電滲析技巧從五十年代確立以來,在工程技巧使用進(jìn)程中快速崛起,在海水淡化苦淡水脫鹽、海水稀釋制鹽、廢水處置以及食品、醫(yī)藥、電子、電力等行業(yè)中所起的作用日積月累。它以許多優(yōu)秀的使用實(shí)例,證明了其在技巧上的*性以及其他別離辦法所不能替代的若干優(yōu)越的特點(diǎn)。如今正在開發(fā)和將著手開發(fā)的若干神功妙用,更是絢麗多彩。我國是從1958年開端電滲析工程的探討開發(fā)任務(wù),屬于世界上起步較早的國度之一。
它有如下四方面的用處:
1、從電解質(zhì)溶液中別離出局部離子,使電解質(zhì)溶液濃度降低。如海水淡化、苦淡水淡化、制取工業(yè)用純水或飲用純潔水、放射性廢水處置等。
2、把溶液中局部電解質(zhì)、離子轉(zhuǎn)移到另一溶液中去,并使其濃度增高。如海水稀釋制、化工產(chǎn)物的精制、工業(yè)殘液中有用成分的回收等。
3、從無機(jī)溶液中去除電解質(zhì)離子。目前重要用于食品和醫(yī)藥工業(yè)。在乳清脫鹽、糖類脫鹽和氨基酸精制中使用非常成功。
4、電解質(zhì)溶液中,同電性但具有不同電荷的離子的別離和異性電荷離子的別離,只允許一價(jià)離子透過的離子交流膜稀釋海水制鹽,是前者工業(yè)化使用的實(shí)例。
它有如下五方面的特點(diǎn):
1、耗能低,經(jīng)濟(jì)效益明顯。理論證實(shí)將2000-5000mg/L的苦淡水脫鹽至5000mg/L的飲用水是*經(jīng)濟(jì)的。
2、零碎使用靈敏,操作維修方便按照不同的要求請求,能夠靈敏地采用不同方式的零碎設(shè)計(jì),并聯(lián)可減產(chǎn)水量,串聯(lián)可進(jìn)步脫鹽率,循環(huán)或局部循環(huán)可延長工藝流程。在運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)程中,控制電壓、電流、濃度、流量、壓力與溫度幾個(gè)重要參數(shù),可確保穩(wěn)固運(yùn)轉(zhuǎn)。
3、不凈化環(huán)境
4、運(yùn)用壽命長。膜普通可用3-5年,電極可用7-8年,隔板可用15年左右
5、原水率高。海水、高濃度苦淡水回收率可到達(dá)60%以上。普通苦淡水回收率可達(dá)65%-80%。
廢水處理方法的分類:
在目前的生產(chǎn)水平條件下,工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生廢水和生活污水是不可避免的。為保證水體不被污染就須對這些廢水在排入水體之前加以處理。清除各種污染物有多種方法,這些方法是針對不同性質(zhì)和形式的污染物而建立的。按照這些方法的不同機(jī)理可以分為下面四種類型。
(1) 物理方法
通過物理作用來清除廢水中的污染物稱為物理處理法。常用的方法是利用過濾、沉淀、浮選等技術(shù)分離廢水中的懸浮污染物。
通過一些化學(xué)反應(yīng)清除廢水中污染物質(zhì)或使其轉(zhuǎn)化為其它物質(zhì)從而化有害為無害、有毒為無毒等,稱為化學(xué)處理法。常用的方法有中和法、氧化法、凝聚法、石灰解析法等。
① 中和法主要用來除廢水的酸、堿性。
② 氧化法主要是通過氧化作用加速污染物的降解和轉(zhuǎn)化。一般有三種方式:一是空氣氧化法,即將廢水暴露在空氣中,利用空氣氧化;二是化學(xué)氧化法,即在廢水中加高錳酸鉀、液氯、臭氧等強(qiáng)氧化劑使其發(fā)生氧化反應(yīng);三是電解氧化法,即利用電解的基本原理,使廢水中有害物質(zhì)通過電解過程,在陰陽兩級分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng),以消除污染物質(zhì)。
③ 化學(xué)凝聚法這是處理廢水常用的一種方法。當(dāng)廢水中含有許多膠體物質(zhì),用物理方法不易除去時(shí),常加凝聚劑,如硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵、明礬、鋁酸鈉、氧化鐵等,以清除膠體帶的電荷,使之變成絮狀,迅速下沉。
④ 電解凝聚法電解凝聚法與化學(xué)凝聚法基本相同,即清除膠體上的電荷,使其發(fā)生凝聚作用。不過,后者是促使膠體下沉,前者是促使肢體聚集于液體表面。電解凝聚法常用于去除廢水中的乳化油。通過電解作用使陽極電板上產(chǎn)生礬花,即氫氧化鐵,陰極產(chǎn)生氫氣。礬花和氣體氣泡不斷上升,將乳化油帶至液面產(chǎn)生凝聚、吸附和浮托等作用,因此又稱電浮選法。
(3) 物理化學(xué)法
物理化學(xué)法有離子交換法、吸附法、萃取法、分離技術(shù)等。
① 離子交換法這個(gè)方法是使硬水軟化的傳統(tǒng)方法,現(xiàn)在是深度處理廢水和回收其中有用物質(zhì)的重要方法之一。常用于除去或回收廢水中的重金屬。即利用離子交換作用,把廢水中希望除去的或回收的陽離子或交換,如:RH+M+=RM+H+
RH——交換樹脂
M+——金屬交換離子
R——樹脂母體
然后用水或其它液體淋洗樹脂,將其中重金屬洗出,樹脂復(fù)原。
離子交換樹脂有天然和人工合成產(chǎn)物兩種。此外,天然的蒙脫石、沸石、多水高嶺土和伊利石等均有離子交換吸附能力,也可用于處理廢水,并具有來源容易、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
②吸附法吸附法是采用固體多孔吸附劑,吸附廢水中的味、臭、色、油、酚等污染物的處理方法。屬于這類吸附劑的有活性炭、活性硅石、硅酸、白土、蒙脫石、氧化鋁和骨粉等。
③萃取法采用某種有機(jī)溶劑,從廢水中除去或回收可溶于該溶劑中的污染物的處理方法,例如,用重質(zhì)苯、異丙醚等革取廢水中的酚。
臭氧消毒:
臭氧是強(qiáng)氧化劑,臭氧化和氯化一樣,既起消毒的作用,也起氧化作用,但是臭氧的消毒能力和氧化性都比氯強(qiáng),能氧化水中的有機(jī)物,并能殺死病毒、芽孢及細(xì)菌。臭氧都是在現(xiàn)場用空氣或純氧通過臭氧發(fā)生器制取,產(chǎn)率分別為1%-3%和2%-6%。
臭氧作為消毒劑的歷史幾乎和氯一樣長,1906年法國尼斯的水廠首次使用臭氧對飲用水進(jìn)行消毒,美國的工程師于20世紀(jì)70年代初開始用臭氧代替氯消毒污水。根據(jù)目前的研究可以發(fā)現(xiàn):(1) 臭氧消毒反應(yīng)迅速,殺菌效率高,同時(shí)能有效地去除水中殘留有機(jī)物、色、嗅、味等,受PH值、溫度的影響很小。(2) 臭氧能夠減少水中THMs等鹵代烷類消毒副產(chǎn)物的生成量。(3) 臭氧消毒可以降低水中總有機(jī)鹵化物的濃度。
雖然
臭氧消毒本身不產(chǎn)生鹵代烷和總有機(jī)鹵,但是生成的其他消毒副產(chǎn)物如醛、酮、醇等若經(jīng)氯化,會產(chǎn)生三鹵甲烷。據(jù)報(bào)道,在世界各種水體中已檢測出的有機(jī)化合物共有2221種。臭氧能和多種有機(jī)物反應(yīng),生成一系列中間產(chǎn)物,大體可分為有機(jī)副產(chǎn)物和無機(jī)副產(chǎn)物兩類[2]。有機(jī)副產(chǎn)物以甲醛為代表,有報(bào)道說甲醛是致癌物質(zhì)。*受關(guān)注的無機(jī)副產(chǎn)物是溴酸根,國際癌研究部門(IARC)將溴酸根分類為致癌性2B,即可能致癌物。因?yàn)槌粞踉谒械娜芙舛葮O小,且易分解、穩(wěn)定性差,幾乎沒有殘余消毒能力,所以普遍將臭氧與其它消毒劑聯(lián)合使用作為控制THMs等有害消毒副產(chǎn)物的優(yōu)選方法。據(jù)1982年的報(bào)道,全世界采用臭氧化處理的水廠在1100座以上,其中用臭氧做*消毒劑的,除歐洲有少數(shù)外,美國和加拿大僅各有一座,其它都輔以氯或氯胺消毒,以保證水中的剩余消毒劑。另外由于臭氧穩(wěn)定性差容易分解為氧氣,故不能瓶裝貯存和運(yùn)輸,須現(xiàn)場制備及時(shí)使用,設(shè)備投資大,電耗大,成本較高;運(yùn)行管理比較復(fù)雜