水的预处理（共12篇）
水的预处理 篇1
我国共有海洋捕捞机动渔船20.76万艘[1]。渔船捕捞作业在带来渔获的同时,也会因为污水废水的随意排放而对水域环境造成严重污染。由于老旧渔船占据很大比例,设备落后,维护保养不到位,往往造成设备润滑油外泄严重,加上设备修理造成的污油等,形成的油污水一般不经处理直接排放,船员的生活污水也是如此处置。此外,有些渔船还会排出冷水保鲜后的废水及水产加工废水。经测算,20多万艘海洋捕捞渔船及170多万劳力,每年约有近2万t以上的污油、350万t以上的生活污水和50万t以上的固态垃圾直接排入大海[2]。因此,应在渔船污(废)水排放前对其进行有效处理,以防其对水域环境造成污染。
1 渔船废水种类、特点及处理方法
1.1 生活污水
按照国际海事组织(IMO)制定的国际防止船舶造成污染公约《MARPOL73/78》附则VI 中的定义,船舶生活污水是指任何型式的厕所和小便池的排出物和其他废弃物,医务室(药房,病房等)的洗手池、洗澡盆和这些处所排水孔的排出物以及混有上述定义的排出物的其它废水,俗称“黑水”;以及来自厨房、洗衣房以及盥洗室等处的废水和废物,俗称“灰水”。生活污水中含有大量有机物、病原菌、病毒、寄生虫卵、无机盐等,其特点是含氮、含硫和含磷高,在厌氧细菌作用下,易生恶臭物质,目前国际规则确定的船舶生活污水排放标准[3],如表1所示。
目前对船舶生活污水的处理方法主要可以分为物化法、电化学法和生化法。
(1)物化法。
物化法一般采用一定的方法将污水和其中的固体物质粉碎,再投加消毒剂,然后引入大量的海水进行稀释,直至达到IMO公约的标准后排放。物化法装置体积较小,使用灵活,对污水量的变化适应性较强。但是装置化学药剂消耗量大,运行成本较高,且没有进行生化反应,对有机物的去除不够彻底[4]。
(2)电化学法。
电化学法采用电解处理装置对于污水进行处理。处理过程可分为粗过滤、澄清、电解凝聚及臭氧杀菌四部分,电解装置中臭氧可以除去悬浮物、杀菌,比直接投放化学药剂易于管理,电化学法整机体积小,重量轻,安装维护方便,可同时处理“黑水”和“灰水”,但一次性投资大,运行费用高,出水余氯浓度偏高,不达标出水pH值偏酸性[5]。
(3)生化法。
生化法是利用微生物的新陈代谢作用去除污染物净化污水的方法。生化法也是污水处理技术研究的主要方向。欧美发达国家90%以上的船舶已采用生化法污水处理装置。目前,国际上已开始采用生化技术和膜分离技术相结合的膜生物反应器(MBR)工艺处理船舶生活污水和灰水。采用该工艺既可提高出水水质,又可增加装置内的有机负荷,减小装置的体积。被认为是水处理领域最有发展前途的新工艺[3]。
1.2 舱底油污水
舱底油污水主要来自船舶主辅机、尾轴密封、油类的泵、管系及舱柜等的泄漏。据日本防污染对策委员会对不同的船舶在不同的条件下舱底水的产量进行调查,得出的结果是船舶每年产生的舱底水数量为其总吨位的10%左右[6]。此外,空压机和空气瓶泄放的残液中也含有大量的油类,机舱的含油污水含油浓度高达1 000 mg/L[7],同时由于清洁工作所用的清洁剂、乳化剂、溶剂或表面活性剂可能会使舱底水乳化,因此舱底油污水中也可能存在乳化舱底水。
目前,船舶油污水处理方法有物理分离法、化学分离法、电浮分离法等。
(1)物理分离法。
利用油水的密度差或过滤吸附等物理现象使油水分离;
(2)化学分离法。
向含油污水中投放絮凝剂或聚集剂,使油凝聚成凝胶体而沉淀或使油凝聚成胶体上浮达到油水分离;
(3)电浮分离法。
把含油污水引进装有电极的舱柜中,利用电解产生的气泡上浮附着油滴实现油水分离,实际上这是一种物理化学分离方法。目前船用油水分离器主要采用的是物理分离方法。
1.3 冷水运输/保鲜废水
运鲜船、活鱼运输船及部分渔船上通常设有冷海水舱,在渔获物捕捞上船之前,利用船上的制冷设备或出航时自带的碎冰将装载的海水预先降温至0 ℃左右,用于对渔获物进行冷却降温及保鲜,降温或保鲜结束后的废水则会排至海中。此部分排水会给海洋环境造成较大污染。首先,装载过渔获物的水中含有大量的鱼类排泄物、鱼血、死鱼及较大颗粒物等,采用化学保鲜保活法的渔船会使用含有多种复合化学物质的水溶液。此类水体化学成分复杂,含有如水溶性抗氧化剂,带有类似酪氨酸结构的氨基酸和肽类组成的混合物水体,含硫酸钙、硫酸镁、溴化镁、氯化镁、氯化钾、氯化钠的保活水体[8]等。另外,如果运输距离较长,运输过程还会使一个海域的微生物入侵到另一海域,破坏目的海域微生物平衡,其影响相当于商船压载水造成的危害[9]。
对冷藏/保鲜废水的处理主要有以下几种方法:
(1)电解法。
电解的基本原理是采用强电场电离氧及水分子,使H2O、O2发生电离,分解电离和电荷交换反应,在分子层次上加工成羟基溶液,再将其加入管道内,在较低浓度(0.6 mg/L)就能有效杀灭水中的原生动物、藻类、胞囊、细菌等微生物,剩余羟基药物和微生物尸体分解为无害物质水、二氧化碳、氧及微量无机盐,可大幅度净化水质[10]。
(2)化学法。
化学法是指在水中添加某种化学物质,以改变水的氧化性能,以去除浮游植物和原生动物以及细菌。目前常见的添加物有氯化物、臭氧、过氧化氢等。
(3)紫外线照射。
光辐射方法是使用加热与烧蚀能力强的紫外线照射废水,以杀死水中的有害生物,紫外线处理装置对杀灭海洋细菌、病毒与细小微生物非常有效,但短时间内对于大体积的微生物或者其他海洋生物的灭杀效果有限[11]。
1.4 水产品加工废水
为了保持海产品的新鲜度和营养成分,很多渔船特别是大型远洋渔船都设有海产品加工生产线,及时将渔获物制成各种成品或半成品。水产品在加工过程中,会产生含大量水溶性蛋白的废水,此废水有机物浓度高,蛋白质、油脂等大分子有机物质多,生化降解速率慢,此外水中还含有泥沙、植物纤维、色素、胶体等成分,其排到海洋中将对海洋环境造成严重污染。目前对水产品加工废水常用的处理方法有生物接触氧化法、序批式活性污泥法(SBR)、厌氧/好氧处理法(A/O法)处理法等。
(1)生物接触氧化法。
生物接触氧化法在生物接触氧化池内装填一定数量的填料,利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气,通过生物氧化作用,将废水中的有机物氧化分解,达到净化目的,其兼有活性污泥法和生物膜法的优点[12]。
(2)序批式活性污泥法(SBR)及其变体——循环式活性污泥系统(CASS)。
SBR法是一种间歇运行的污水生物处理工艺,它由一个或多个SBR 池组成。运行时,污水分批进入池中,从活性污泥净化到净化后上清液排出池外,完成一个运行周期;CASS是SBR法的一种变型工艺,是将可变容积的活性污泥工艺与生物选择器(bioselector)原理有机结合的SBR工艺[13]。
(3)A/O处理法。
污水首先通过过滤及沉淀设备去除同体杂质、纤维状杂质、泥砂等易沉物质,然后进入调节池,调节池主要用于贮存污水,起均化水质、调节水量的作用,内设穿孔管充氧曝气,可降低水中的BOD、COD。调节池出水提升至反硝化池。由于废水的可生化性较好,利用厌氧过程中的水解酸化原理,通过控制污水在池中的停留时间,把厌氧控制在水解与产酸阶段,满足反硝化细菌的繁殖条件,使废水得以充分的反硝化[12]。
2 渔船废水综合处理系统构建探讨
2.1 渔船各类废水及处理方法对比
根据废水类别和主要成分,给出处理方法(表2)
由表2的对比分析可知,渔船污废水种类多,所含成分复杂,所涉及的处理方法较多。此外,渔船废水排放量较普通商船更大,主要是保鲜废水及加工废水的排放。
2.2 渔船安装废水处理设备的条件
和大型货船相比,渔船最大缺点是主尺度小,我国大多数远洋渔船总总长<100 m,船宽<15 m;甲板方面,由于渔捞作业的需求,在渔船甲板上安装有较多捕捞装备,如桅杆、吊机、绞机等,且收、放、理网作业过程中,渔网或渔获物需要占据大部分甲板面积;机舱方面,除提供推进动力及满足船员生活所需之外,机舱设备还需为渔船各种捕捞、加工、冷冻设备提供动力/电力,因此渔船机舱设备配置较其它船舶更复杂,机舱空间更为狭小。所以,无论甲板还是机舱都没有足够的空间安装大型废水处理设备以及设置大容量的污水储存舱(柜)。
2.3 渔船废水综合处理的初步设想
(1)废水归类处理,简化设备配置。
由上文分析可知,为每一种废水配置专门的船上即时处理系统对渔船特别是小型渔船来说难度极大,且价格往往会超出渔民的承受能力,因此应设法对类型、成分相近的废水进行综合处理。如在不考虑回收利用的前提下,可将成分接近的生活污水和水产品加工废水进行合并,采用上文所述的MBR工艺进行处理[14]。
(2)开发利用岸上处理装置。
对于排放量较大的保鲜废水,如要实现船上即时处理,需要较高的设备容量及能耗,且设备所占空间也相对较大,且此废水均为间歇性排出,设置大容量处理设备其经济效益较低,因此,应考虑借助岸上处理系统处理这部分废水,同时合理安排渔获物的保鲜工况,尽量避免在近海排放保鲜废水。而对于尺寸很小的渔船(Loa<20 m),因其作业区域基本在近海,且局限于机舱空间,可考虑仅在船上设收集舱,处理工作完全由岸上设备完成。
3 小结
与普通商船相比,渔船具有废水种类多、对水环境影响大、船舶尺寸小,船东经济承受能力低的特点,给渔船废水综合处理带来较大困难,对渔船废水的处理应考虑其特性,对性质接近的废水进行归类综合处理,同时应合理安排捕捞、保鲜及加工的作业流程,尽量借助岸上处理设施进行处理。
水的预处理 篇2
冬季条件下生物预处理、常规处理及深度处理组合工艺处理黄河水的研究结果表明,在原水水质较好的情况下,组合工艺对高锰酸钾指数、DOC 、UV254、色度、浊度和氨氮的平均去除率分别为38.6%、40.1%、58.3%、60.5%、86.4%和74.8%.此外,组合工艺对总藻也有较高的`去除率.组合工艺对磷有很好的去除效果,能把可溶性磷浓度控制在 0.01 mg/L以下.
作 者：刘妤笑 谢曙光 张湛军 施东文 王占生 LIU Yu-Xiao XIE Shu-guang ZHANG Zhan-jun SHI Dong-wen WANG Zhan-sheng 作者单位：刘妤笑,张湛军,施东文,LIU Yu-Xiao,ZHANG Zhan-jun,SHI Dong-wen(郑州市自来水总公司,郑州,450013)
谢曙光,XIE Shu-guang(北京大学环境学院环境科学系,北京,100871)
王占生,WANG Zhan-sheng(清华大学环境科学与工程系,北京,100084)
水的预处理 篇3
为实现对氢核量子特性的精确探测和描述，江颖课题组和王恩哥课题组近年来在相关实验技术和理论方法上分别取得突破。他们成功发展了对于氢核敏感的超高分辨扫描探针显微术，开发了基于第一性原理的路径积分分子动力学方法（全量子化计算），实现了单个水分子内部自由度的成像和水的氢键网络构型的直接识别，并在此基础上探测到氢核的动态转移过程。
上图左边为利用扫描隧道显微镜测量水的量子效应的示意图。上图右边为单个水分子的非弹性电子隧穿谱，从中可分辨水分子的拉伸、弯曲和转动等振动模式，这些振动可以作为灵敏的探针来探测氢核的量子运动对氢键的影响。
最近，他们又基于扫描隧道显微镜研发了一套“针尖增强的非弹性电子隧穿谱”技术，突破了传统非弹性电子隧穿谱技术在信噪比和分辨率方面的限制，在国际上首次获得了单个水分子的高分辨振动谱，并由此测得了单个氢键的强度。
通过可控的同位素替换实验，并结合全量子化计算模拟，研究人员发现氢键的量子成分可远大于室温下的热能，表明氢核的量子效应不只是对经典相互作用的简单修正，其足以对水的结构和性质产生显著的影响。进一步分析表明，氢核的非简谐零点运动会弱化弱氢键，强化强氢键，这个物理图像对于各种氢键体系具有相当的普适性，澄清了学术界长期争论的氢键的量子本质。
《科学》杂志审稿人盛赞该工作是“实验的杰作”“一定会引起谱学界的广泛兴趣”“为研究氢核量子效应提供了一个绝佳的平台”。江颖和王恩哥分别负责该工作的实验和理论部分。
含藻水的处理技术研究进展 篇4
关键词：藻类,藻毒素,富营养化,絮凝
由于藻类及其产生的藻毒素对人类有较大的潜在危害, 应对其进行控制、消除。根据原水水质情况的不同, 藻类的去除方法一般可分为:物理方法、化学方法和生物方法。
1 物理方法
物理方法就是利用某些设备、器材在水体中设置特定的安全隔离区, 分离出藻类或者利用机械装置灭杀、驱散藻类。
1.1 微滤机过滤除藻
微滤是一种简单的物理过滤方法, 它采用滤网去除水中直径大于或等于滤网孔径的浮游生物和藻类。该方法对于藻类的去除优于混凝沉淀, 但对于浊度、色度及COD的去除率远低于混凝沉淀。因此, 微滤机除藻适用于低浊度高藻度的湖泊水的处理。
1.2 气浮除藻
藻类密度较小、絮凝体不易沉淀, 采用气浮法可以克服这一困难。利用气浮使絮凝体浮升至水面, 去除的速度要比沉淀去除快很多。该方法对于高藻水的除藻效果显著, 但其也存在弊端;浮渣难以处理、气浮池附近臭味重、操作的环境差。为了保证气浮的效果, 在气浮前需要预加氯, 但这会降低饮用水的安全性, 同时浊度较高时, 会影响后续处理工艺效果。
1.3 活性炭吸附
通过活性炭吸附可以取得很好的藻类和藻毒素的去除效果。如果按100mg/L投加活性炭时, 可以将水中的藻毒素降至很低。但是如果投加小剂量的活性炭, 由于水中的有机物会影响活性炭的吸附性能, 所以去除效果不佳;且活性炭的解吸附较困难, 从而使得活性炭除藻的处理成本大大提高。
1.4 电解杀藻
周群英等人[1]进行了微电解杀藻研究, 结果表明, 采用SC杀藻器进行微电解杀灭湖泊中藻类, 当进水流量为1m3/h, 电流密度为 (5.9~8.9) m A/cm2时, 杀藻效果极好, 明显破坏藻类细胞中叶绿体的结构, 使藻类完全丧失光合作用的能力。即使在阳光充足的条件下, 呼吸作用远大于光合作用, 溶解氧急剧下降, 其下降率均可达到92%。
2 化学方法
化学方法是利用化学药品或矿物质抑制、杀死和去除藻类的方法。按其作用机理, 可分为化学药品直接灭杀法、强化混凝沉淀法和天然矿物絮凝法。
2.1 化学药品直接灭杀法
通过投加化学药品直接杀死藻细胞它可以破坏某些藻类的细胞壁、细胞膜及细胞质, 从而达到杀灭活体藻细胞的目的。目前应用最广泛的杀藻剂是硫酸铜, 其控制藻类生长的浓度一般须大于0.1mg/L。研究表明, 使用硫酸铜会破坏藻细胞, 使细胞内大部分藻毒素释放于水体中, 故经硫酸铜处理后的水不能立即作为饮用水水源。为提高硫酸铜的功效, 减少其毒害作用, 尹澄清等研究发现, 采用铁盐、铝盐作为增效剂, 0.2mg/L~0.3mg/L的铜离子就可抑制微囊藻的生长。
水厂除藻一般会采用氧化剂, 常用的氧化剂有液氯、臭氧、二氧化氯等。液氯能有效杀灭藻类, 当液氯浓度在1mg/L~2mg/L时, 经过30min, 藻毒素去除率可达到90%以上。但预氯化使水中消毒副产物增加, 这对人体健康不利;同时, 加氯氧化后, 对某些藻类去除率有一定限制, 如对水中的颤藻去除效果不理想。化学药剂法不用改变现有水厂的工艺流程, 不需增加大型设备和构筑物, 应用较为灵活, 使用成本较低, 但可能使水中增加了新的对健康不利的化学物质。
2.2 强化混凝沉淀除藻
强化混凝是指在常规混凝过程中, 在保证浊度去除效果的前提下, 通过提高混凝剂的投加量, 来实现提高消毒副产物前驱物的去除率。提高混凝剂的投加量, 沉淀池污泥含量升高, 导致絮体形成受到一定影响, 絮体分离效果变差, 沉后水浊度升高, 影响后续工艺的出水质量, 且水的腐蚀性增强, 残余铝含量升高, 增大运行成本。因此, 采用强化混凝除藻时, 应综合考虑, 使水中颗粒去除最优化、运行成本最优化、实际操作最优化、污泥产量最优化等。
2.3 天然矿物絮凝法
粘土矿物被认为是治理赤潮的天然絮凝剂, 来源丰富、成本低、无污染。80年代初, 日本进行了大规模的现场实验, 实验表明, 粘土矿物对藻细胞的凝聚作用与其种类、结构和表面性质等因素有关, 其中蒙脱土的凝聚作用最强。但我国研究者俞志明通过实验研究发现, 高岭土吸附赤潮能力强于蒙脱土。推论其原因有:一是粘土颗粒的形状 (高岭土是管状体系, 蒙脱土是球性) 影响絮凝效果;二是高岭土颗粒表面负电荷低, 降低了粘土颗粒与藻细胞的静电作用 (斥力) 。
3 生物方法
生物方法是利用生态系统内部的调节机制, 如某些大型水生植物的抑藻杀藻作用, 以及某些浮游动物、水生动物的捕食原理, 来抑制藻类繁殖生长, 控制藻类数量从而达到控藻的目的。生物处理工艺由于操作方便、易于管理、处理效率高、占地面积小、处理成本低等优点近年来受到国内外研究者的重视。
3.1 生物膜法预处理
生物膜法是比较常用的生物处理法。生物膜法预处理中, 填料上的生物膜可吸附、附着、机械截留、捕食消解水中的藻类。该方法对隐藻和一些蓝藻的去除率不超过90%, 硅藻不超过80%, 绿藻60%左右, 对微囊藻去除率较低。在藻负荷较高时, 要取得良好的除藻效果仍需结合其它工艺。
朱光灿将阶式生物反应器应用于含藻毒素的富营养化原水的预处理, 研究表明, 阶式生物反应器比单阶顺流与逆流反应器更接近于推流反应器, 可有效稳定地去除微囊藻毒素。
3.2 微生物絮凝剂除藻
微生物絮凝剂是一种由微生物产生的具有絮凝功能的高分子有机物。利用微生物本身或产生的多肽、酯类、糖蛋白、粘多糖、纤维素和核酸等作絮凝剂, 可以对包括藻类在内的大多数微生物产生絮凝作用, 并且对环境无二次污染。另外水体恢复功能菌 (RB) 、利水剂、AEM菌、PSB光合菌等, 都有较好的除藻作用。
3.3 生物活性炭除藻
生物活性炭除藻一般是在预处理 (预氧化、生物预处理) 、混凝沉淀后, 利用活性炭的吸附及在活性炭上生长的微生物去除水中藻类、有机物和消毒副产物等。
生物处理方法除以上介绍的几种外, 还有芦苇塘除藻方法、浮萍除藻方法、生物载体除藻法等。
4 结语
以上除藻方法中, 有的能直接在水源地利用天然或人工方法来去除藻类, 也有的适用于饮用水厂的藻类去除。各种除藻技术各有所长, 但也存在某些缺陷。净水厂处理富营养化水源水的工艺流程是一项系统工程, 当选择确定处理工艺时, 不能只依据实验室结果, 必须进行中试试验, 找出最佳的工艺。
参考文献
[1]周群英.微电解杀藻研究[J].上海环境科学, 1998, 17 (1) :28～29.
水的预处理 篇5
摘要：采用臭氧化技术对引黄水库水和纯水进行平行试验研究.通过测定水中溶解性臭氧的.浓度绘制了臭氧吸收曲线.分析臭氧吸收曲线表明:不同的水质消耗臭氧的程度不同,水中溶解性臭氧达到饱和的时间也不同.生产厂家可以针对不同的水质设计、改进臭氧发生系统.而且还可以此参考,确定臭氧接触塔的接触时间.作 者：林清丽 张克峰 作者单位：林清丽(济南铁道职业技术学院,山东济南,250013)
张克峰(山东建筑大学市政与环境工程学院,山东济南,250101)
鱼的泪，水的心 篇6
水说：“我能感受到你的眼泪，因为你在我心里。”
——题记
日历一张张撕下，期中考试也即将到来，学校里老师滔滔不绝地讲课，桌上堆得像小山似的书，压得我喘不过气来。夜已经很深了，我还在不停地写，看着那漆黑的夜空，我有些迷茫，有些不知所措。四周一片寂静，这更让我感到压抑。
正当我胡乱地翻着书时，“吱呀”一声，门开了，妈妈轻轻地进来了，把一杯热牛奶放在桌子上，轻轻地说：“别熬夜，早点睡吧！”我用手抱着头说：“哎呀！一天到晚就会唠叨，烦死了！”妈妈还是耐心地说：“听话，快睡吧！”我像一个定时炸弹被引爆了，站起来大声说：“不要你管！”妈妈被我这个举动吓得呆住了，脸上一阵红，一阵白，似乎不知道该说什么。她有点不相信平时温和乖巧的女儿这会儿像个疯狂的老虎。我把手插进头发里想让自己冷静一点。妈妈也悄悄地出去了。我是怎么了，妈妈一定伤心透了。我想起妈妈为我操劳的一幕幕，想起妈妈理解我的一幕幕……我一遍遍地责怪自己，干嘛这么凶，我很想向妈妈道歉，但不知怎么开口。漆黑的夜晚如此宁静，夜空上有许多星星，一眨一眨地，像要对我说什么似的。你看，星星与夜空搭配得如此和谐，如此美丽，它们不是水火不相容，而是你中有我，我中有你。
我走出房间，来到妈妈面前：“对不起，我真不该对你发脾气。”“我怎么会怪你，妈妈知道你心里压力大，压力越大越会向最亲的人发泄。”望着妈妈布满血丝的眼，我懂得了包容的含义，懂得了母爱的伟大，也想明白了孝敬父母是多么重要的。望着母亲耳后那隐隐约约的银丝，我心底最柔软的地方被触动了。那一刻，一缕春风拂过我的面颊，宛若母亲的手抚摸着我的脸庞，幸福又温暖。我感到了爱与被爱的快乐，学习的压力也消散了。
回到房间，我双手捧着那杯牛奶，贪婪地享受着淡淡的香气，普通的牛奶变得如此香甜。我是小鱼儿，妈妈是水，我依赖妈妈而生存，就像鱼离不开水一样。
锅炉蒸汽带水的分析与处理 篇7
1 影响蒸汽带水的主要因素
1.1 设计制造
(1)蒸汽引出管的直径选用。
蒸汽引出管管径小,蒸汽流速过快,容易产生蒸汽带水。一般在设计时可使用以下公式来计算:
式中:Dn——主汽管内径,mm;G——蒸汽流量,t/h;V——蒸汽比容,m3/kg;v——蒸汽流速,m/s。
(2)锅炉锅筒的蒸汽空间。
如果蒸汽空间太小,蒸汽中带的水滴会一起随蒸汽带走。这个问题大都会出现在小型锅炉。在这种特定的条件下,就得考虑在锅筒内设置汽水分离装置,常称为汽水分离器。但增设汽水分离器后,缩小了蒸汽空间的距离。如果必要的距离无法保证,最好在蒸汽引出管(常称为主汽管),以降低蒸汽流速,从而解决问题。
蒸汽空间太大,直径增加,壁厚增大,浪费金属材料。一般的锅筒里的水面至蒸汽引出口或汽水分离装置的垂直距离不大于500 mm即可。
(3)汽水分离装置。
如果蒸汽空间距离足够,在蒸汽引出口加上汽水分离器,蒸汽接触汽水分离器后,水滴就可分离出来,重新回落到锅炉水中,从而大大减少带水的情况。
1.2 选用汽水分离器
分离器的设计多种多样,但其目的都是除去不能通过疏水阀排掉的悬浮在蒸汽中的水分。一般用于蒸汽系统中的分离器有以下3种形式。
(1)挡板型
-挡板或折板式分离器由很多挡板构成,流体在分离器内多次改变流动方向,由于悬浮的水滴有较大的质量和惯性,当遇到挡板流动方向改变时,干蒸汽可以绕过挡板继续向前,而水滴就会积聚在挡板上,汽水分离器有很大的通流面积,减少了水滴的动能,大部分都会凝聚,最后落到分离器的底部,通过疏水阀排出。
(2)汽旋型
-汽旋或离心型分离器使用了一连串肋片以便产生高速气旋,在分离器内高速旋转流动的蒸汽。
(3)吸附型
-吸附型分离器内部的蒸汽通道上有一个阻碍物,一般是一个金属网垫,悬浮的水滴遇到它后被吸附,水滴大到一定程度后,由于重力作用落到分离器底部。结合汽旋和吸附两种形式的分离器也很常见,由于结合了这两种方法,整个分离过程效率会有所提高。
挡板式、汽旋式和吸附式分离器的主要不同点如下:挡板式分离器在较大的流速范围内可以保持很高的分离效率,而汽旋式和吸附式分离器的分离效率只有在蒸汽速度13 m/s以下才能达到98%,否则效率会很低,蒸汽速度为25 m/s时,其分离效率大概仅为50%。
研究表明,挡板式分离器在10～30 m/s的流速之间分离效率可接近100%,所以说如果有较大的速度波动,挡板式分离器用于蒸汽系统更为合适,况且如果管道选小,湿蒸汽的速度可超过30 m/s。解决该问题的方法之一是增大汽水分离器的口径以及分离器上游管道口径,以减小进入汽水分离器的蒸汽流速。
1.3 运行中造成蒸汽带水
(1)运行中,超负荷运行,蒸汽流量大,蒸汽流速就快,很容易造成蒸汽带水。
(2)长期高水位运行,人为地造成蒸汽空间小,而使蒸汽带水。
(3)气压突然下降,使炉水急剧汽化,蒸汽瞬间带水。
(4)炉水含盐度高,造成汽水共腾。
2 锅炉蒸汽带水的检查、处理与改造方法
2.1 检查
(1)锅炉的给水和锅水品质经化验必须符合《工业锅炉水质》(GB 1576—2001)的规定。
(2)检查上锅筒内件的安装是否符合图纸要求,特别是水冷壁导汽管和集箱插入锅筒处的封板与锅筒的焊接要求满焊,封板间也要焊接严密,否则汽水混合物不经水下孔板将直接短路进入出汽管,造成严重的蒸汽带水;水下孔板间的缝隙应封严,防止汽水混合物短路;匀汽孔板间及与锅筒连接处应封好。
(3)锅炉应在正常水位处运行,高水位将减少蒸汽的空间,继而出现蒸汽带水。
(4)锅炉运行时连续排污阀应打开,使排污量在锅炉蒸发量的5%左右,以减少锅水膨胀和防止形成泡沫。
(5)锅内配水管的小孔安装时应向下。
2.2 处理与改造
2.2.1 设置合理的蒸汽空间
某纸沙砖厂2001年买进1台2t蒸汽快装锅炉,因为设计或其他原因导致正常水位与汽水分离器距离过短,从而引发蒸汽带水严重。针对这种情况,可以采取在蒸汽出口增设一段管(相当于锅筒外的集汽缸)的方法使其扩容、减速,水滴也就很容易返回锅筒。
2.2.2 改造和合理使用汽水分离器
(1)铁丝网分离器和孔板分离器。
一些工厂在蒸汽管处装的是铁丝网进行分离,分离效果比较差。为了提高分离效果,增加了铁丝网的层数,但很多工厂使用的材料为普通碳素钢作铁丝网,耐腐蚀性较差,经过长期运动和蒸汽的冲刷很容易脱落、腐蚀,导致分离效果不佳。改为挡板式分离,并且在分离孔板内再增加一层分离孔板(如图1所示),使其分离效果大大改善,解决了蒸汽带水的问题。
(2)单筒式分离器及改造。
单筒式汽水分离器是最早的一种汽水分离器设计,其分离效率比较低。某纸厂2012年购进1台4K快装锅炉,其内部设置的就是单筒式汽水分离器,因生产蒸汽的要求比较高,该单筒式无法达到要求,从而导致生产线无法正常运转,然后又尝试了吸附式和挡板式,虽然改善了不少,可是仍然达不到厂内需要的蒸汽干燥度,最后采用了单筒及其他分离方式混合制作的一个分离器(如图2所示),蒸汽从A处进入分离器,蒸汽按本来的流速度先绕C管转一圈分离一些蒸汽中的水分,然后通过B孔板再次分离,接着流入C中间开孔的位置最后一次分离,分离出的水从E管子回流回锅筒水中,而经过多次分离的蒸汽从D蒸汽出口排出,最后出来的蒸汽完全达到了用户的要求。
3 结语
处理锅炉蒸汽带水是一个比较常见的问题,要解决该问题,在设计时要保证水位与汽水分离器的距离,可以采用、结合多种的器水分离方法制作汽水分离器以保证蒸汽的带水情况,在使用水时要保证水质达到锅炉的使用要求,在运行中尽量避免超负荷运行,减少蒸汽带水情况的出现,保证生产与相关蒸汽机械的安全。
参考文献
[1]李守恒,杨厉丹.电站锅炉汽水分离装置的原理与设计[M].北京:水利电力出版社,1988.
[2]张滨.蒸汽带水的原理与降低蒸汽湿度的有效途径[J].工业锅炉,1988(2).
富藻水的处理工艺优化器机理分析 篇8
1 富藻水资源化处理技术
(1) 有用物质的提取在蓝藻当中含有大量的有用物质, 比如说天然色素、藻胆蛋白等, 它在化妆品、食品、医疗等多个领域当中具有广泛的应用。在蓝藻当中藻胆蛋白的含量占整个蓝藻重量的四分之一左右。据调查发现, 螺旋藻藻蛋白具有缓解由于氯化汞而引起的肾中毒以及急性肝的作用。藻胆蛋白就是通过抗氧化活性来实现保护肝脏当中酶活性从而保护肝脏的效果。因此利用藻胆蛋白治疗神经损伤、肝脏肿瘤等疾病具有很广泛的发展前景。另外, 蓝藻还能够产生具有生物活性的大量胞外多糖, 它所产生的胞外多糖能够螯合细胞生存所需要的阳离子, 并且还具有防脱水的功效。
(2) 好氧堆肥技术所谓好氧堆肥技术, 就是在某种特定条件下, 利用自然界中的真菌、放线菌、细菌等微生物的发酵作用, 在通风、水分含量、温度适宜的条件下, 将有机物转化成腐殖质的一项技术。中高温的好氧堆肥技术能够有效地缩短堆肥发酵所使用的时间, 好氧堆肥的高温可以达到600℃到800℃, 能够消灭很多虫卵以及病原体等, 从而实现堆肥无害化。好氧堆肥的使用流程为:预处理、一次发酵、二次发酵、后处理、堆肥产品。在堆肥的时候, 蓝藻会在微生物的作用下不断降低毒素的含量。
(3) 厌氧发酵产气技术在厌氧的环境下, 富藻水通过微生物的代谢活动来减少有机物的含量, 并且不断伴随沼气的产生就叫做厌氧发酵产气。打捞富藻水然后将其堆放在池子当中让其进行自然腐熟, 最后将会形成高浓度的有机废水, 可以进行厌氧消化, 并能够产生沼气。在这过程当中, 形成沼液当中的氮磷等营养物质经过适当处理之后可以排放到自然环境当中。早期利用水葫芦植物体厌氧发酵就证明了这一结论, 目前已经获得了很好地研究成果。
总之, 这三项技术各有利弊, 但其中厌氧发酵产气技术是启动时间最长、发展最为成熟的一项技术, 对富藻水当中的能源与资源处理的成本低、处理程度高并且能够回收利用, 顺应了我国节能减排、循环经济的战略方针。因此对厌氧发酵产气技术的深入探讨具有一定意义。
2 富巧水厌氧发酵沼液处理技术
(1) 生物处理技术对养殖废水沼液的处理通常采用的是生物处理技术。孟海玲等人在对猪场污水厌氧消化液的处理研究时利用的是中空纤维膜生物反应器, 最后的研究结果表明, 在氨氮负荷、进水COD平均为0.6与1.32kg/ (m3.d) , 污泥密度维持在8.48~13.1g.L-1, 低溶解氧的情况下, 消化液的去除效果要比传统的活性污泥法高很多, 并且负荷的变化不会影响到去除率。曹玉成等人通过采用经过改良过的接触氧化法来对猪场废水沼液进行处理, 着重探讨了对COD的去除情况, 结果显示, 在氨氮浓度与进水COD浓度分别为496mg/L与1016mg/L、填料的填充比控制在百分之五十、温度设为20~300℃的时候, 在HRT达到12.5h时, 氨氮与COD去除率可达到77%和62%。
(2) 生态处理技术利用自然环境下的人工湿地、土地处理系统、氧化塘等处理系统来对沼液进行处理的技称作是生态处理技术。利用这项技术来处理厌氧消化沼液不仅可以实现持续运行, 不会涉及到较为复杂的设备, 而且还不需要投入过多的资源, 易于管理等优点。当然这项技术也有它的缺点, 它对厌氧消化沼液的处理效果受环境温度的影响, 并且占用土地的面积大, 可能还会危害到土壤与地下水。
(3) 农业资源化利用技术消化沼液在农业生产中的主要应用包括:作为生物农药防治病虫害, 沼液浸种、作为农业肥料等。姚雍静、张亚莉、高同国等人都分别对消化沼液的作用进行了探讨, 经过研究表明, 沼液能够代替化肥并且不会影响农作物产量及其品质, 而且还能够更好的促进农作物的生长。因此有效利用沼液提高农作物产量值得我们进一步探讨。
3 结语
总之, 富藻水现象已经逐步危及到人们的正常生活, 如果能够有效的对其进行处理, 不仅可以给人们带来一定的经济效益, 还不会危及人们健康, 实现资源利用。因此不断探讨富藻水的处理工艺, 提高富藻水的处理效果具有重要意义。
参考文献
[1]李大命, 孔繁翔, 张民, 等.太湖和巢湖夏季蓝藻水华期间产毒微囊藻和非产毒微囊藻种群丰度的空间分布[J].应用与环境生物学报, 2011, 17 (04) :480-485.
一种分散染料洗涤水的处理方法 篇9
洗涤水呈酸性，我们公司的洗水90%以上为硫酸酸度接近1%的悬浮液，悬浮物是偶合过程副反应产生的有机杂质，还有部分副产物溶解于洗水里面，洗水的COD一般2000左右。现在一般公司对洗涤水的处理方法是进行石灰中和，达到中性后过滤，滤渣为硫酸钙，一般处理方法是送环保部门进行填埋，其每吨的填埋费用为1200元。滤液生化处理后进行排放。该处理方法不仅产生大量固废，处理费用也相当高。基于上述种种原因，结合处理成本和环保的角度，我们采取了多种不同方法对其进行了处理，其中我们认为钙离子循环回用的处理方法比较可行。
一、技术方案
通过查阅文献资料和大量的小试工作，我们提出了一种更加经济环保的洗涤水处理方案。其具体方案如下：原始洗涤水温度为50℃左右，我们不经过升降温处理，将其先通过活性炭吸附塔吸附，目的是降低部分COD，吸附固体悬浮物。吸附结束后滤液进入中和锅，开启搅拌，加石灰，将滤液中和至pH为5左右，此时有大量的硫酸钙固体小颗粒析出，趁热过滤，使有机杂质尽可能多的保留在滤液中，过滤后滤液用生化处理，符合排放标准后排放。滤渣为硫酸钙，稍作洗涤后吹干，拆卸，然后将其投入到纯碱溶液中（事先在反应锅中配好浓度为15%左右的纯碱溶液），反应生成碳酸钙固体和硫酸钠溶液，再进行过滤，固体为碳酸钙，碳酸钙可以继续参与下一批洗涤水的中和反应，硫酸钠滤液COD已符合排放标准，可以直接排放，也可用活性炭吸附、蒸发浓缩、干燥后制元明粉。
其具体反应化学方程式如下：
从第一批投入石灰开始，中间转换成硫酸钙，又用纯碱溶液与硫酸钙反应生成碳酸钙，过滤后碳酸钙再重复投入到下一批洗涤水参与中和反应（因硫酸钙有一定溶解性，每批中和反应末期需补加少量石灰），循环使用一定批次后进行一次滤渣的填埋，本文各数据以重复套用二十批后计算。
通过对硫酸钙COD的跟踪检测，发现20批内硫酸钙的COD始终固定在一个较低的范围内，处理生成的硫酸钠溶液COD也比较低。说明有机杂质并没有大量积累于滤渣中，因此该循环套用方法比较可行。
该方法优点是钙离子循环使用，20批甚至更多批进行一次污渣填埋处理，相比以往的处理方法，污渣量大大减少了，因此污渣填埋费用下降的同时，对环境也很友好。
二、具体实施方法
实验前从车间取得用硫酸重氮合成的分散滤饼的洗涤水150kg，将其统一配成1%的酸度，测得COD为2659mg/l,每批次洗涤水的投料量为6000g，从而保证实验数据的平衡性。车间实际出来的洗涤水温度一般为50℃左右，因此小试中也将其统一升温至50℃。
首批：将6000g洗水至于容器中，加活性炭5g，开搅拌，保温30min，然后过滤，将滤液收集，搅拌情况下投石灰，待其pH达到5后停止石灰的加入，再保温搅拌30min，过滤，滤液生化处理后排放。滤渣主要为硫酸钙固体，用少量清水洗涤后吹干。
在另一烧杯中加入清水400ml，纯碱60g，搅拌溶解，开始慢慢投入以上滤渣，投毕，继续搅拌15min，测试pH值，补加纯碱直至pH为9，搅拌30min，抽滤，滤渣为碳酸钙，滤液为硫酸钠溶液，其COD在100mg/l左右，直接排放或用1‰活性炭吸附后制元明粉。
第二至第二十批：将6000g洗水置于容器中，加活性炭5g，开搅拌，保温30min，然后过滤，将滤液收集，搅拌情况下投入上一批产生的全部碳酸钙滤渣，投毕，补加石灰直至pH为5，搅拌30min，过滤，滤液生化处理后排放。滤渣用少量中水洗涤一次（此处的中水为生化排放水经芬顿法处理后COD约为100的中水），吹干，收集。
在另一个烧杯中用同上方法将滤渣硫酸钙转化成碳酸钙。
附连续6批洗涤水处理小试数据:（每批6000g，硫酸酸度1%)
从第2批开始到第20批，石灰的平均消耗量为4.98g，纯碱平均消耗量为66g，硫酸钠的平均COD为125mg/l，硫酸钙的平均COD为525mg/l。
实验中硫酸钙COD的测试方法是：每批洗涤水中和后过滤，将滤渣硫酸钙抽干，测含固率，取折干量为1g的硫酸钙湿品置于40ml6%的硫酸溶液中，用玻璃棒搅拌两分钟，使硫酸钙中杂质尽量溶于硫酸溶液，然后转移至容量瓶，调整体积至50ml，静止，取上层清液测COD。
三、车间工艺方案
1. 配料表
首锅：
套用锅：
2. 工艺步骤
首锅：100吨酸度为1%的洗涤水，温度50℃左右，经过活性炭吸附塔吸附，转移至中和锅，开中和锅搅拌，慢慢加熟石灰，调节pH至5后停止，然后用泵将物料打至压滤机过滤，打完用中水洗涤一次（此处的中水为生化排放水经芬顿法处理后COD约为100的中水），滤液去生化处理后排放，滤饼吹干，得含固率为50%左右的硫酸钙滤饼3000kg左右。
硫酸钙转化成碳酸钙：在反应锅中加底水8-10T，纯碱1000kg，开动搅拌，将拆卸下来的硫酸钙慢慢投入反应锅，投毕视情况补加纯碱，使物料pH达到9后停止，搅拌半小时。进压滤机，吹风，滤饼为碳酸钙，多级洗涤后洗涤水作为该反应的底水使用，滤液为硫酸钠溶液，可直排或者用活性炭吸附后可制元明粉。
套锅：100吨酸度为1%的洗涤水，温度50℃左右，经过活性炭吸附塔吸附，转移至中和锅，开中和锅搅拌，慢慢加上批产生的碳酸钙，加完碳酸钙后补加熟石灰直至pH达到5后停止，一般补加石灰83kg左右，搅拌半小时后用泵将物料打至压滤机过滤，打完用中水洗涤一次，吹干，滤饼为硫酸钙，滤液用生化处理后排放。
四、结语
保守估计，按照本公司每年生产分散滤饼20000吨，平均每吨滤饼产生酸度为0.5%的洗涤水15吨计算，每年产生的洗涤水为30万吨，从原料成本和填埋费用这两方面计算，硫酸钙循环法比传统每批填埋的方法节约原料和填埋费用300万。
参考文献
[1]晋生.表面活性剂在液体洗涤剂中的应用.广东化工,2013,16:251—253.
水的预处理 篇10
经济的快速发展尤其是大规模工业化, 不可以避免地出现各种工业污染问题, 但是只要进行合理的控制和管理, 将其控制在自然的承受范围之内, 通过大自然的自然净化能力, 则工业污染所导致的环境问题还不是非常大。但是, 在工业化发展时期, 人类没有意识到保护环境的重要性, 导致了非常严重的环境污染。以工业污水为例, 大量的工业污水流入河流当中, 不仅破坏了水环境, 导致水生物种的死亡, 还直接导致了人类饮用水资源的减少, 也直接威胁了人类的生存。
目前, 人类已经意识到水资源污染的严重性, 并开始从治理工业污水开始努力, 通过工业污染水的深度处理以及处理后污水的循环再利用来缓解目前日益严峻的水环境污染和水资源短缺的困境。笔者在下文当中分析和探讨了工业污染水深度处理的相关技术以及处理后污水的循环再利用问题。
二、几种常见的工业污染水深度处理技术简介
1、MBR (膜生物反应器) 技术
MBR, Membrane Bioreactor, 即膜生物反应器技术。膜生物反应器技术 (MBR) 有效融合了生物化学处理技术和膜分离技术, 是一种进行污水处理的新型技术。该技术拥有一套完整的系统构成, 即好氧曝气区、缺氧池、膜分离池、化学清洗以及反洗系统等五个部分。其中好氧曝气区、缺氧池与膜分离池是整个膜生物反应器技术 (MBR) 的核心与关键。在好氧曝气区当中浸放着膜组件, 该膜组件由若干中空纤维膜构成, 该中空纤维膜的孔径非常之小, 大约只有0.2μm左右, 这样小的孔径能够有效避免通过任何细菌。借助于中空纤维膜的过滤作用, 游离细菌以及菌胶团均会被迫留在曝气池当中, 经过过滤作用之后的水会在集水管当中汇集, 而后排出。经常以上流程, 水与泥进行了分离, 有效去除了各种细菌、藻类、悬浮颗粒以及其他有机物等。同时, 为了保持中空纤维膜的较高透水能力, 需要对中空纤维膜进行定期地“维护”, 即化学清洗、化学反洗以及水反洗等。
膜生物反应器技术 (MBR) 所使用的膜组件均是采用了各种先进的材料 (例如, 聚偏氟乙烯等) , 其优点非常多, 例如具有稳定的化学性能、很强的抗氧化能力和抗污染能力、相对容易的清洗工作以及比较稳定的产水水量。中空纤维膜具有非常好的截流作用, 几乎所有的微生物均会留在反应器内部, 完全分离了反应器的污泥龄与水力停留时间。更为重要的是, 出水水质非常好, 可以直接回收利用;此外采用模块化设计, 占地面积非常小。
2、生物制剂增效法
第一, 生物制剂增效法是指针对有生物处理流程的污水处理装置中, 通过在原有生物处理流程中投加有特定降解能力的生物菌群, 以增强原有生物处理的能力或提高其针对某种污染物的去除能力的技术。这种方法不是代替现有细菌群, 但可以提高菌群在某种特定情况下的反应能力或增强菌群降解污水组分的能力, 从而提高污水处理效果。
第二, 针对不同的水质特点和不同的出水水质需求, 可选用不同类型的生物制剂, 有针对性的进行生物增效。选用合适的生物制剂及适当的投加量可迅速取得明显效果。
第三, 生物制剂增效法对进水水质指标没有特殊要求。
第四, 这种方法可以使通过在普通推流式活性污泥法能达到国家二级排放标准的生物处理单元, 在投加特定生物增效剂后, 出水COD可达到100mg/L以下, 氨氮可达到10mg/L以下。因此, 这种方法可应用于强化生化单元处理效果, 作为膜处理等深度处理的前处理。
三、处理后污水的循环再利用问题分析
由于工业生产的原因, 工业污水当中通常会含有数量较多的氮元素、磷元素、钾元素等微量元素以及其他的有机物等, 而这些微量元素也恰恰是植物的所需的营养元素。经过污水深度处理之后, 工业污染得到了一定程度的净化, 但是这些微量元素依然含量较多。使用经过深度处理之后的工业污水能够在增强土壤的肥力, 进而发挥微量元素肥料的功能, 促进植物的生长。但是如果微量元素过多, 也会影响甚至抑制植物的生长, 因此需要高度注意。
除此之外, 工业污染当中还含有大量的重金属元素, 例如砷元素、汞元素、铅元素以及锌元素等。对于植物的生长而言, 大量的重金属元素势必会影响甚至抑制植物的生长。主要原因是, 重金属元素对土壤的毒害程度比较大, 土壤酶会在重金属元素的作用下失去活性或者活性降低, 影响了土壤的肥力情况。同时, 植物吸收后积累于植物体或植物体的某些器官、组织中, 使植株本身中毒而受到危害。国内外对此都做了一定的研究, 但大多集中于对废灌水稻和小麦的研究, 对园林绿化污水灌溉的研究极少。而且不同的研究得出的结果不尽相同, 这主要是由于不同地区污水水质不同或污水灌溉方式不同造成的。总而言之, 在使用处理后污水灌溉植物时需要综合分析、科学判断。
摘要：日益紧张的水资源问题和逐渐提高的水价让人们意识到, 通过深度处理工业污水来提供水资源的利用率, 对于缓解目前日益严峻的水资源压力而言具有重要的积极意义。但是, 工业污染的污染成分非常复杂, 水质和水量的变化均非常大, 因此通过污水处理来实现循环再利用具有较大的难度。目前, 关于工业污染深度处理进行循环再利用的研究和相关技术已经初具规模, 并取得了一定的成绩。在本文当中, 笔者分析和探讨了工业污染水深度处理的相关技术以及处理后污水的循环再利用问题。
关键词：工业污水,深度处理,循环再利用
参考文献
[1]王新伟、王杰、张小勇、郑明东:《高浓度焦化废水的液膜分离应用研究》, 苏、鲁、皖、赣、冀五省金属学会第十五届焦化学术年会论文集 (下册) , 2010:125-126。
[2]赵乐军、刘琳、唐福生、王秀朵、周雹、王舜和、王瑞:《关于五项再生水水质标准执行情况的讨论》, 2007年全国给水排水技术信息网成立三十五周年纪念专集暨年会论文集, 2007:226-228。
[3]季天伟:《重铬酸钾容量法中不同加热方式测定土壤有机质的比较研究》, 《浙江农业学报》, 2005, (09) :311-313。
送水的先生 篇11
不知道是从什么时候开始，中国城镇居民纷纷放弃饮用自来水，改订桶装水。多年来虽然也不时听说桶装水有造假的，但许多人仍觉得喝那个比自来水更安全一点。
经过一段时间，我才摸索出一家水质感觉比较靠得住，送货准时的公司。他们常年来送，日子长了，大家自然熟络了。去年年末，我发现这家送水公司变成了“一人企业”，听电话接订单的与送水上门的都是同一人。大概上午在办事处接电话，下午就开着小货车四处送水。
他透露过这行不好干，一个月工资800元(老板包两顿饭)，要扛着16公斤重的水沿家挨户送，工人不好请，公司就剩他一人。他说：“你这儿算好了，最怕那种没电梯的。”北京有些老宿舍，6层楼都没有电梯，他说：“那得吃饱了饭才能送。”我心想，得吃相当饱才行。
在中国长居，如果有空耐心与身边的劳动者——小时工、送货工人、餐馆服务员交谈，常常能听到他们许多的生活牢骚：经济的压力，家庭生活烦恼，孩子教育问题等等，像启动了哪个按钮后不小心涌出的许多细微却真实的生活故事。
人都有梦想，从农村到大城市讨生活，看到城市人较舒适的生活，希冀有朝一日能过得类似，却完全不知道从何做起，如何去奋斗。于是一天天重复着工作，把所有希望寄托在下一代身上。希望在他们现在社会地位、经济条件与他们理想的彼岸之间，真的有一条可以通达的路。
送水的先生说，他中学毕业后即因家贫辍学，从东北到北京打工。当年的同学们很多大学毕业了，他没再与他们联系。2007年大着胆子在北京郊区供下一处房产，现在感觉房贷比16公斤的水还沉重。去年夏天，10岁的女儿从东北来北京看爸爸妈妈，他带了女儿上王府井玩。想买个冰糖葫芦给女儿，5块钱一串并非买不起，但想到下个月的房贷，觉得拿5块钱都有压力。
送水的先生说起理论来是一套一套的，他说：“中国就是人太多，劳动力过剩，没办法。”我觉得我能够做的，好像只是在偶尔有空时听他发发牢骚。在这里久了，不再对服务人员发脾气，因为真知道大家过得不容易，那个艰难我们体会不到。
水的预处理 篇12
高铁酸钾 (K2FeO4) 是一种很有前途的新型净水剂, 在溶液中主要是以阴离子FeO
煤矿矿井水中悬浮物含量高, 浑浊度较大, 直接外排不仅对环境造成极大污染, 更浪费了大量的水资源。而矿井水的处理, 大多是经过简单絮凝沉淀后直接排放, 所以在混凝剂的选择上, 以成本低廉为主, 而对在成本相对较高的高铁酸钾的使用上, 国内还未发现相关的应用实例。我国矿井水的利用率较低, 在我国煤矿每年外排约22亿m3的矿井水中, 利用率仅为20%左右[5], 其利用主要集中在选煤厂洗煤、地面防尘绿化、井下采掘抑尘及灌浆等方面。在此以淮南潘三矿矿井水为试验用水, 选用高铁酸钾作为混凝剂, 通过一系列试验, 使矿井水达到较好的预处理效果, 使其进行更深度的处理。
1材料和方法
1.1 仪器与药剂
仪器:JJ-4六联电动搅拌器;WZS-180/185浊度仪;PHB-4型pH计;HH-8数显恒温水浴锅; 电热鼓风干燥箱;电子天平;HJ-5型多功能搅拌器;真空泵及相应过滤器。
药剂:高铁酸钾, 采用亚铬酸盐滴定法测定其纯度[6], 纯度在95%以上;NaOH, CrCl3·6H2O, H2SO4, Na2CO3和二苯胺磺酸钠等均为分析纯。
矿井水水样取自淮南潘三矿矿井水原水。
1.2实验方法
采用烧杯搅拌试验分析高铁酸钾絮凝效果, 具体步骤是:将矿井水水样混合均匀后倒入大烧杯中, 调节其pH值为4, 再分别转移至一系列250 mL的玻璃烧杯中, 加入一定量的高铁酸钾, 用六联电动搅拌器以300 r/min的转速快速搅拌10 min, 之后使用2%的NaOH和10%的HCl调节其pH值为7, 再以60 r/min的转速慢速搅拌10 min, 静置沉淀1 h, 取上清液进行分析。
矿井水采样和实验室分析过程严格按照《水和废水监测分析方法》[7]的要求进行。
1.3原水水质
该次试验矿井水水质的相关指标见表1。此矿井水呈弱碱性, 浊度较大, 悬浮物和溶解性总固体含量较高。
2实验结果与讨论
2.1 高铁酸钾的絮凝效果
高铁酸钾在水中分解时, Fe6+并不直接转化为Fe3+, 而是经历了由六价到三价不同电荷离子的中间形态的演变, 在转化过程中会产生正价态水解产物, 其具有较大的网状结构, 压缩并电中和水中的胶态杂质扩散层, 因而表现出独特的絮凝效果。试验表明[8]:适量的高铁酸钾加入量, 能够将一般地表水中99%的可沉淀悬浮物和94%的浑浊度去除。该试验取矿井原水, 调节pH=4, 分别加入高铁酸钾60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220, 240 mg/L, 按上述实验方法处理后, 其结果见图1。
由图1可知:高铁酸钾对浊度和悬浮物均有明显的处理效果, 当高铁酸钾投加量为180 mg/L时, 原水中的浊度由559.38 NTU降到23.35 NTU, 去除率为95.83%;悬浮物由245 mg/L降到14 mg/L, 去除率为94.29%。继续加大投药量, 去除率增加的幅度已很小, 到240 mg/L时, 浊度和悬浮物都略有上升, 原因可能是少量高铁酸钾未分解, 影响了处理效果。由此可见, 只要高铁酸钾与悬浮物的含量比约为0.73时, 对浊度和悬浮物的去除率都可以达到94%以上。试验表明[9]:高铁酸钾投入量为20 mg/L时, 可以把水的浊度由40.2 NTU降到5.6 NTU, 去除率为86%, 虽然此研究未对高铁酸钾投入量和原水的pH值进行调节, 但也足以证明其良好的絮凝性。
2.2不同pH值对高铁酸钾絮凝效果的影响
pH值对高铁酸钾的稳定性及氧化絮凝效果均有很大影响。实验表明[10,11,12]:在pH=10～12时, FeO
实验结果表明:在酸性条件下, 高铁酸钾有较好的絮凝效果。随着pH值的升高, 矿井水中浊度和悬浮物的去除率逐渐下降, 在强酸条件下 (pH≤3时) , 高铁酸钾瞬间即分解, 说明高铁酸钾在强酸性条件下极不稳定, 很短时间内即可分解完毕。在pH≤6的整个范围内, 其絮凝性都明显好于碱性条件下的絮凝性, 这可能是由于在酸性条件下, 高铁酸钾有很强的不稳定性和氧化性, Fe6+能够快速被还原成Fe3+, 而Fe3+的存在可导致FeO
由表2可以看出, 高铁酸钾能使溶液pH值升高, 但在pH≤2时, 对溶液pH值的影响较小, 在pH=3～4时, 可能有一个分界线, pH值高于此分界线, 高铁酸钾能够快速升高pH值, 使其达到中性或弱碱性, 而pH值低于此分界线, 则其对pH值的影响有限。高铁酸钾能使溶液pH值升高, 原因可能是FeO
高铁酸钾作为混凝剂时, 在pH=4时加药搅拌, 这样既可以利用高铁酸钾在酸性条件下的强氧化性和快速分解能力, 又不用再次调节pH值就可以在弱碱性条件下完成絮凝沉淀。
2.3温度对高铁酸钾絮凝效果的影响
温度也是影响高铁酸盐溶液稳定性的重要因素, 温度越高, FeO
由图3可知:在30 ℃时, 处理效果最佳, 温度升高, 絮凝效率反而下降, 但总体变化不大, 从30～50 ℃时, 对浊度的去除率由96.2%降到94.9%, 对悬浮物的去除率由95.1%降到92.2%, 可以认为在20～50 ℃内, 温度对高铁酸钾的絮凝不产生影响。
2.4不同氧化、絮凝时间对絮凝效果的影响
在酸性条件下, 高铁酸钾的氧化性较强, 同时也升高了溶液的pH值, 当把溶液的pH值升高到中性或碱性时, 再进行絮凝, 可以达到较好的处理效果。该实验在t=30 ℃、pH=4时加药180 mg/L快速搅拌, 在搅拌过程中, 每隔1 min测1次pH值, 其结果见表3。在快速搅拌10 min后, 溶液pH值达到7.07, 此后不用再调节pH值就可以使水样在pH>7条件下絮凝沉淀, 所以最佳氧化时间应选择10 min为宜。
絮凝时间也至关重要, 在t=30 ℃、pH=4时加药180 mg/L快速搅拌10 min, 再分别慢速搅拌10 min和20 min后, 检测上清液的剩余浊度, 其结果见表4。结果表明:在絮凝10 min、沉淀60 min后, 浊度去除率已达到96%, 增加絮凝和沉淀时间, 去除率增加缓慢, 综合考虑时间和去除效果因素, 该试验选择絮凝时间为10 min, 沉淀时间为60 min。
2.5高铁酸钾和聚合氯化铝的絮凝效果对比
聚合氯化铝 (PAC) 是一种高效的无机高分子净水剂, 其絮凝效果较好。当水样为中性时, PAC的絮凝效果最好[16]。该实验只在加药前调节1次pH=7, 其他实验条件与高铁酸钾处理水样时相同, 实验结果见图4。
由图4可以看出:高铁酸钾的絮凝效果明显好于聚合氯化铝, 在加药量为180 mg/L时, 聚合氯化铝对浊度的去除率为89.9%, 而高铁酸钾可以达到95.83%。聚合氯化铝成本较低, 能够被广泛使用, 但人体摄取过量的铝可能引起严重缺钙, 并使人体中的残余铝含量显著升高, 而体内过高的残余铝含量可能是引发帕金森综合征、老年性痴呆、脱发等疾病的重要原因[17], 因此, 在饮用水处理方面可能会受到更多的限制;虽然高铁酸钾生产成本高, 但是其具有无不良反应、不产生二次污染和杀菌消毒效果较好等优点, 必然是水处理剂特别是饮用水处理剂的一个重要发展方向。
3结论
1) 高铁酸钾处理矿井水, 絮凝效果好, 其与悬浮物的含量比约为0.73时, 对浊度和悬浮物的去除率都可以达到94%以上。由于矿井水中悬浮物含量高, 该次实验结果并没有达到饮用水对浊度低于3 NTU的要求, 但是矿井水经过适当预处理 (如粉煤灰预处理) 后, 达到对浊度低于3 NTU的要求是有很大希望的, 而且可以大大减少用药量, 降低处理成本, 这一点还需要进一步研究。高铁酸钾的优良特点, 将更有助于使矿井水朝着可饮用化的方向发展。
2) 高铁酸钾能够升高溶液的pH值, 而且在pH=3～4时, 可能有一个分界线, pH值高于此分界线, 高铁酸钾能够快速升高pH值, 使其达到中性或弱碱性;而pH值低于此分界线, 则其对pH值的影响有限。高铁酸钾作为混凝剂时, 应在酸性条件下 (pH=4) 氧化分解, 再调至中性或弱碱性条件下絮凝沉淀。
3) 在20～50 ℃内, 温度对高铁酸钾的絮凝效果几乎无影响。
4) 氧化和絮凝时间都选择10 min为宜, 而且在pH=4时, 高铁酸钾在10 min即可提升pH值至中性, 不用再次调节pH值, 沉淀时间选择1 h为佳。
5) 与铝盐相比, 高铁酸钾有着更好的絮凝效果, 而且在饮用水方面有着更广阔的应用前景。由于高铁酸钾处理矿井水的成本高昂, 限制了其发展, 但是可以考虑用预处理+高铁酸钾絮凝的方法降低其处理成本。