水中離子的去除

1、水中離子與水中離子與 氣體的去除氣體的去除小組成員：小組成員：趙娟趙娟陳然然陳然然吳俊康吳俊康李傳揚(yáng)李傳揚(yáng) 匯匯 報(bào)報(bào) 人：吳俊康人：吳俊康 主要內(nèi)容 1、水中離子的去除 2、水中氣體的去除 3、工程實(shí)例1 水中離子的去除水中離子的去除1.1 離子的類型、性質(zhì)、危害離子的類型、性質(zhì)、危害1.1.1 離子類型離子類型 重金屬：Pb、Cd、Cu、Cr、Hg、Zn、Ni等 無(wú)機(jī)鹽離子： Cl-、SO42-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、HCO3-等1.1.2 離子性質(zhì)及危害離子性質(zhì)及危害 重金屬是指分子量在63.5和200.6之間的原子，并且他們的比重一般都大于5.0。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，比如金

2、屬電鍍?cè)O(shè)備，采礦作業(yè)，化肥工業(yè)，制革工業(yè)，電池工業(yè)，造紙和農(nóng)藥等，重金屬?gòu)U水越來(lái)越多的直接或間接地排放到環(huán)境中，尤其是在發(fā)展中國(guó)家。重金屬不同于有機(jī)污染物，它不能生物降解，而且往往在生物體內(nèi)積累。許多重金屬離子已被證明有毒或是致癌物質(zhì)。在廢水處理中備受關(guān)注的重金屬有鋅、銅、鎳、汞、砷、鎘、鉛和鉻。同時(shí)無(wú)機(jī)鹽離子的存在，可能會(huì)對(duì)廢水性質(zhì)產(chǎn)生影響，或在廢水處理過(guò)程中對(duì)工藝產(chǎn)生一定的影響，或?qū)е略O(shè)備的結(jié)垢或腐蝕。同時(shí)，某些工業(yè)用水對(duì)無(wú)機(jī)鹽離子的限值要求較嚴(yán)，因此，需對(duì)水中無(wú)機(jī)鹽進(jìn)行適當(dāng)處理。1.2 水中水中離子的去除離子的去除方法方法1.2.1 沉淀法（沉淀法（P）1.2.1.1 物理沉淀1.2.1

3、.1.1 去除原理及過(guò)程物理沉淀法主要通過(guò)混凝沉淀的方法，選擇適當(dāng)?shù)幕炷齽┡c重金屬離子發(fā)生電性中和、吸附架橋、網(wǎng)捕、卷掃等作用，使膠體離子與水分離，加快沉降，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。 電中和作用 吸附架橋作用 卷捕網(wǎng)掃作用 壓縮雙電層和DLVO理論NG 1.2.1.1.2 去除對(duì)象及使用范圍去除對(duì)象：膠體狀的重金屬離子和懸浮物適用范圍：一般用于化學(xué)沉淀的后續(xù)處理，作為化學(xué)沉淀的輔助作用，提高絮體密實(shí)性，適用于常量金屬濃度的情況。1.2.1.1.3 影響因素pH：pH影響混凝劑在水中的存在形態(tài)，從而影響混凝作用的機(jī)理和效果，對(duì)于金屬鹽，pH較低，主要以金屬離子態(tài)存在，pH較高，主要以絡(luò)合物形態(tài)存在；同

4、時(shí)，pH也會(huì)影響水中金屬離子的形態(tài)?；炷齽┩都恿浚夯炷齽┝吭黾?，膠體脫穩(wěn)；繼續(xù)增加，膠體再穩(wěn)。溫度：溫度影響水的黏度，平衡方程的反應(yīng)程度，一般在常溫。速度梯度G：對(duì)于混凝，G要求較大，7001000s-1；對(duì)于絮凝，G要求較小，2070-1。水力停留時(shí)間t：對(duì)于混凝，需快速混合，t要求較小，1030s至多不超過(guò)2min；對(duì)于絮凝，為保證絮體不被破壞，t要求相對(duì)較大。（各參數(shù)具體取值需根據(jù)原水水質(zhì)做小試后確定）1.2.1.2 化學(xué)沉淀1.2.1.2.1 去除原理及過(guò)程 化學(xué)沉淀法利用沉淀反應(yīng)使水中金屬離子或無(wú)機(jī)離子以沉淀物的形式沉淀下來(lái)，已達(dá)到去除的目的。根據(jù)所用沉淀劑的不同可分為石灰法、氫氧化

5、物沉淀法、硫化物沉淀法、鋇鹽沉淀法等。原理： AnBm nAm+ + mBn- Ksp = Am+nBn-m對(duì)于某一物質(zhì)AnBm ，水中Am+nBn-m的值大于該物質(zhì)的Ksp時(shí)，即會(huì)沉淀。1.2.1.2.2 適用范圍及各自特點(diǎn) 去除對(duì)象：水中重金屬離子和可沉淀的無(wú)機(jī)鹽離子適用范圍：適用于常量離子的去除，對(duì)于石灰法、氫氧化物法和硫化物法，適用于金屬離子濃度較高的情況。石灰法：采用CaO作為沉淀劑，價(jià)格便宜，但產(chǎn)泥量大。氫氧化物沉淀法：成本低，對(duì)水質(zhì)污染小，但沉淀效果受pH影響較大，pH較難控制。硫化物沉淀法：去除效果相對(duì)氫氧化物較好，但處理費(fèi)用高，硫離子會(huì)改變污水水質(zhì)，常需投加混凝劑以加強(qiáng)效果。

6、鋇鹽沉淀法：該法主要用于處理含六價(jià)鉻的廢水，對(duì)控制要求較高，鋇離子有毒性，需要對(duì)殘鋇處理。1.2.1.2.3 去除對(duì)象：水中重金屬離子和可沉淀的無(wú)機(jī)鹽離子適用范圍：適用于常量離子的去除，對(duì)于石灰法、氫氧化物法和硫化物法，適用于金屬離子濃度較高的情況。石灰法：采用CaO作為沉淀劑，價(jià)格便宜，但產(chǎn)泥量大。氫氧化物沉淀法：成本低，對(duì)水質(zhì)污染小，但沉淀效果受pH影響較大，pH較難控制。硫化物沉淀法：去除效果相對(duì)氫氧化物較好，但處理費(fèi)用高，硫離子會(huì)改變污水水質(zhì)，常需投加混凝劑以加強(qiáng)效果。鋇鹽沉淀法：該法主要用于處理含六價(jià)鉻的廢水，對(duì)控制要求較高，鋇離子有毒性，需要對(duì)殘鋇處理。1.2.1.2.3 影響因素

7、 pH：pH是整個(gè)化學(xué)沉淀過(guò)程中最主要的影響因素，特別是氫氧化物法，pH會(huì)影響金屬離子形態(tài)，過(guò)低，會(huì)沉淀不了離子；過(guò)高，可能會(huì)使沉淀的離子反溶。沉淀劑及其投加量：沉淀劑的影響，主要包括沉淀效果和對(duì)環(huán)境的影響，沉淀效果取決于沉淀物本身的性質(zhì)（Ksp）和投加量，投加不足，會(huì)不能沉淀；投加過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致其他化學(xué)反應(yīng)，或?qū)Νh(huán)境造成影響。其他因素：包括溫度、攪拌、接觸反應(yīng)時(shí)間等。同樣，這些參數(shù)需根據(jù)原水水質(zhì)通過(guò)小試實(shí)驗(yàn)確定。1.2.1.3 反應(yīng)器1.2.1.3.1 反應(yīng)器類型 物理沉淀過(guò)程所用反應(yīng)器主要包括混合設(shè)備和絮凝池?；瘜W(xué)沉淀過(guò)程反應(yīng)器與絮凝池大體相同。同時(shí)，還有一種將絮凝和沉淀合為一體的澄清池

8、。（一）混合設(shè)備水泵混合：藥劑在泵取水口投加混合管式混合：藥劑在水泵加壓水管中投加機(jī)械混合：藥劑在池內(nèi)機(jī)械攪拌后投加1.2.1.3.1 反應(yīng)器類型 （二）絮凝設(shè)備 隔板絮凝池：接近于推流型（PF）反應(yīng)器，構(gòu)造簡(jiǎn)單，管理方便，絮凝效果受流量大小限制，不穩(wěn)定，能量消耗中無(wú)用部分相對(duì)其他設(shè)備較高，絮凝時(shí)間長(zhǎng)，池子容積大。 折板絮凝池：池中隔板為折板，水流由于折板產(chǎn)生漩渦，提高了顆粒碰撞；每個(gè)折板轉(zhuǎn)角處，接近于CSTR型單元反應(yīng)器，整體接近于無(wú)數(shù)個(gè)小的CSTR單元組成的PF型反應(yīng)器；水利條件較好，絮凝時(shí)間較短，池子容積較小，但安裝困難。 機(jī)械絮凝池：利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行攪拌，單格接近于CSTR性反應(yīng)器，分

9、格越多，效果越好，但分格越多，造價(jià)和維修費(fèi)用越高。 其他絮凝池：包括穿孔流絮凝池，網(wǎng)格和柵條絮凝池等 （三）澄清設(shè)備p 泥渣懸浮型p 泥渣循環(huán)型懸浮澄清池：水流自下而上，經(jīng)過(guò)懸浮泥渣層，雜質(zhì)被截留，進(jìn)入濃縮室外排；適用于小水量處理。脈沖澄清池：利用脈沖發(fā)生器使流速發(fā)生變化，使懸浮層不斷收縮和膨脹。機(jī)械攪拌澄清池：利用機(jī)械攪拌，集混合、絮凝、分離設(shè)備于一體綜合復(fù)雜體，應(yīng)用最廣泛，緩沖能力強(qiáng)。水力循環(huán)澄清池：利用水力循環(huán)集混合、絮凝、分離設(shè)備于一體，緩沖能力較機(jī)械攪拌式弱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。（三）澄清設(shè)備（三）澄清設(shè)備（三）澄清設(shè)備1.2.2 吸附法吸附法1.2.2.1 物理吸附物理吸附也稱范德華吸附，它

10、是由吸附質(zhì)和吸附劑分子間作用力所引起，物理吸附可以發(fā)生在任何固體表面上。被吸附分子的熱運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生解吸現(xiàn)象，因不發(fā)生化學(xué)作用，所以低溫時(shí)就能進(jìn)行。1.2.2.2 化學(xué)吸附 由于固體表面存在不均勻力場(chǎng)，表面上的原子往往還有剩余的成鍵能力，當(dāng)氣體分子碰撞到固體表面上時(shí)便與表面原子間發(fā)生電子的交換、轉(zhuǎn)移或共有，形成吸附化學(xué)鍵的吸附作用。1.2.2.3 生物吸附 吸附離子的微生物主要包括真菌、藻類和細(xì)菌等。吸附工藝具有成本低、原料豐富、吸附量大、吸附迅速、無(wú)害、無(wú)毒、無(wú)二次污染、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于利用微生物吸附，國(guó)內(nèi)外都有很多研究，但國(guó)內(nèi)大多處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。生物吸附法穩(wěn)定性較差，受環(huán)境條件影響大。

11、1.2.3 離子交換法（離子交換法（IE） 離子交換的實(shí)質(zhì)是不溶性離子化合物（離子交換劑）上的交換離子與溶液中的其他同性離子的交換反應(yīng)，是一種特殊的吸附過(guò)程，通常是可逆性化學(xué)吸附。1.2.3.1 離子交換樹脂離子交換樹脂1.2.3.1.1 樹脂結(jié)構(gòu) 固體球形顆粒，多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；不溶于水；具有離子交換特性的有機(jī)高分子聚電解質(zhì)。離子交離子交換樹脂換樹脂母體母體(骨架骨架)活性基團(tuán)活性基團(tuán)固固 定定 離離 子子可交換離子可交換離子苯乙烯苯乙烯(單體單體)+二乙烯苯二乙烯苯(交聯(lián)劑交聯(lián)劑)母體母體共聚共聚H2SO4功功能能基基反反應(yīng)應(yīng)R SO3 H固定離子固定離子 可交換離子可交換離子母體母體1.2.

12、3.1.2 樹脂分類樹脂分類按選擇性按結(jié)構(gòu)離子交離子交換樹脂換樹脂凝膠型凝膠型等孔型等孔型 孔大、均勻，抗有機(jī)污染能力強(qiáng)。孔大、均勻，抗有機(jī)污染能力強(qiáng)。孔徑為孔徑為20100nm，溶脹度小，交換速度高，抗污染，溶脹度小，交換速度高，抗污染能力強(qiáng)。能力強(qiáng)。 孔徑孔徑5nm、少，溶脹度較大，水溶脹后呈凝膠狀。、少，溶脹度較大，水溶脹后呈凝膠狀。大孔型大孔型離子交離子交換樹脂換樹脂陽(yáng)離子交換樹脂陽(yáng)離子交換樹脂陰離子交換樹脂陰離子交換樹脂弱堿性陰離子交換樹脂弱堿性陰離子交換樹脂 RNH3OH強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂 R NOH弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂 RCOOH強(qiáng)酸性陽(yáng)

13、離子交換樹脂強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂 RSO3H1.2.3.1.2 樹脂性質(zhì)樹脂性質(zhì)粒度密度 交聯(lián)度：交聯(lián)度為樹脂交聯(lián)劑質(zhì)量占樹脂總質(zhì)量的百分比，一般為7%10%。有效粒徑：指篩分樹脂時(shí)，而90%體積的樹脂顆粒保留的篩孔直徑。均一系數(shù)：能通過(guò)60%體積樹脂的篩孔直徑與能通過(guò)10%體積的樹脂的篩孔直徑之比。均一系數(shù)越接近1，表明樹脂顆粒越均勻。干真密度：干燥狀態(tài)下，樹脂材料本身具有的密度。濕真密度：在水中充分溶脹后濕樹脂本身的密度。（樹脂分層參數(shù)）濕視密度：樹脂在水中充分溶脹后的堆積密度。（用于計(jì)算裝填量）u 交聯(lián)度越高，孔隙度越低，密度越大，對(duì)半徑較大的離子和水合離子擴(kuò)散速度越低，交換量越小。u

14、在水中浸泡，形變小，較穩(wěn)定。1.2.3.1.2 樹脂性質(zhì)樹脂性質(zhì) 溶脹性 交換容量樹脂吸水后體積增大的現(xiàn)象。溶脹程度用溶脹率表示：影響因素： 樹脂交聯(lián)度：交聯(lián)度越大，溶脹率越低。 活性基團(tuán)：離解程度越大，溶脹率越大； 可交換離子：水合半徑越大，溶脹率越高。%100前前后溶脹率VVV單位體積濕樹脂或單位重量干樹脂可發(fā)生交換的活性基團(tuán)數(shù)量。 全交換容量：?jiǎn)挝惑w積或重量樹脂中含可交換基團(tuán)的總數(shù)。 工作交換容量：在動(dòng)態(tài)工作條件下，當(dāng)出水水質(zhì)達(dá)到交換終點(diǎn)時(shí)，樹脂層達(dá)到的平均交換容量。容量表示法 EV ：mmol/mL、mol/L 重量表示法 EW ：mmol/g、mol/kg EV = EW 濕比重(1

15、-含水率)1.2.3.2 離子交換原理及影響因素離子交換原理及影響因素1.2.3.2.1 交換機(jī)理 A+自溶液中擴(kuò)散到樹脂表面 A+從樹脂表面進(jìn)入樹脂內(nèi)部的活性中心 A+與RB在活性中心上發(fā)生復(fù)分解反應(yīng) 解吸附離子B+自樹脂內(nèi)部擴(kuò)散至樹脂表面 B+離子從樹脂表面擴(kuò)散到溶液中交換速度的控制步驟是擴(kuò)散速度，不同的分離體系可能由內(nèi)部擴(kuò)散或外部擴(kuò)散控制.1.2.3.2.2 動(dòng)力學(xué)過(guò)程樹脂顆粒水膜BB(1)(2)(3)(A)(4)(5)(6)A外外 擴(kuò)擴(kuò) 散散薄膜擴(kuò)散薄膜擴(kuò)散內(nèi)內(nèi) 擴(kuò)擴(kuò) 散散1.2.3.2.3 影響因素影響因素 薄膜擴(kuò)散薄膜擴(kuò)散 離子濃度離子濃度 溶液離子濃度低，樹脂交換容量大時(shí)，薄膜擴(kuò)

16、散受阻。 溶液離子濃度過(guò)高，樹脂易發(fā)生收縮現(xiàn)象，內(nèi)擴(kuò)散受阻。 水流速度水流速度 水流速度增加，水膜變薄，薄膜擴(kuò)散加快。 樹脂顆粒的大小樹脂顆粒的大小 樹脂顆粒小，比表面積增加，利于薄膜擴(kuò)散。 內(nèi)擴(kuò)散內(nèi)擴(kuò)散 離子電荷離子電荷 離子電荷越大，擴(kuò)散系數(shù)越小，不利于內(nèi)擴(kuò)散。 樹脂交聯(lián)度樹脂交聯(lián)度 交聯(lián)度越低，樹脂網(wǎng)孔越大，有利于離子的內(nèi)擴(kuò)散。 離子的水化度離子的水化度 離子水化程度大，水合離子半徑越大，不利于離子的內(nèi)擴(kuò)散。 1.2.3.2.4 離子交換選擇規(guī)律 影響因素影響因素v 水合離子半徑水合離子半徑同價(jià)的離子，其水合離子半徑大，選擇性強(qiáng)。v 電荷數(shù)電荷數(shù) 電荷數(shù)越高，作用力越大，選擇性強(qiáng)。v 螯

17、合樹脂對(duì)離子的親和力決定于樹脂上螯合基團(tuán)的性質(zhì)。螯合樹脂對(duì)離子的親和力決定于樹脂上螯合基團(tuán)的性質(zhì)。 選擇規(guī)律選擇規(guī)律 對(duì)于強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂，離子價(jià)數(shù)越高，與固定離子的靜電引力越大，越優(yōu)先交換。當(dāng)離子價(jià)態(tài)相同時(shí)親和力隨著水合離子半徑減小而增大。 如： Li+H+Na+NH4+K+Rb+Cs+Ag+Tl+Mg2+Zn2+Co2+Cu2+Cd2+Ni2+Ca2+Sr2+Pb2+Ba2+ 1.2.3.3 離子交換運(yùn)行與再生離子交換運(yùn)行與再生1.2.3.3.1 離子交換運(yùn)行過(guò)程離子交換運(yùn)行過(guò)程1.2.3.3 離子交換運(yùn)行離子交換運(yùn)行1.2.3.3.1 離子交換運(yùn)行過(guò)程離子交換運(yùn)行過(guò)程 由工作（有時(shí)叫

18、做產(chǎn)水）、反洗、吸鹽（再生）、慢沖洗（置換）、快沖洗五個(gè)過(guò)程。 反洗：工作一段時(shí)間后的設(shè)備，會(huì)在樹脂上部攔截很多由原水帶來(lái)的污物，把這些污物除去后，離子交換樹脂才能完全曝露出來(lái)，再生的效果才能得到保證。反洗過(guò)程就是水從樹脂的底部洗入，從頂部流出，這樣可以把頂部攔截下來(lái)的污物沖走。這個(gè)過(guò)程一般需要5-15分鐘左右 吸鹽（再生）：即將鹽水注入樹脂罐體的過(guò)程，傳統(tǒng)設(shè)備是采用鹽泵將鹽水注入，全自動(dòng)的設(shè)備是采用專用的內(nèi)置噴射器將鹽水吸入（只要進(jìn)水有一定的壓力即 可）。在實(shí)際工作過(guò)程中，鹽水以較慢的速度流過(guò)樹脂的再生效果比單純用鹽水浸泡樹脂的效果好，所以軟化水設(shè)備都是采用鹽水慢速流過(guò)樹脂的方法再生，這個(gè)過(guò)

19、 程一般需要30分鐘左右，實(shí)際時(shí)間受用鹽量的影響。 慢沖洗（置換）：在用鹽水流過(guò)樹脂以后，用原水以同樣的流速慢慢將樹脂中的鹽全部沖洗干凈的過(guò)程叫慢沖洗，由于這個(gè)沖洗過(guò)程中仍有大量的功能基團(tuán)上的鈣鎂 離子被鈉離子交換，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)過(guò)程中是再生的主要過(guò)程，所以很多人將這個(gè)過(guò)程稱作置換。這個(gè)過(guò)程一般與吸鹽的時(shí)間相同，即30分鐘左右。 快沖洗：為了將殘留的鹽徹底沖洗干凈，要采用與實(shí)際工作接近的流速，用原水對(duì)樹脂進(jìn)行沖洗，這個(gè)過(guò)程的最后出水應(yīng)為達(dá)標(biāo)的軟水。一般情況下，快沖洗過(guò)程為5-15分鐘。1.2.3.3.2 離子交換樹脂再生離子交換樹脂再生 影響再生的因素影響再生的因素 再生劑再生劑u再生劑的

20、種類再生劑的種類 H型陽(yáng)樹脂：再生劑型陽(yáng)樹脂：再生劑HCl 或或H2SO4，HCl 優(yōu)于優(yōu)于H2SO4。 OH型陰樹脂：再生劑型陰樹脂：再生劑Na2CO3或或NaOH。u 再生劑的濃度再生劑的濃度 HCl 510% NaOH 1012%、48%u再生劑用量再生劑用量 1.23.0倍樹脂體積。倍樹脂體積。順 流 再 生AB再 生 液再 生 劑 （ A ）AB進(jìn) 水出 水BA逆流再生再生液再生劑（A） 影響再生的因素影響再生的因素 再生方式再生方式u 順流再生順流再生 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 工藝簡(jiǎn)單；操作方便、可靠。工藝簡(jiǎn)單；操作方便、可靠。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 有重復(fù)交換現(xiàn)象，再生劑用量高；有重復(fù)交換現(xiàn)象，再

21、生劑用量高；工作交換容量低。工作交換容量低。u 逆流再生逆流再生 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 避免重復(fù)交換；再生劑用量少。避免重復(fù)交換；再生劑用量少。 樹脂底層再生干凈，工作交換容量較高。樹脂底層再生干凈，工作交換容量較高。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 設(shè)備較復(fù)雜。設(shè)備較復(fù)雜。 要求控制技術(shù)高。要求控制技術(shù)高。 1.2.3.4 離子交換應(yīng)用離子交換應(yīng)用（一）給水處理（一）給水處理 硬水軟化、脫鹽。硬水軟化、脫鹽。 純水、高純水的制備。純水、高純水的制備。 （二）廢水處理（二）廢水處理 廢水中金屬離子廢水中金屬離子：Zn2+、Cu2+、Cr6+ 、Cr3+ 1.2.3.4.1 軟化系統(tǒng)軟化系統(tǒng) H-Na并聯(lián)軟化系統(tǒng) H-N

22、a串聯(lián)軟化系統(tǒng)H軟化系統(tǒng)出水水質(zhì)變化過(guò)程軟化系統(tǒng)出水水質(zhì)變化過(guò)程 1.2.3.4.2 除鹽系統(tǒng)除鹽系統(tǒng)一級(jí)復(fù)床除鹽一級(jí)復(fù)床除鹽 1.2.3.4.2 除鹽系統(tǒng)除鹽系統(tǒng)陰床出水水質(zhì)變化陰床出水水質(zhì)變化 1.2.3.4.3 含鉻廢水處理含鉻廢水處理 N Na aO OH H再再生生劑劑 H H2 2S SO O4 4再再生生劑劑柱柱1 1陰陰離離子子交交換換柱柱號(hào)號(hào)2 2C Cu uS SO O4 4Z Zn nS SO O4 4N Ni iS SO O4 4C Cr rO O4 42 2- -( (H H2 2C Cr rO O4 4) )去去除除C Cr rO O4 42 2- -回回收收C C

23、r rO O4 42 2- -H H2 2C Cr rO O4 4回回收收N Na a2 2C Cr rO O4 4N Na a2 2S SO O4 4去去中中和和工工序序H H2 2O O廢廢水水廢廢水水含含C Cr rO O4 42 2- -C Cu u2 2+ +Z Zn n2 2+ +N Ni i2 2+ +去去除除C Cu u2 2+ +Z Zn n2 2+ +N Ni i2 2+ +廢廢水水再再生生水水圖圖6 6- -4 4 廢廢水水中中鉻鉻酸酸回回收收流流程程示示意意圖圖號(hào)號(hào)（H H型型）柱柱（H H型型）1 1，2 2號(hào)號(hào)柱柱再再生生劑劑都都是是5 5% %的的H H2 2S

24、SO O4 4，陰陰離離子子交交換換柱柱再再生生劑劑是是1 10 0% %的的N Na aO OH H1.2.4 膜法（膜法（M）1.2.4.1 膜分離技術(shù)簡(jiǎn)介 膜分離技術(shù)原理是以某種具有特殊選擇性透過(guò)的半透膜為分離物質(zhì),并在膜兩側(cè)施加某種推動(dòng)力（如電位差、壓力差等）,使廢水中污染物截留在膜表面而無(wú)污染物質(zhì)透過(guò)膜得到凈化水。常規(guī)膜技術(shù)：常規(guī)膜技術(shù)：反滲透、納濾、超濾、微濾（電滲析、自然滲析、液膜技術(shù)）等。應(yīng)用應(yīng)用:（1）海水和苦咸水脫鹽； （2）廢水回用和循環(huán); 處理市政污水用于間接飲用與直接工業(yè)回用,工業(yè)用水循環(huán)再 利用,甚至飲用水直接回用,以二級(jí)市政污水生產(chǎn)高質(zhì)量飲用水。（3）拓展：前景廣

25、闊 飲用水處理、工業(yè)廢水脫色、垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處 理、膜生物反應(yīng)器、水的回收循環(huán)利用等。1.2.4 膜法（膜法（M）特點(diǎn)特點(diǎn):（1）不發(fā)生相變，能量轉(zhuǎn)化率高； （2）分離與濃縮同時(shí)進(jìn)行，可回收有價(jià)值的物質(zhì)；（3）根據(jù)膜特性將不同物質(zhì)分開；（4）膜分離過(guò)程不會(huì)破壞對(duì)熱不穩(wěn)定性的物質(zhì)，常溫下即可 分離；（5）不需投加藥劑、可節(jié)省原材料和化學(xué)藥品；（6）適應(yīng)性強(qiáng)，操作及維護(hù)方便，易于實(shí)現(xiàn)自控。1.2.4 膜法（膜法（M）1.2.4.2 反滲透（RO）1.2.4.2.1 RO原理及適用對(duì)象 *原理：原理：1.2.4 膜法（膜法（M）反滲透膜及其透過(guò)機(jī)理：反滲透膜及其透過(guò)機(jī)理：1.2.4 膜法（膜法（M

26、）1.2.4.2.2 RO系統(tǒng)組成1.2.4 膜法（膜法（M）1.2.4.2.2 RO系統(tǒng)組成1.2.4 膜法（膜法（M）1.2.4.2.2 RO系統(tǒng)組成一級(jí)反滲透一級(jí)反滲透1.2.4 膜法（膜法（M）1.2.4.2.2 RO系統(tǒng)組成二級(jí)反滲透二級(jí)反滲透1.2.4 膜法（膜法（M）反滲透的應(yīng)用反滲透的應(yīng)用:1.2.4 膜法（膜法（M）反滲透的應(yīng)用反滲透的應(yīng)用:反滲透在純凈水制備中的作用反滲透在純凈水制備中的作用1.2.4 膜法（膜法（M）1.2.4.2.3 RO系統(tǒng)運(yùn)行及監(jiān)測(cè)指標(biāo) 反滲透系統(tǒng)由反滲透膜(RO)、高壓泵及為保護(hù)反滲透膜而設(shè)置的保安過(guò)濾器組成。系統(tǒng)的運(yùn)行及停止系統(tǒng)的運(yùn)行及停止*初始

27、運(yùn)行時(shí)需確認(rèn)的事項(xiàng)初始運(yùn)行時(shí)需確認(rèn)的事項(xiàng) 1.2.4 膜法（膜法（M）1.2.4.2.3 RO系統(tǒng)運(yùn)行及監(jiān)測(cè)指標(biāo)1.2.4 膜法（膜法（M）1.2.4.2.3 RO系統(tǒng)運(yùn)行及監(jiān)測(cè)指標(biāo)1.2.4 膜法（膜法（M）1.2.4.2.3 RO系統(tǒng)運(yùn)行及監(jiān)測(cè)指標(biāo)*系統(tǒng)的日常啟動(dòng)系統(tǒng)的日常啟動(dòng) 1.2.4 膜法（膜法（M）1.2.4.2.3 RO系統(tǒng)運(yùn)行及監(jiān)測(cè)指標(biāo)1.2.4 膜法（膜法（M）1.2.4.2.3 RO系統(tǒng)運(yùn)行及監(jiān)測(cè)指標(biāo)*停運(yùn)停運(yùn)1.2.4 膜法（膜法（M）1.2.4.2.4 膜污染 在正常運(yùn)行一段時(shí)間后，反滲透膜元件會(huì)受到在給水中可能存在的懸浮物質(zhì)或難溶物質(zhì)的污染，這些污染物中最常見(jiàn)的為碳酸

28、鈣垢、硫酸鈣垢、金屬氧化物垢、硅沉積物及有機(jī)或生物沉積物。 污染物的性質(zhì)及污染速度與給水條件有關(guān)，污染是慢慢發(fā)展的，如果不早期采取措施，污染將會(huì)在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)損壞膜元件的性能。 定期檢測(cè)系統(tǒng)整體性能是確認(rèn)膜元件發(fā)生污染的一個(gè)好方法，不同的污染物會(huì)對(duì)膜元件性能造成不同程度的損害。 1.2.4 膜法（膜法（M）1.2.4.3 電滲析（ED）1.2.4.3.1 電滲析原理及適用對(duì)象在電場(chǎng)作用下進(jìn)行滲析時(shí)，溶液中的帶電的溶質(zhì)粒子通過(guò)膜而遷移的現(xiàn)象稱為電滲析 電滲析是一種電化學(xué)過(guò)程，利用膜和電位差從水溶液和其它帶荷電的混合物中分離離子物質(zhì)的過(guò)程;電滲析利用帶電離子或分子的傳導(dǎo)電流的能力; 膜是導(dǎo)電的,

29、允許帶正電荷通過(guò)的陽(yáng)離子交換膜、允許帶負(fù)電荷通過(guò)的陰離子交換膜.1.2.4 膜法（膜法（M） 1.2.4.3.1 電滲析原理及適用對(duì)象 目前電滲析器應(yīng)用范圍廣泛，它在水的淡化除鹽、海水濃縮制鹽精制乳制品，果汁脫酸精和提純，制取化工產(chǎn)品等方面,還可以用于食品，輕工等行業(yè)制取純水、電子、醫(yī)藥等工業(yè)制取高純水的前處理。鍋爐給水的初級(jí)軟化脫鹽，將苦咸水淡化為飲用水。 電滲析器適用于電子、醫(yī)藥、化工、火力發(fā)電、食品、啤酒、飲料、印染及涂裝等行業(yè)的給水處理。也可用于物料的濃縮、提純、分離等物理化學(xué)過(guò)程。 電滲析還可以用于廢水、廢液的處理與貴重金屬的回收，如從電鍍廢液中回收鎳。1.2.4 膜法（膜法（M）1

30、.2.4.4.2 電滲析器（組成、運(yùn)行方式及性能指標(biāo)）電滲析器結(jié)構(gòu)圖電滲析器結(jié)構(gòu)圖1.2.4 膜法（膜法（M）電滲析器的技術(shù)性能電滲析器的技術(shù)性能除鹽率：除去含鹽量與進(jìn)水含鹽量之比電流效率：實(shí)際除鹽量與理論除鹽量之比電能效率：理論耗電量與實(shí)際耗電量之比濃縮倍率：濃水濃度與原水濃度之比1.2.4 膜法（膜法（M）1.2.4.4.3 極化現(xiàn)象在一定溫度、濃度、水流流速下，在靠近交換膜的溶液與整體溶液有差異的現(xiàn)象。1.2.4 膜法（膜法（M）危害增加電耗淡水室內(nèi)水分子發(fā)生電離膜界面層結(jié)構(gòu)2 氣體的去除氣體的去除2.12.1氣體來(lái)源氣體來(lái)源2.22.2危害危害2.32.3處理方法處理方法2.42.4氨

31、吹脫工藝簡(jiǎn)介氨吹脫工藝簡(jiǎn)介氣體的來(lái)源：不同的處理設(shè)施及過(guò)程會(huì)產(chǎn)生各種不同的惡臭氣體。進(jìn)水提升泵房主要臭氣:硫化氫初沉池污泥厭氧消化:硫化氫及其它含硫氣體污泥消化穩(wěn)定:氨氣和其它易揮發(fā)物質(zhì)。垃圾堆肥:氨氣、胺、硫化物、脂肪酸、芳香族和二甲基硫等臭氣。好氧消化及污泥風(fēng)干：可能產(chǎn)生很少量的硫化氫，但主要有硫醇和二甲基硫氣體產(chǎn)生。 危害性惡臭物質(zhì)種類繁多，來(lái)源廣泛，對(duì)人體呼吸、消化、心血管、內(nèi)分泌及神經(jīng)系統(tǒng)都會(huì)造成不同程度的毒害，其中芳香族化合物如苯、甲苯、苯乙烯等還能使人體產(chǎn)生畸變、癌變。 幾種常用處理方法1.活性炭吸附法：主要是利用活性炭對(duì)臭氣的物理吸附作用來(lái)除臭的方法。優(yōu)點(diǎn)：方法、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：

32、只適用低濃度、小氣量臭氣的處理。通常不用作第一級(jí)主要除臭裝置，而是用作后續(xù)的精處理裝置。 2.熱氧化法：主要是利用高溫下的氧化作用將臭氣分解成CO2 和H2O或是部分氧化的化合物的方法。優(yōu)點(diǎn):對(duì)臭氣和揮發(fā)性有機(jī)化合物非常有效缺點(diǎn):投資高、運(yùn)營(yíng)成本高，適合重度污染的大型設(shè)施的高流量、難處理的臭氣。目前，尚未了解到有使用該方法的污水處理廠。 3.生物過(guò)濾除臭系統(tǒng)生物過(guò)濾除臭技術(shù)當(dāng)今在國(guó)際上被譽(yù)為治理惡臭氣體污染的綠色解決方案，在國(guó)內(nèi)近年已被越來(lái)越多的企業(yè)認(rèn)同、接受和采納，其處理工藝對(duì)環(huán)境的親善性和建造運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性倍受歡迎。 生物過(guò)濾除臭系統(tǒng)主要由四大部分組成： 氣體收集輸送系統(tǒng) 加濕保溫系統(tǒng) 生物

33、過(guò)濾系統(tǒng) 檢測(cè)控制系統(tǒng) 氣體收集輸送系統(tǒng)：主要功能是將構(gòu)筑物自由揮發(fā)的氣體封閉收集起來(lái)并輸送到后續(xù)處理系統(tǒng)。具體包括構(gòu)筑物加蓋密封系統(tǒng)、管道收集系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)。 加濕保溫系統(tǒng)：用來(lái)對(duì)不滿足溫度濕度處理?xiàng)l件要求的氣體進(jìn)行預(yù)處理，使之達(dá)到較為理想的溫度和濕度，保障微生物能有效地去除臭氣物質(zhì)。 生物過(guò)濾系統(tǒng)：主要是在適宜的條件下，利用載體填料表面積上生長(zhǎng)的微生物的作用脫臭。臭氣物質(zhì)通過(guò)填料時(shí)，先被填料表面附著的微生物膜吸附，然后被氧化分解，從而完成除臭過(guò)程。 檢測(cè)控制系統(tǒng)：主要用來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和技術(shù)參數(shù),通過(guò)人機(jī)對(duì)話的方式，調(diào)整工藝參數(shù)，檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行，從而使設(shè)備處于最佳城市污水處理廠污水污泥處理過(guò)程。4.吹脫與氣提吹脫、氣提法用于脫除水中溶解氣體和某些揮發(fā)性物質(zhì)。即將氣體通入水中，使之相互充分接觸，