1 旁流處理工藝

 

1.1 過濾法

 

過濾是的旁流處理方式(通稱旁濾)，其處理量通常為循環(huán)水量的2～5，可以去除水中大部分懸浮固體、粘泥和微生物等，但不能降低水的硬度和含鹽量，反沖洗時雜質(zhì)將隨反洗水排出系統(tǒng)。由于反洗水中雜質(zhì)濃度比排污水高得多，所以系統(tǒng)排出的雜質(zhì)多而消耗的水量少，即通過旁濾可使排污量顯著降低。

 

大型循環(huán)水系統(tǒng)一般采用以石英砂或無煙煤為濾料的重力無閥旁濾池，其濾速只能控制在10m/h以下，而水的懸浮物濃度只能控制在10mg/L以下，過濾及占地面積的導(dǎo)致基礎(chǔ)投資較大。

 

與石英砂相比，纖維濾料具有孔隙率高、孔隙分布合理和比表面積大等特點，采用纖維濾料時濾速可高達(dá)20～85m/h。由于纖維具有柔軟性和可壓縮性，故隨著水流阻力的而逐漸被壓縮，使濾料上層受力小、孔隙大，下層受力大、孔隙小，充分體現(xiàn)出纖維濾料納污量大、過濾周期長的特點。纖維濾料過濾器通常需采用氣水反沖，借助氣體的攪動使截留的懸浮物與濾料分離，再隨反洗水排出。纖維過濾器對懸浮物、鐵、錳、微生物粘泥都具有良好的截留作用，其過濾精度高，通常出水濁度＜1NTU。 環(huán)境技術(shù)網(wǎng)!

 

近幾年來，新型的離子交換纖維濾料過濾器在循環(huán)水旁流處理中的作用正在逐步引起人們的重視，除具有過濾作用外，還可與水中鈣、鎂離子進(jìn)行離子交換，具有水質(zhì)的功能。

 

1.2 膜分離法

 

反法和電滲析法是常見的兩種膜分離方法，可以去除水中的硬度、微生物等有害成分，有較高的脫鹽率，水回收率可以達(dá)到75～90。

 

由于膜易被污染導(dǎo)致運行成本不斷，通常先采用石灰法去除大部分硬度和懸浮物后，再采用反法做進(jìn)一步的降硬處理，以達(dá)到循環(huán)水補充水的水質(zhì)要求。

 

膜分離法的缺點是對進(jìn)水水質(zhì)要求苛刻，且運行過程中的壓力波動易導(dǎo)致膜被破壞，水中的腐蝕產(chǎn)物和微生物易使預(yù)濾裝置和反膜堵塞、污染，頻繁的清洗了運行費用(處理成本可能高達(dá)5～15元/m3)且一次性投入成本較高，故該法不適用于大型循環(huán)水系統(tǒng)。

 

1.3 化學(xué)沉淀法

 

通常采用石灰—純堿法來降低水中的碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。在化學(xué)沉淀法中加入混凝劑可使呈膠體狀態(tài)的CaCO3和Mg(OH)2等形成大的絮狀顆粒并吸附水中的懸浮物而沉降下來，達(dá)到了同時降低濁度和硬度的目的。

 

首都鋼鐵公司的高爐煤氣洗滌水在運行過程中各種離子及懸浮物含量不斷、二氧化碳大量損失，導(dǎo)致水質(zhì)穩(wěn)定效果下降，而采用石灰—混凝沉降及二氧化碳相結(jié)合的方法，使循環(huán)水的硬度和濁度降低后返回洗滌水系統(tǒng)，取得了良好的節(jié)水效果。石化公司化肥廠采用投加碳酸鈉、和混凝劑的方法處理硬度、濁度和鐵離子含量較高的外排污水，其水水質(zhì)達(dá)到了《污水處理回用于循環(huán)水的擬用標(biāo)準(zhǔn)》的要求，進(jìn)一步的試驗表明，水與新鮮水以1∶1混合后可以滿足工藝用水的需要。

 

羅基煌介紹的大型水系統(tǒng)(2×104m3/h)采用石灰—純堿、加酸調(diào)pH值的方法同時處理補充水和部分排污水，取得了良好的節(jié)水效益。Nurdogan等的研究表明，在化學(xué)沉淀法中將PAC改為投加25～50mg/L的Mg(OH)2有助于凝聚效果，而投加750mg/L的Na2CO3和10～15mg/L的陰離子型聚丙烯酰胺則可將濃縮6倍的火電廠水中鈣離子、鎂離子和SiO2含量分別降至30、10和20mg/L以下后回用于水系統(tǒng)。

 

由于循環(huán)水中碳酸鹽硬度較高、非碳酸鹽硬度較低，而旁流處理并不要求，故大型循環(huán)水系統(tǒng)采用石灰法同時進(jìn)行排污水與原水的處理是可行的。

 

化學(xué)沉淀法的缺點是出水殘留硬度和pH值較高(需加酸調(diào)節(jié))、泥渣量過多，且加酸使水中的鹽含量(包括離子和硫酸鹽)，加劇了水的腐蝕傾向。該法作為旁流處理工藝時水中酸鹽緩蝕阻垢劑的存在可能干擾處理過程；而石灰對阻垢劑的性能也有不利影響(如在除鈣鎂的同時也將阻垢劑除去、加劇阻垢劑的等)，它加劇阻垢劑本身因吸附和沉淀而產(chǎn)生的消耗，影響了系統(tǒng)的處理效果。

 

1.4 離子交換法

 

用于制備純水的離子交換法日常運行需消耗大量酸堿，并產(chǎn)生大量廢水，處理成本很高，如采用Na型樹脂進(jìn)行處理，則購置工業(yè)鹽的成本較高，時可能帶入大量Cl-離子，增加了水的腐蝕傾向。

 

在水質(zhì)處理中弱酸陽離子交換樹脂的應(yīng)用越來越廣泛。弱酸樹脂的羧酸基團(tuán)對Ca2+、Mg2+具有較大的親和力，能去除水中的碳酸鹽硬度(理論上可將硬度去除到相當(dāng)于HCO3-堿度的程度)，其工作交換容量是強酸樹脂的2倍以上(通?？梢赃_(dá)到2000 mmol/L)，劑耗量約為理論值的1.05～1.10倍，因而很經(jīng)濟(jì)。劑可以是或硫酸(前者的成本是后者的3倍)，但采用硫酸時嚴(yán)格控制液的濃度和流速以CaSO4的生成。采用雙流式離子交換器可以節(jié)約投資、水耗和占地，并可獲得較高的效率。

 

弱酸樹脂用于循環(huán)水旁流處理的研究始于1998年。研究表明，弱酸系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模與循環(huán)水阻垢劑所能維持的堿度有關(guān)，堿度越高則處理量越小、經(jīng)濟(jì)性越好。弱酸樹脂工藝的缺點是水中懸浮物和物的存在對樹脂的運行周期有嚴(yán)重的影響，樹脂較高、操作復(fù)雜也了其應(yīng)用。

 

1.5 其他方法 環(huán)保BLOG,

 

將排污水經(jīng)加熱蒸發(fā)—蒸汽壓縮冷凝，可使水中的有害成分得到濃縮，并使95的排污水以冷凝液的形式得到回收、作為循環(huán)水和鍋爐補充水返回系統(tǒng)，但這種方法能耗過高，只可能在特別缺水的地區(qū)采用。以酸鹽控制釋放水處理劑可以實現(xiàn)恒速投藥［11］，采用自動加藥裝置和提高水處理技術(shù)水平則有助于循環(huán)水的水質(zhì)、提倍數(shù)、節(jié)約用水量。此外，石油化工企業(yè)常用隔油池來去除因泄漏而進(jìn)入水系統(tǒng)中的油，但對水中正酸鹽和二氧化硅的旁流去除工藝尚未見報導(dǎo)。

 

2 旁流處理工藝、設(shè)備的組合

 

2.1 纖維過濾—控釋投藥工藝

 

2.1.1 原理

 

纖維過濾與控制釋放水處理劑相結(jié)合的工藝流程如圖1所示。

 

循環(huán)水經(jīng)射流器加入混凝劑后在管道中混合均勻再進(jìn)入纖維過濾器，在濾床上方的反應(yīng)區(qū)發(fā)生微絮凝反應(yīng)，水中的懸浮物生成絮狀顆粒與微生物粘泥一起被纖維濾料截留、去除，濾后水的濁度＜1NTU。采用這種方法，旁濾水中的正酸鹽可被纖維濾料及其所截留的絮狀顆粒物吸附、去除。

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