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1、3水处理技术简介3.1热交换水技术热交换器可以调节反渗透给水温度，保证反渗透的产水量和保护反渗透膜。由于在一定范围内，反渗透膜的出水量与入水温度成正比，温度每下降1，出水量下降3-5%，同时反渗透膜的入水温度小于5时会破坏反渗透膜的结构，且生产厂家对此不做质量保证。而有些地区冬季寒冷，原水水温影响了反渗透的正常出水量，故此需要添加该装置保证出水量和保护反渗透膜。3.2絮凝剂添加水处理技术天然水中除含有泥沙外，通常还含有颗粒很细的尘土、腐殖质、淀粉、纤维素以及菌、藻等微生物。这些杂质与水形成溶胶状态的胶体颗粒，由于布朗运动和静电排斥力而呈现沉降稳定性和聚合稳定性，通常不能用重力自然沉降的办法除去
2、。根据测定，胶体沉降1米需200年。胶体的尺寸约为10-4-10-6mm，对于粒状的微粒，则以103-109个原子构成的微粒划为胶体，这包括大分子在内。胶体的特殊性质的根源在于它的巨大的比表面积。水中胶体颗粒是由几十到数千个分子结合而成的胶核，胶体由胶核和胶核表面的电位离子层，以及通过静电作用吸引到胶核周围的反离子吸附层和反离子扩散层组成。反离子扩散层的厚度相对于胶核、电位离子层和反离子吸附层要厚得多。当水中高价电解质浓度增大，离子价数增高，即离子强度增大时，反离子扩散层的厚度随之减小，胶体间的排斥作用就减弱，胶体间就会发生凝聚。当加入少量高分子电解质时，不仅使胶体发生凝聚，同时进一步形成絮凝
3、。这是因为胶体对高分子物质有强烈的吸附作用，高分子链像各胶粒间的桥梁，将胶粒连接在一起，最终沉降下来。胶体脱稳过程往往是凝聚作用和絮凝作用同时发生，所以总称为混凝，具有混凝作用的药剂称为混凝剂。影响混凝效果的因素有：水温：由于无机盐类混凝剂溶于水是吸热反应，故水温高有利于溶解。另外水温低，水的粘度增大，胶体布朗运动减弱，絮凝体的成长受到阻碍。PH值和碱度：无机盐类混凝剂对水的PH值有一定的要求，当水中有足够的HCO3- 碱度时，对PH值有一定的缓冲作用。例如铝盐要求PH值在5.5-8.5之间，高或低都会影响效果。而铁盐要求PH值在大于8.5。水质的影响：水中浊度较低时，必需投加大量混凝剂。水中
4、浊度较高时，投加量要适当，投加过量效果反而效果不好。如果水中含有大量有机物质，会吸附到胶粒表面，减弱混凝效果。水力条件：加入地点及加入后的混和效果，在加药点和澄清设备中形成的水力条件等也影响混凝效果。常用的混凝剂有聚合氯化铝和聚合铁。聚合氯化铝对于高浊度、低浊度，高色度及低温水都有较好的混凝效果。适用PH值范围5-9。聚合铁形成矾花速度快、颗粒大且重，适用PH值范围4-11，PH值范围5-8时最好。凝聚剂的用量和凝聚条件需要用凝聚试验来确定。将各种不同剂量的凝聚剂混合于装有一定量水的烧杯中，搅拌、静置，观察并评价混凝效果。3.3多介质过滤水处理技术天然水，特别是地面水，常含有大量大颗粒悬浮物质
5、，如泥沙、粘土、有机物等，这些杂质的存在，不仅增加后置的精处理设备的负担，而且对精处理设备也会造成危害。例如反渗透、电渗析、离子交换床等都有可能被这些杂质污堵。对于这部分杂质的去除，通常采用多介质过滤，对于原水胶体含量较高的原水，有时还要加絮凝剂。在多介质过滤器里，不同粒径，不同材料的滤料（通常是石英砂、锰砂等）由上到下、由小而大依次排列。当水从上流经滤料时，水中部分的固体悬浮物进入上层滤料形成的微小孔眼，受到吸附和机械阻留作用被滤料的表层所截留。同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥等作用，就好象在滤层的表面形成一层薄膜，继续过滤着水中的悬浮物质，这就是所谓滤料表面层的薄膜过滤。这种过
6、滤作用不仅滤层表面有，而当水进入中间滤层也有这种截留作用，为区别于表面层的过滤，称为渗透过滤作用。此外，由于滤料彼此之间紧密地排列，水中的悬浮物颗粒流经滤料层中那些曲曲弯弯的孔道时，就有着更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触，于是，水中的悬浮物就在滤料表面粘附，即接触过滤 。通过多介质过滤，将水中细小颗粒杂质截留下来，从而使水落石出得到进一步的澄清和净化，把水的浊度降低。过滤还可使水中的有机物质、细菌、病毒等随着浊度的降低而被大量去除，并为滤后的消毒创造了良好的条件。在多介质过滤器运行一段时间后，由于表层截留了大量悬浮杂质，流经的水的压力损失将增大，并且部分截留物质可能透过滤层，污染出水水
7、质。因此，多介质过滤器需定期反冲洗，以除去截留物。反冲洗的周期随入水浊度的增加而缩短，要在运行中根据实践经验制定。反冲洗流速一般要高于运行流速，该值需要通过观察反冲效果调速。多介质过滤器运行较长时间时，会有部分滤料被反冲水冲洗掉，因此需定期（一般1年）检查，必要时补充或更换滤料。滤料的主要性能与过滤效果的关系：滤料粒度滤料的粒径太大，细小悬浮物容易穿透滤层，出水水质差；粒径太小，杂质的穿透能力差，滤层中的污泥局部集中，滤层堵塞快，水流阻力大，过滤能耗高，过滤周期短，所以滤料的粒径必须合适，过大过小均不好。同时滤料的不均匀性对设备的清洗也有影响，因为滤料颗粒差别太大会使反冲洗操作发生困难，如为使
8、冲洗流速达到粗大颗粒松动时，细小滤料可能被水流带出过滤设备而流失。反之，若保证细小滤料不流失，必须降低冲洗流速，这时粗大滤料又松动不起来，冲洗效果差。滤层厚度 滤层的厚度过低，水中杂质容易穿透滤层，反冲洗周期短，操作复杂，如果滤层厚度过高，会造成过滤设备体积庞大投资高，同时反冲洗比较困难，所以滤层的高度也不是越高越好。滤层的孔隙率 滤层的孔隙是水流通道，又是贮泥空间，过大的孔隙率，悬浮杂质易穿透；过小的孔隙率，则贮泥空间小，过滤周期短，水流阻力大。滤料的排列方式滤层根据滤料装填种类的数量分为单过滤器、双层过滤器、多介质过滤器，单层滤料过滤器在水流反冲洗水力分级以后，粒径小的滤料在上层，越往下层
9、粒径过大。因此由上而下滤层的截污能力逐渐减弱，水流自上而下地在滤层孔隙间行进过程中，杂质首先接触到的是截污能力最强的细滤料，由于下层滤料比上层要粗，其截留能力不及上层，会造成污泥绝大部分堆积在上层，导致局部阻力增长过快，所以其出水水质差，过滤周期短。双层滤料过滤器或多介质过滤器中的滤料层是密度小颗粒大的在上，密度大颗料小的在下，这种滤床水力反冲洗分层后，密度大的细滤料在底层，密度小的粗料在上层，滤料沿程从粗到细，截能力沿程渐增，因而实现了整层滤料截污能力与残留杂质除去难度的最佳匹配。这种滤床性能优越，截污容量大，过滤周期长，出水水质好，水头损失增长速度慢，但在实际应用中滤料的层数不是越多越好，
10、层数太多一是设备投资大二是增加反洗的难度，因而需要经济与技术的合理搭配。过滤设备相关运行参数滤速单层机械过滤器为8-10m/h，双层过滤器为10-14 m/h，多介质过滤器为18-20 m/h。反洗反洗相关条件如下滤层 冲洗强度（L/ m2。s） 膨胀率 冲洗时间(min)单层 12-15 -45% 5-7双层 13-16 -50% 6-8多介质 15-19 6-7汽水联合反洗反洗水气联合清洗时,颗粒相互冲撞和磨擦的作用强烈,因而效率高。气洗强度一般为10-25 L/ m2。S，水反冲洗强度一般为8-16 L/ m2。S。3.4活性炭过滤技术活性炭过滤用以脱除水中的微量污染物和对反渗透膜产生损
11、害的游离氯。活性炭是一种非极性吸附剂，外观为暗黑色，粒状。主要成分碳、氧、硫、氢，具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可以耐强酸、强碱，能经受水浸、高温、高压作用，不易破碎。活性炭是用动植物、煤、石油及其它有机物作原料，经加热脱水、炭化、活化制成的。具有巨大的比表面积和发达的微孔，微孔直径为2030埃。此外，活性炭的表面有大量的羟基和羧基官能团，可以对各种性质的有机物进行化学吸附、以及静电引力作用。因此，可以脱色，除臭味，脱除重金属、各种溶解性有机物、放射性元素、胶体及游离氯等。活性炭过滤器在运行过程中需要定期反冲洗，以恢复一定的过滤能力；并配有高温消毒装置，杀灭活性炭中存留的的细菌。运行较长
12、时间时，会有部分滤料形成的粉末被反冲水冲洗掉，因此需定期（一般1年）检查，必要时补充滤料。运行更长时间(视原水水质而定，一般为2-3年)后，活性炭滤料会部分或全部失效，此时需进行再生处理或彻底更换滤料。3.5阻垢剂添加水处理技术反渗透的工作过程中浓水受浓缩后各种离子浓度将成培增加。自然水源中Ca2 、Mg2 、Ba2 、Sr 2、SiO2 、SO42-、O3-等倾向于产生结垢的离子深度积一般都小于其平衡常数，所以不会有结垢出现，但经浓缩后，各种离子的浓度积都有可能大大超过平衡常数，因此会产生严重的结垢。采用加药阻垢的方法是目前常用的防止反渗透膜污染的一种方法，其设备简单，操作容易。这种方法是通
13、过延缓盐晶体成长来推迟沉淀过程，促使晶体不会形成一定大小和足够的浓度而沉降下来。大多数阻垢剂还有一定的分散作用，防止颗粒聚集成足以沉积下来的大颗粒，也就是说反渗透浓水中难溶盐还来不及沉积在膜表面上，已随浓水排出反渗透设备之外。阻垢剂的选择常用阻垢剂许多常用的含有（-COOH）或（PO4）基团分子组成，低分子重量的聚丙烯酸酯分子含有多个（-COOH）基团，它们能极好阻止碳酸盐垢的形成，但作为分散剂作用上有定局限。六偏磷酸钠（SHMP）它是低成本的阻垢剂，缺点是不稳定，混合溶解困难，如果它每三天不再混合一次，则六偏磷酸盐会水解成磷酸盐，在PH中性或碱性状态下，会与钙离子形成磷酸钙沉淀，该传统阻垢剂
14、已日益被其它阻垢剂代替。有机磷酸盐它是在SHMP基础上改进，它更稳定，类似SHMP具用稳定和分散作用。但又与SHMP不同，其官能基团相互吸引。高分子量的聚丙烯酸酯它是最好的分散剂，不过，其阻垢性能方面不如低分子重量的聚丙烯酸酯。混合阻垢剂比单一化学阻垢剂具有的优点是：使用单一化学阻垢剂，如果加入量太大，就可能导致阻垢剂与水中多价阳离子形成结垢析出；而对混合阻垢剂，一种阻垢剂会阻止另一种阻垢剂的沉积，同时每种阻垢剂的单独成分浓度也小一些。阻垢剂加药量阻垢剂的加药量与原水水质、阻垢剂的类型、水的PH值、温度等有关，因而很难准确计算阻垢剂的加药量，一般原水中投加的阻垢剂量为3-5mg/l,当加药量过
15、大,有的阻垢剂会在反渗透膜中浓缩后结垢污染反渗透膜,如果药量过小则,难以防止难溶盐在反渗透膜表面结垢。实际应用中一般根据厂家的阻垢剂使用说明向原水加适量的阻垢剂。3.6反渗透水处理技术简介反渗透是60年代发展起来的一项新的薄膜分离技术，是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。渗透是一种物理现象，当两种含有不同盐类浓度的溶液用一张半透膜隔开时会发现，含盐量少的一边的溶剂分会自发地向含盐量高的一侧流动，这个过程叫做渗透。渗透直到两侧的液位差（即压力差）达到一个定值时，渗透停止，此时的压力差叫渗透压。渗透压只与溶液的种类、盐浓度和温度有关，而与半透膜无关。一般说来，盐浓度越高，渗透压越高。渗透平衡时，如果在浓溶液侧施加一个压力，那么浓侧的溶剂会在压力作用下向淡水一侧渗透，这个渗透由于与自然渗透相反，故叫反渗透（Reverse Osmosis)（参见下页反渗透示意图）。利用反渗透技术，我们可以用压力使溶质与溶剂分离（参见下页净水过程示意图）。反渗透膜反渗透膜是反渗透技术的核心。用作反渗透材料的高分子或其它物质多于几百种，按反渗透膜的材质、成膜工艺和结构可归纳为四类： 非对称反渗透膜非对称反渗透膜的结构特征是二层结构，上面一层叫致密脱盐层，下面一层叫多孔支撑层。真正起脱盐作用的是致密层最上面厚约0.1-
