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1、污水处理 技术,新,1. 膜处理；2. 磁处理；3. 微波法；4. 微电解。,1. 膜分离技术,概况膜分离技术是近年发展迅速、应用广泛的高新技术，应用于各行各业。在水处理方面：既能对废水进行有效的净化，又能回收一些有用的物质，因此在废水处理中得到了广泛的应用并显示了广阔的发展前景。,膜的应用,膜,海水淡化,工业废水处理,城市废水资源化,天然气,生物质利用,能源,水资源,传统工业,生态环境,除尘,CO2 控制,制 药,食 品,化工与石化,电 子,冶 金,燃料电池,洁净燃烧,原理膜分离技术的根本原理在于膜具有选择透过性。膜分离法是用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对溶质和
2、溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。依据其孔径的不同可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。,膜分离技术的种类：. 双膜法；. 纳滤法。,双膜法超滤与反渗透联合使用的技术俗称双膜法。超滤（UF）能截留尺寸在0.0010.1微米之间的大分子物质及杂质，满足反渗透的进水要求。反渗透（RO）能有效截留所有溶解盐及分子量大于100的有机物，允许水分子通过。,工艺流程,反渗透膜：作为最为精密的一种膜分离产品，进水水质要求较高。保证反渗透膜不污阻是双膜法处理污水最关键的一步。,关键,膜分离装置,卷式膜分离设备,中空纤维式膜分离设备,双膜法的优势1. 技术成熟，系统自动化程度高，操作方便，产水水质稳定
3、。2. 适应于较大范围的进水水质，在处理工业废水（如焦化废水，电镀废水）和生活污水发挥很大作用。3. 更小的基建空间需要，占传统处理的25%50%。4. 处理水水质好，可以回用。,双膜法在实际工程中的应用,超滤系统,反渗透系统,. 纳滤法（NF）,纳滤技术是纳米技术与过滤技术交叉渗透而创新发明的介于超滤与反渗透之间的一个新品类，它的分离性能依赖于其活性分离层中的纳米级微孔结构，其分离机理遵循吸附-溶解-扩散-透滤模型。,纳滤装置,卷式膜分离设备,中空纤维式膜分离设备,纳滤法的优势,1. 纳滤法分离是一种绿色水处理技术,在某些方面可以替代传统费用高,工艺繁琐的污水处理方法。2. 可在高温,酸,碱
4、等苛刻条件下运行,耐污染。3. 运行压力低,膜通量高,装置运行费用低，可以和其他污水处理过程相结合以进一步降低费用和提高处理效果。,纳滤法在实际工程中的应用, 对于膜分离技术的思考,膜分离技术依然存在着明显缺点：1. 膜表面容易形成附着层，使膜的通量显著下降。2. 操作结束后，膜的清洗较困难， 膜的耐用性差。3. 膜分离技术的投资费用高，与传统污水处理法相比较基本无经济优势而言。且纳滤能有效去除废水中（尤其对于造纸废水）的色度、硬度和异味，但是我国纳滤技术在造纸废水深度处理方面尚处于研究阶段，膜组件大都从国外进口。,寻求廉价易得的，性能好的，易清洗的膜组件，是当前解决膜技术缺陷的关键。以前得到
5、大量使用的醋酸纤维膜已经渐渐被其他各种各样的新型膜材料代替，如（合成复合膜，聚芳砜，异丙基聚芳砜等）。在一定程度上优化了抗菌性能，耐热性能以及机械性能。,解决途径,2. 磁处理技术,概况磁分离技术用于水处理工程，它可以称得上是一门新兴技术。磁分离作为物理处理技术在水处理中获得了许多成功应用。,磁处理技术的应用,磁处理,水资源,能源,生物工程,工业污水处理,城市污水的处理,矿石精选,煤脱硫,高龄土提纯,细胞分离,原理磁分离的物理作用基本原理就是通过外加磁场产生磁力把废水中具有磁性的悬浮颗粒吸出使之与废水分离达到去除或回收的目的。,2017/12/16,磁分离技术的种类. 磁凝聚分离；. 磁盘分离
6、；. 高梯度磁分离。,磁凝聚分离利用磁盘吸引磁性颗粒,颗粒越大所受到的磁力越大,越易被去除。首先，废水通过磁场,水中磁性颗粒被磁化,形成小磁体。由于磁场梯度为零,因此它受到的大小相等方向相反的力的作用,合力为零,颗粒不被磁场捕集,但颗粒之间却相互吸引,聚集成大颗粒，再由磁盘吸引。,磁凝聚分离的优势可节省大量用于化学絮凝的药剂以及相应的贮存、制备和投加设备；无二次污染,不增加废水的含盐量,有利于水的循环利用；与用化学药剂比,污泥体积较少,容易脱水,污泥可回收利用。,磁盘分离借助磁盘的磁力将污水中的磁性悬浮颗粒吸着在缓慢转动的磁盘上,随着磁盘的转动,将泥渣带出水面,经刮泥板除去,盘面又进入水中,重
7、新吸着水中的颗粒,如此周而复始。为提高处理效果,磁盘常常与磁凝聚或药剂絮凝联合使用。, 磁盘的构造,磁盘分离的优势效率高,净化时间短。（处理钢铁废水时,其在磁盘工作区间仅需停留25 s,通过全部流程仅需2 min左右,净化效率可达94%99.5；占地面积小,只需一般沉淀池的5%左右，磁盘及其附属设备构造简单；可处理的废水种类繁多；处理后污泥含水率低,易脱水。,高梯度磁分离法高梯度磁分离器以纤维状铁磁性不锈钢毛为介质,当废水中的污染物对钢毛的磁力作用大于其粘性阻力和重力作用时,污染物被截留在钢毛介质上,在切断磁路后,磁力消失,被捕集到的污染物用水或气水反冲洗下来。,工艺流程,废水,高梯度磁分离器
8、,水/汽水反冲洗,净化水,切断磁路,磁处理技术在实际工程中的应用,2017/12/16,对于磁处理技术的思考,1. 磁分离技术用于处理非磁性物质，由于增加了接种混凝和磁种分离、再生等操作而使工艺复杂化，成本也相应提高。 2. 磁分离现在需研究减少电耗和提高处理效率的合理处理系统和流程。,3. 微波处理技术,概况20世纪微波技术在食品加工、环境保护、医药生产、冶金提炼和纳米产品的研制技术等领域得到了广泛应用。在近十几年中,采用微波处理废水方法取得了较大的进展,微波处理废水方法,适应性强,处理率高,尤其对污水中难降解有机物的去除具有针对性,使得微波处理废水技术日臻完善。经微波处理后的污水可全部再利
9、用，实现了高效、节能、环保的目的。,原理将污水送入微波场中，极性分子在微波场作用下，发生高频振荡，消耗能量而发热，加速流体中固、液分离。对有些不能直接与微波反映的有机化合物，可通过敏化剂把微波能传给这些物质而诱发化学反应。,2017/12/16,微波电磁场能使极性分子产生高速旋转碰撞而产生热效应,从而改变体系的热力学函数,降低反应的活化能和分子的化学键强度。此外,微波还有非热效应的特点,即在微波场中的极性分子震荡能使化学键断裂。利用这些特点使得微波的技术在废水处理工艺中得到了应用。,微波能的化学作用：能够极化水分子及有机化合物分子，使有机化合物与添加剂之间形成过渡态产物，降低氧化和分解有害有机
10、化合物所需要的活化能，使反应加速进行。微波能的物理作用：能够加热和极化水及污染物分子，使絮凝剂与污染物之间形成的共聚物的沉淀反应更完全、更快速。微波在处理水中污染物的同时，也能杀灭水中的细菌、藻类等微生物。,工艺流程,调节池,格栅,混合反应罐,微波反应器,沉淀过滤设备,污泥池,微波法的优势工艺流程短，絮凝沉淀速度快，占地面积小。工程投资强度低，建设工期短，调试周期短。 适应性强，杀菌灭藻能力强，无二次污染。,微波处理技术在实际工程中的应用,对于微波处理技术的思考,污染物去除效率低、对某种有机物去除效果好却对另一种有机物达不到处理的要求。其次是微波技术自身的不足,即微波辐射技术在污水处理中的应用
11、多是静态的,微波诱导催化氧化和吸附不能同时进行,很难实现整个处理过程的连续化。,4.微电解技术,概况微电解(micro-electrolysis)技术,又称为内电解、铁还原、铁碳法、零价铁法等技术,是被广泛研究与应用的一项废水处理技术。生物难降解废水,如染料、印染、农药、制药等工业废水的处理可以用微电解为预处理手段,从而实现大分子有机污染物的断链、发色与助色基团的脱色,提高废水的可生化性,便于后续生化反应的进行,2017/12/16,原理,在电极反应的基础上,微电解降解水中污染物的可能的作用机理有下面五种。1.电场作用微电池产生微电场,废水中分散的胶体颗粒、极性分子、细小污染物受微电场的作用后
12、形成电泳,向相反电荷的电极方向移动,聚集在电极上,形成大颗粒沉淀,使COD降低。,2017/12/16,2.铁的还原作用铁是活泼金属,在酸性条件下可使一些重金属离子和有机物还原为还原态。铁的还原作用使废水中重金属离子转变为单质或沉淀物而被除去,使一些大分子染料降解为小分子无色物质,具有脱色作用,同时提高了废水的可生化性。,2017/12/16,3.氢的氧化还原作用电极反应中得到的新生态氢具有较大的活性,能与废水中许多组分发生氧化还原作用,破坏发色、助色基团的结构,使偶氮键破裂、大分子分解为小分子、硝基化合物还原为胺基化合物,达到脱色的目的,2017/12/16,4.铁离子的络合作用从阳极得到的
13、Fe2+在有氧和碱性条件下,会生成Fe(OH)2和Fe(OH)3生成的Fe(OH)3可能水解生成Fe(OH)2+、Fe(OH)+2等络离子,具有很强的絮凝功能,吸附水中不溶性物质,使废水得到净化。,2017/12/16,5.电子传递作用铁是生物氧化酶中细胞色素的重要组成部分,通过Fe2+、Fe3+之间的氧化还原反应进行电子传递。微电解出水中新生态的铁离子能参与这种电子传递,对生化反应有促进作用,提高了生化反应速度。,2017/12/16,工艺流程,2017/12/16,微电解技术的优势,能有效分解难降解的工业废水处理效果显著投资少运行费用低实用性强,2017/12/16,微电解技术在实际工程中的应用,2017/12/16,对于微电解处理技术的思考,容易发生铁泥堵塞。反冲洗可减缓铁泥堵塞，但解决不了效果下降问题,往往需要更换填料,而在在实际工程中更换填料工作量很大。微电解大都是采用固定式的铁碳床工艺， 而铁碳床的板结是一个非常令人头痛的问题,2017/12/16,谢谢！,
