與其它除鹽技術相比可以大大地節約能源。一個實驗模塊以50t/h流量、85%除鹽率處理TDS為1000㎎/L的原水時,能耗僅約為60W。其根本原因在EST技術凈化/淡化水的原理是有區別性地將水中離子提取分離出來,而不是把水分子從待處理的原水中分離出來。
水利用率高
EST技術可以大大提高水的利用率,一般情況下水的利用率可以達到75%以上;如採用適當的工藝組合,甚至可達90%以上。
無二次污染
EST技術不需任何化學葯劑來進行水的處理,從而避免了二次污染問題。EST系統所排放的濃水系來自於原水,系統本身不產生新的排放物。與離子交換技術相比,省去了濃酸、濃鹼的運輸、貯存、操作上的麻煩,而且不向外界排放酸鹼中和液。
操作及維護簡便
由於EST系統不採用膜類元件,因此對原水預處理的要求不高,而且即使在預處理上出一些問題也不會對系統造成不可修復的損壞。鐵、錳、余氯、有機物、鈣、鎂、FG值等對系統幾乎沒有什麼影響。在停機期間也無需對核心部件作特別保養。系統採用計算機控制,自動化程度高,對操作者的技術要求較低。從理論上講,EST模塊可以長期服役,預期壽命至少在20a以上。
3、電吸附技術EST適用條件及范圍
對現階段經過試驗和實際應用的數據統計分析,EST對所處理的進水要求電導率≤500μS/㎝、COD≤100㎎/L、濁度≤5NTU、SS≤5㎎/L、油≤3㎎/L,處理後電導率可減少60%~80%、濁度≤2NTU、SS≤2㎎/L、油≤2㎎/L。處理效果與綜合的水質影響因素、EST設備工藝的組合有關。
按照進水的水質、來源和工藝用途不同,EST可用於:
(1)循環冷卻水系統的補水預處理。通過電吸附法降低補水含鹽量,可以改善水質,以利進一步提高循環水的濃縮倍數,減少補水量和排污水量。
(2)循環冷卻水系統的排污水再生會用。經過除鹽處理的排污水回用於循環冷卻水系統替代新鮮補水,可以減少新水消耗和污水排放量,進一步提高循環水的循環利用率。
(3)市政、工業污水處理。對於COD及含鹽量較高的工業廢水,傳統的水處理技術因COD高而影響鹽分的去除,電吸附能除去廢水中的高鹽分,使生化法可行,二級生化處理後的污水經電吸附除鹽,可作為循環水系統的補水或生產工藝用水回用。
(4)與高效反滲透技術(HERO)配套。用於反滲透進水的預處理,降低其硬度、TOC等,可穩定反滲透系統運行、提高出水水質和產水率、降低運行維護成本、延長膜的使用壽命。
(5)工業用水處理。紡織印染、輕工造紙、電力化工、冶金等行業都需要大量的除鹽水或純水作為工藝用水。根據不同水質標准,電吸附水處理技術可以與傳統的除鹽技術相結合,以降低運行成本。
(6)飲用水凈化。電吸附技術可以用於飲用水深度處理,去除過量的無機鹽類,如鈣、鎂、氟、砷、鈉、硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物等,甚至使一些因無機鹽類超標的水源得以有效利用。
(7)苦鹹水淡化。電吸附技術具有耐鈣、鎂、硫酸鹽等物質結垢的特點,在苦鹹水特別是礦坑水等高含鹽量和有機物水的淡化方面具有誘人的應用前景。
⑤ 常見的水處理技術有哪些
水處理便通物理、化手段除水些產、需要物質程
適用於特定用途專水進行沉降、濾、混凝屬、絮凝及緩蝕、阻垢等水質調理程
由於社產、與水密切相關水處理領域涉及應用范圍十廣泛構龐產業應用
說水處理包括:污水處理飲用水處理兩種經用水處理葯劑:聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵、鹼式氯化鋁聚丙烯醯胺性炭及各種濾料等
用水處理:()沉澱物濾、(二)硬水軟化、(三)性炭吸附、(四)離、(五)逆滲透、(六)超濾、(七)蒸餾、(八)紫外線消毒等現些處理原理及功能說明
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⑦ 目前先進的水處理技術
目前最先進的水處理技術為反滲透處理技術 反滲透技術是一種膜分離技術。反滲透技術是一種高效率、低能耗能、無污染的先進技術,主要應用於純水制備與海水淡化。反滲透技術是當今最先進和最節能有效的膜分離技術。反滲透膜、鈉濾設備、PP棉等其原理是在高於溶液滲透壓的作用下,依據其他物質不能透過半透膜而將這些物質和水分離開來。由於反滲透膜的膜孔徑非常小(僅為10A左右),因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等(去除率高達97-98%)。系統具有水質好、耗能低、無污染、工藝簡單、操作簡便等優點。本公司與日本日東電工美國HYDRANAUTICS(海德能)公司及陶氏FILMTEC公司合作,採用CAD計算機模擬設計,確保了系統的科學合理。
二級反滲透是以採用一級反滲透的產水作為原水,進行第二次反滲透的凈化,產水導電率≤0.5μs/cm。 各項指標均達到中國葯典2000版的要求,運行成本底、無污染、水質穩定,已為多間葯廠及飲料廠使用。在飲用純凈水方面已廣泛應用。反滲透技術常應用於預除鹽處理, 能夠使離子交換樹脂的負荷減輕90%以上,樹脂的再生劑用量也減少90%。因此不僅節約運行費用,而且還利於環境保護。反滲透獨特水處理技術是其他凈水方法如蒸餾、電滲析、離子交換等無法達到的。 RO(Reverse Osmosis)反滲透技術是利用壓力表差為動力的膜分離過濾技術,源於美國二十世紀六十年代宇航科技的研究,後逐漸轉化為民用,目前已廣泛運用於科研、醫葯、食品、飲料、海水淡化等領域。
RO反滲透膜孔徑小至納米級(1納米=10-9米),在一定的壓力下,H2O分子可以通過RO膜,而源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質無法通過RO膜,從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區分開來。 RO膜過濾後的純水電導率 5 s/cm, 符合國家實驗室三級用水標准。再經過原子級離子交換柱循環過濾,出水電阻率可以達到18.2M .cm,超過國家實驗室一級用水標准(GB682—92)。
反滲透是目前高純水制備中應用最廣泛的一種脫鹽技術,它的分離對象是溶液中的離子范圍和分子量幾百的有機物,反滲透(RO)、超過濾(UF)、微孔膜過濾(MF)和電滲析(ED)技術都屬於膜分離技術。
RO反滲透技術是近20年來廣泛應用的水處理技術,它對提高水資源的利用,緩解全球性水資源緊缺有實際意義。
RO反滲透膜介紹
膜的綜述: 一種最通用的廣義定義是「膜」為兩相之間的一個不連續區間。因而膜可為氣相、液相和固相,或是他們的組合。簡單的說,膜是分隔開兩種流體的一個薄的阻擋層。描述膜傳遞速率的膜性能是膜的滲透性。
滲透膜是一種介質,它是靠壓力使溶液中的溶劑(一般常指水)通過反滲透膜(一種半透膜)而分離出來與滲透方向相反,可使用大於滲透壓的反滲透法進行分離、提純和濃縮溶液。反滲透膜的主要分離對象是溶液中的離子范圍。反滲透,英文為Reverse Osmosis,是花費數億美元經過多年的精心研製而成的高科技水處理技術。這種薄膜分離技術,是依靠滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑與溶質進行分離的程。
一、 反滲透基本原理
1. 反滲透過程
反滲透是利用反滲透膜選擇性的只能通過溶劑(通常是水)而截留離子物質的性質,以膜兩側靜壓差為推動力,克服溶劑的滲透壓,使溶劑通過反滲透膜而實現對液體混合物進行分離的膜過程。
反滲透同NF、UF一樣均屬於壓力驅動型膜分離技術,其操作壓差一般為1.5~10.5MPa,截留組分為(1~10)X10-10m小分子物質。除此之外,還可以從液體混合物中去處全部懸浮物、溶解物和膠體,例如從水溶液中將水分離出來,以達到分離、純化等目的。目前,隨著超低壓反滲透膜的開發,已可在小於1MPa壓力下進行部分脫鹽,適用於水的軟化和選擇性分離。
2. 分離機理
反滲透膜的選擇透過性與組分在膜中的溶解、吸附和擴散有關,因此除與膜孔的大小、結構有關外,還與膜的化學、物理性質有密切關系,即與組分和膜之間的相互作用密切相關。由此可見,反滲透分離過程中化學因素(膜及其表面特性)起主導作用。
3. 反滲透的應用
反滲透技術的大規模應用主要是苦鹹水和海水淡化,此外被大量地用於純水制備及生活用水處理,以及難於用其他方法分離地混合物。反滲透地工業應用包括:(1)海水脫鹽;(2)飲用水生產;(3)純水生產。
⑧ 電化學水處理技術是否能應用在循環水處理系統中
電化學水處理屬於一個學科吧,不過像EDI連續電除鹽技術就是應用在循環水處理當中的。純水一號為您解答。
⑨ 吸附技術在水處理中的應用
活性炭是最常用的
碳質吸附劑
,由
無定形碳
和少量
無機物
灰分所組成,活性炭
比表面積
很大專,可達屬900-1700m2/g,因此具有很高的
吸附容量
;同時,活性炭表面有多種
官能團
,具有
物理吸附
、
化學吸附
兩種功能,對原水中極性和非極性有機物均具有良好的吸附能力。
活性炭能夠比較有效的去除水中的
余氯
、有機物、色度、
濁度
、臭味等。