水處理知識(shí)
什么是水中的膠體物質(zhì)
水中的膠體物質(zhì)是指直徑在10-4-10-6mm之間的微粒。膠體是許多分子和離子集合物。天然水中的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)膠體主要是鐵、鋁和硅的化合物。水中的有機(jī)膠體物質(zhì)主要是植物或動(dòng)物的肢體腐爛和分解而生成的腐殖物。其中以湖泊水中的腐殖質(zhì)含量最多,因此常常使水呈黃綠色或褐色。
由于膠體物質(zhì)的微粒小,重量輕,單位體積所具有的表面積很大,故其表面具有較大的吸附能力,常常吸附著多量的離子而帶電。同類膠體因帶有同性的電荷而相互排斥,膠體在水中不能相互粘合而處于穩(wěn)定狀態(tài)。所以,膠體顆粒不能藉重力自行沉降而去除,一般是在水中加入藥劑破壞其穩(wěn)定,使膠體顆粒增大而沉降予以去除。
什么是水中的溶解物質(zhì)
水的溶解物質(zhì)是直徑小于或等于10-6mm的微小顆粒。主要是溶于水中的以低分子存在的溶解鹽類的各種離子和氣體。溶解物質(zhì)可以用離子交換或膜技術(shù)去除。
什么是水中的懸浮物質(zhì)
水中的懸浮物質(zhì)是顆粒直徑約在10- mm以上的顆粒。肉眼可見。這些微粒主要是由泥沙、黏土、原生動(dòng)物、藻類、細(xì)菌、病毒、以及高分子有機(jī)物等組成,常常懸浮在水流之中。這些微粒很不穩(wěn)定,可以通過(guò)沉淀和過(guò)濾而除去。水在靜置的時(shí)候,重的微粒(主要是砂子和粘土一類的無(wú)機(jī)物質(zhì))會(huì)沉下來(lái)。輕的微粒(主要是動(dòng)植物及其殘骸的一類有機(jī)化合物)會(huì)浮于水面上,用過(guò)濾等分離方法可以除去。懸浮物是造成濁度、色度、氣味的主要來(lái)源。它們?cè)谒幸膊环€(wěn)定,往往隨著季節(jié)、地區(qū)的不同而變化。
紫外線殺菌機(jī)理和處理特性
波長(zhǎng)200-290mm的紫外線,可透過(guò)細(xì)菌或病毒的細(xì)胞膜對(duì)控制著遺傳現(xiàn)象和生物機(jī)能核酸(DNA)造成損傷,使它失支繁殖能力,從而達(dá)到殺菌的目地。
核酸(DNA)對(duì)于波長(zhǎng)250-260mm的紫外線,有特別容易吸收的傾向。這就是為什么這種波長(zhǎng)的紫外線殺菌能力最強(qiáng)的緣故。按照要?dú)绲奈⑸锼璧淖贤饩€照射量進(jìn)行來(lái)菌處理,而又不使水質(zhì)發(fā)生任何變化,在極短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行一閃性滅菌,效果良好。而且,這種處理是在直管流通型的裝置內(nèi)完成的。
在紫外線殺菌方面,殺菌力的大小以相對(duì)于處理水時(shí)的紫外線照射量mw.s/cm2(紫外線照射強(qiáng)度[mw/cm2×時(shí)間])來(lái)表示。紫外線照射擊量的大小與殺菌率的大小有相關(guān)關(guān)系。
各種微生物對(duì)紫外線的敏感程度,因菌種的不同而有差異。根據(jù)以芽孢桿菌屬(Bacillus)為對(duì)象(含B.subtlis)進(jìn)行的工廠試驗(yàn)結(jié)果表明,在照射量D10=mw.s/cm2時(shí),殺菌率達(dá)到99.5%。為此,實(shí)際裝置的設(shè)計(jì)照射量相當(dāng)于D10×4,即50mw.s/cm2以上。
什么是水的硬度
水中有些金屬陽(yáng)離子,同一些陰離子結(jié)合在一起,在水被加熱的過(guò)程中,由于蒸發(fā)濃縮,容易形成水垢,附著在受熱面上而影響熱傳導(dǎo),水中這些金屬離子的總濃度稱為水的硬度。
如在天然水中最常見的金屬離子是鈣離子(Ca 2+)和鎂離子(Mg 2+),它與水中的陰離子如碳酸根離子(CO32-)、碳酸氫根離子(HCO3-)、硫酸根離子(SO42-)、氯離子(Cl- )、以及硝酸根離子(NO3- )等結(jié)合在一起,形成鈣鎂的碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、氯化物、以及硝酸鹽等硬度。水中的鐵、錳等金屬離子也會(huì)形成硬度,但由于它們?cè)谔烊凰械暮亢苌伲梢月匀ゲ挥?jì)。因此,通常就把Ca2+、Mg2+的總濃度看作水的硬度。
水的硬度對(duì)鍋爐用水的影響很大,因此,應(yīng)根據(jù)各種不同參數(shù)的鍋爐對(duì)水質(zhì)的要求對(duì)水進(jìn)行軟化或除鹽處理。
什么是水的色度
水的色度是對(duì)天然水或處理后的各種水進(jìn)行顏色定量測(cè)定時(shí)的指標(biāo)。
天然水經(jīng)常顯示出淺黃、淺褐或黃綠等不同的顏色。產(chǎn)生顏色的原因是由于溶于水的腐殖質(zhì)、有機(jī)物或無(wú)機(jī)物質(zhì)所造成的。另外,當(dāng)水體受到工業(yè)廢水的污染時(shí)也會(huì)呈現(xiàn)不同的顏色。這些顏色分為真色與表色。真色是由于水中溶解性物質(zhì)引起的,也就是除去水中懸浮物后的顏色。而表色是沒有除去水中懸浮物時(shí)產(chǎn)生的顏色。這些顏色的定量程度就是色度。
色度是測(cè)定是用鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法,亦即用氯鉑酸鉀(K2PtCl6)和氯化鈷(CoCl2·6H2O)配制成測(cè)色度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,規(guī)定1升水中含有 2.419毫克的氯鉑酸鉀和2.00毫克氯化鈷時(shí),將鉑(Pt)的濃度為每升1毫克時(shí)所產(chǎn)生的顏色深淺定為1度(1°)。
水色度往往會(huì)影響造紙、紡織等工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。各種用途的水對(duì)于色度都有一定的要求:如生活用水的色度要求小于15°;造紙工業(yè)用水的色度要求小于15°~30°;紡織工業(yè)的用水色度要求小于10~12°;染色用水的色度要求小于5°。
工業(yè)廢水可能使水體產(chǎn)生各種各樣的顏色,但水中腐殖持、懸浮泥砂和不溶解礦物質(zhì)的存在,也會(huì)使水帶有顏色。例如,粘土能使水帶黃色,鐵的氧化物會(huì)使水變褐色,硫化物能使水呈淺藍(lán)色,藻類使水變綠色,腐敗的有機(jī)物會(huì)使水變成黑褐色等。
什么是水的渾濁度
由于水中含有懸浮及膠體狀態(tài)的微粒,使得原來(lái)無(wú)色透明的水產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象,其渾濁的程度稱為渾濁度。渾濁度的單位是用"度"來(lái)表示的,就是相當(dāng)于1L的水中含有1mg的SiO2時(shí),所產(chǎn)生的渾濁程度為1度,或稱杰克遜。濁度單位為JTU,1JTU=1mg/L的白陶土懸浮體。
現(xiàn)代儀器顯示的濁度是散射濁度單位NTU,也稱TU。1TU=1JTU。最近,國(guó)際上認(rèn)為,以烏洛托品-硫酸肼配制濁度標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)性較好,選作各國(guó)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)FTU。1FTU=1JTU。
渾濁度是一種光學(xué)效應(yīng),是光線透過(guò)水層時(shí)受到阻礙的程度表示水層對(duì)于光線散射和吸收的能力。它不僅與懸浮物的含量有關(guān),而且還與水中雜質(zhì)的成分、顆粒大小、形狀及其表面的反射性能有關(guān)。 控制渾濁度是工業(yè)水處理的一個(gè)重要內(nèi)容,也是一項(xiàng)重要的水質(zhì)指標(biāo)。根據(jù)水的不同用途,對(duì)渾濁度有不同的要求,生活飲用水的渾濁度不得超過(guò)5度;要求循環(huán)冷卻水處理的補(bǔ)充水渾濁度在2~5度;除鹽水處理的進(jìn)水(原水)渾濁度應(yīng)小于3度;制造人造纖維要求水的渾濁度低于0.3度。由于構(gòu)成渾濁度的懸浮及膠體微粒一般是穩(wěn)定的,并大都帶有負(fù)電荷,所以不進(jìn)行化學(xué)處理就不會(huì)沉降。在工業(yè)水處理中,主要是采用混凝、澄清和過(guò)濾的方法來(lái)降低水的渾濁度。
什么是水的含鹽量
水的含鹽量(也稱礦化度)是表示水中所含鹽類的數(shù)量。由于水中各種鹽類一般均以離子的形式存在,所以含鹽量也可以表示為水中各種陽(yáng)離子的量和陰離子的量之和。
水的含鹽量與溶解固體的含義有所不同,因?yàn)槿芙夤腆w不僅包括水中的溶解鹽類,還包括有機(jī)物質(zhì)。同時(shí),水的含鹽量與總固體的含義也有所不同,因?yàn)榭傄蛐莶粌H包括溶解固體,還包括不溶解于水的懸浮固體。所以,溶解固體和總固體在數(shù)量上都要比含鹽量高。但是在不很嚴(yán)格的情況下,當(dāng)水比較清凈時(shí),水中的有機(jī)物質(zhì)含量比較少,有時(shí)候也用溶解固體的含量來(lái)近似地表示水中的含鹽量。當(dāng)水特別清凈的時(shí)候,懸浮固體的含量也比較少(如地下水),因此有時(shí)也可以用總固體的含量來(lái)似表示水中的含鹽量。
什么是水的電阻率
在測(cè)定水的導(dǎo)電性時(shí),與水的電阻值大小有關(guān),電阻值大,導(dǎo)電性能差,電阻值小,導(dǎo)電性能就良好。根據(jù)歐姆定律,在水溫一定的情況下,水的電阻值R大小與電極的垂直截面積F成反比,與電極之間的距離L成正比。如果電極的截面積F做成1cm2,兩電極間的距離L為1cm,那么電阻值就等于電阻率。
水的電阻率的大小,與水中含鹽量的大小、水中離子濃度、離子的電荷數(shù)以及離子的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。因此,純凈的水電阻率很大,超純水電阻率就更大。
什么是滲析和電滲析
滲析是屬于一種自然發(fā)生的物理現(xiàn)象。如將兩種不同含鹽量的水,用一張滲透膜隔開,就會(huì)發(fā)生含鹽量大的水的電介質(zhì)離子穿過(guò)膜向含鹽量小的水中擴(kuò)散,這個(gè)現(xiàn)象就是滲析。這種滲析是由于含鹽量濃度不同而引起的,稱為濃差滲析。滲析過(guò)程與濃度差的大小有關(guān),濃差越大,滲析的過(guò)程越快。因?yàn)槭且詽獠钭鳛橥苿?dòng)力的,所以擴(kuò)散速度始終是比較慢的。如果要加快這個(gè)速度,就可以在膜的兩邊施加一直流電場(chǎng)。電解質(zhì)離子在電場(chǎng)的作用下,會(huì)迅速地通過(guò)膜,進(jìn)行遷移,這就稱為電滲析。
滲析膜是用高分子材料制成的一種薄膜,上面有離子交換活性基團(tuán)。膜內(nèi)含有酸性活性基團(tuán)的稱為陽(yáng)膜;含有堿性活性基團(tuán)的稱陰膜。從膜的結(jié)構(gòu)上分,又可分為異相膜、均相膜、半均相膜三種。
什么是富營(yíng)養(yǎng)化
湖泊、水庫(kù)中的總磷、總氮很大一部分來(lái)自生活中大量使用的洗衣粉和洗滌劑,總磷、總氮在水體中大量蓄積后會(huì)促進(jìn)藻類的迅速繁殖,藻類繁殖、生長(zhǎng)過(guò)程中大量消耗水體中的氧氣,導(dǎo)致魚類因缺氧死亡,水體變黑變臭。這種污染被稱為“富營(yíng)養(yǎng)化”。江河湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化稱為“水華”,海洋的富營(yíng)養(yǎng)化稱為“赤潮”。湖泊發(fā)生嚴(yán)重“水華”時(shí),水面上會(huì)漂浮一層藍(lán)、綠色如油漆狀的藻類。我國(guó)南方地區(qū)的一些湖泊、水庫(kù)在每年5-9月間易發(fā)“水華”。
為保護(hù)環(huán)境,建議大家盡量減少洗衣粉、洗滌劑的使用,推廣使用無(wú)磷洗衣粉。
氨氮是來(lái)自生活污水和工業(yè)廢水的污染物,五日生化需氧又可稱為BOD5,是描述水體中有機(jī)污染物的指標(biāo),主要來(lái)自生活污水和工業(yè)廢水。
關(guān)于水中的有機(jī)物質(zhì)
水中的有機(jī)物質(zhì)主要是指腐殖酸和富里酸的聚羧酸化合物、生活污水和工業(yè)廢水的污染物。其中前者多官能團(tuán)芳香族類大分子的弱性有機(jī)酸,占水中溶解的有機(jī)物質(zhì)95%以上。腐殖物質(zhì)是水生物一類的生命活動(dòng)過(guò)程的產(chǎn)物。生活污水主要是人體排泄物和垃圾廢物。各種工業(yè)廢水中的有機(jī)物有動(dòng)植物纖維、油脂、糖類、染料、有機(jī)酸、各種有機(jī)合成的工業(yè)制品、有機(jī)原料等。這些有機(jī)物污染著水體,并使水質(zhì)惡化。
有機(jī)物對(duì)水體有什么危害?水在的有機(jī)有個(gè)共同特點(diǎn),就是要進(jìn)行生物氧化分解,需要消耗水中的溶解氧,而導(dǎo)致水中缺氧。同時(shí)會(huì)發(fā)生腐敗發(fā)酵,使細(xì)菌滋長(zhǎng),惡化水質(zhì),破壞水體;工業(yè)用水的有機(jī)污染,還會(huì)降低產(chǎn)品的質(zhì)量。有機(jī)物質(zhì)是引起水體污染的主要原因之一。
臭氧消毒的特點(diǎn)
臭氧消毒與傳統(tǒng)消毒方法相比,有以下特點(diǎn):
1、消毒殺菌效率高:對(duì)細(xì)菌的殺滅率優(yōu)于紫外線燈,是紫外線燈的1.5-5倍
2、廣譜性:對(duì)多種病毒、細(xì)菌、微生物都具有極強(qiáng)的殺滅能力,還可防霉、除霉、保鮮、去異味、并可降低有害物質(zhì)。
3、無(wú)二次污染:臭氧消毒后無(wú)需任何外界因素的介入,自然還原為氧氣,無(wú)任何有毒有害殘留物質(zhì)的殘留。
4、消毒無(wú)死角:不同于紫外線的光線照射,它可通過(guò)氣體的彌散,到達(dá)各個(gè)角落。對(duì)不規(guī)則物品的表面和內(nèi)腔,也可達(dá)到滿意的消毒殺菌效果。
5、人機(jī)共存:空氣清新器特別設(shè)計(jì)了低劑量循環(huán)保潔消毒程序,此程序減輕、消除了消毒過(guò)程中的不適感,即可保潔消毒,又不影響正常的生活和工作。
6、節(jié)能、降耗、殺菌:一臺(tái)臭氧消毒殺菌器約等于5-8支紫外線燈管的功耗,耗電量紫外線燈管的四分之一,有效使用壽命是紫外線的燈管的8-10倍。
臭氧是潔凈的消毒劑
傳統(tǒng)的自來(lái)水、飲用水消毒,都是采用加氯消毒,但在消毒的同時(shí)會(huì)有致癌的鹵代有機(jī)物產(chǎn)生,帶來(lái)二次污染。用臭氧消毒,解決了飲用水的消毒質(zhì)量問(wèn)題。目前,在飲用水方面,歐洲就上萬(wàn)家水廠采用臭氧對(duì)水進(jìn)行消毒和凈化處理。
臭氧對(duì)細(xì)菌、霉菌等微生物殺滅能力強(qiáng),且不產(chǎn)生殘余污染,因而臭氧成為少有的可直接對(duì)食品使用的“潔凈消毒劑”。
臭氧應(yīng)用于肉、蛋、水果、蔬菜和釀造業(yè):遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶食品消毒,防霉技術(shù)和設(shè)備,易腐食品延長(zhǎng)貯藏期,例如使用臭氧,肉的貯藏期延長(zhǎng)一倍,雞蛋可冷藏8個(gè)月不壞,奶酪安全貯藏達(dá)63天,草梅、楊梅、葡萄貯藏期延長(zhǎng)一倍,香蕉貯藏期顯著增。
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