工業(yè)水處理是生產(chǎn)清潔水所必需的,清潔水是一種對生命至關(guān)重要的資源,也是從紡織品到藥品等產(chǎn)品的關(guān)鍵成分。
在實(shí)踐中,現(xiàn)代工業(yè)水處理設(shè)施加速了凈化水的自然過程。這些設(shè)施可以為消費(fèi)、制造目的甚至安全處置準(zhǔn)備水。為此,設(shè)施可以利用各種水處理技術(shù)、技術(shù)和工業(yè)軟件。
目前,隨著工業(yè) 4.0技術(shù)和其他創(chuàng)新幫助水處理更加高效和有效,水處理行業(yè)也正在發(fā)生重大轉(zhuǎn)變。
初級(jí)處理
所有的水處理設(shè)施都是從某種形式的未經(jīng)處理的水開始的。根據(jù)設(shè)施的不同,這可能是住宅廢水、工業(yè)廢水、原水(環(huán)境中自然產(chǎn)生的未經(jīng)處理的水)或另一種需要處理的未經(jīng)處理的水。
進(jìn)水系統(tǒng)將這些水吸入設(shè)施本身,通常使用重力或動(dòng)力水泵。水流過金屬篩網(wǎng)或格柵,以防止可能損壞處理設(shè)備的大型物體(如棍棒或抹布)進(jìn)入系統(tǒng)。
接下來,一些系統(tǒng)會(huì)將水送到沉砂池,從水中去除沙子、礫石和小石頭等固體。這些腔室通常在處理原水或住宅廢水的廢水設(shè)施中更為常見,特別是在沙子或礫石污染水的社區(qū)中。
接下來,水將進(jìn)入澄清系統(tǒng)。該系統(tǒng)強(qiáng)制水通過去除懸浮固體的多步驟過程。
某些固體可能需要使用特殊的澄清技術(shù)從水中去除。石灰軟化是一種通過沉淀去除硬度(鈣和鎂鹽沉積物)的流行技術(shù),例如,也可用于從廢水中去除顆粒狀二氧化硅。
具體的技術(shù)和系統(tǒng)通常取決于當(dāng)?shù)氐乃畻l件——或者該地區(qū)的水受到的污染類型。
水通過設(shè)施的澄清系統(tǒng)后,未處理水中存在的大部分無機(jī)固體物質(zhì)已被去除。
然而,離開初級(jí)處理系統(tǒng)的水仍然可能含有有機(jī)物,處理系統(tǒng)需要在水準(zhǔn)備好用于消費(fèi)或處置之前去除這些有機(jī)物。
二次處理
各種系統(tǒng)將幫助水處理設(shè)施從水中去除有機(jī)污染物。
例如,在廢水處理設(shè)施中,二級(jí)處理通常由使用滴濾器和“活性污泥法”的兩部分處理系統(tǒng)組成。該工藝也用于處理工業(yè)廢水。
滴濾器是一層石頭,三到六英尺深,污水通過它。更現(xiàn)代的滴濾器可以使用波紋塑料或類似材料的聯(lián)鎖件來提供改進(jìn)的過濾。在任何一種情況下,滴濾器都有助于捕獲有機(jī)物并為活性污泥工藝準(zhǔn)備污水。
活性污泥法通過利用污水中已經(jīng)存在的細(xì)菌來幫助去除污水中的有機(jī)物,這些細(xì)菌能夠降解有機(jī)物并去除水中的營養(yǎng)物質(zhì)。這個(gè)過程將這些有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為能量、額外的水和二氧化碳。
這些細(xì)菌能夠去除廢水中大約 85% 的有機(jī)物,但這個(gè)過程很慢。活性污泥系統(tǒng)通過使充滿額外細(xì)菌的氧氣和污泥與廢水密切接觸來加速這一過程。熱量也可以加速這一過程,但氣候較冷的設(shè)施也可以利用活性污泥法。
其他消毒方法可能有助于支持活性污泥工藝或完全取代它。化學(xué)消毒(通常使用氯)、紫外線消毒或加熱都是市政和工業(yè)水處理廠的流行策略。
在此過程之后,水通常用氯處理,然后排放到接收水或排放到工業(yè)設(shè)施周圍的管道中。氯會(huì)殺死水中約 99% 的細(xì)菌,并有助于控制異味。脫氯過程將有助于確保排放水中不會(huì)留下多余的氯。
許多設(shè)施將在現(xiàn)場生產(chǎn)氯氣——否則,他們將被迫將大量氯氣(有時(shí)以氣態(tài)形式)運(yùn)輸和儲(chǔ)存到設(shè)施中?,F(xiàn)場制造氯氣可簡化處理并減少與氯氣相關(guān)的潛在安全隱患。
其他水處理方法
一些水處理設(shè)施可能需要處理水以解決水硬度或硫酸鹽含量等問題。這些設(shè)施可以使用石灰軟化或膜過濾來進(jìn)行澄清和軟化水。
石灰軟化
硬水會(huì)給家庭、商業(yè)建筑和工業(yè)設(shè)施的水系統(tǒng)帶來各種問題——比如熱水器結(jié)垢。一些供水設(shè)施軟化水以提高其質(zhì)量,供家庭和工業(yè)使用。
石灰軟化是用于軟化硬質(zhì)地下水的常用處理策略。水處理設(shè)施將向待處理的水中添加熟石灰(氫氧化鈣)或生石灰(氧化鈣)。
這些物質(zhì)使水的 pH 值升高到足以導(dǎo)致碳酸鈣和氫氧化鎂從導(dǎo)致水硬度的碳酸氫鹽和碳酸鹽化合物中沉淀出來。
準(zhǔn)備好石灰軟化的水的典型 pH 值在 6.5 和 8.5 之間。石灰軟化會(huì)將 pH 值提高到 10 左右。
膜過濾
膜過濾涉及使用膜從水中過濾掉顆粒。膜過濾系統(tǒng)類似于滴流過濾器或其他使用沙子和介質(zhì)過濾器的系統(tǒng),因?yàn)樗兄谌コw粒,但通常不會(huì)去除溶解的固體。
存在幾種類型的膜過濾器,包括微濾 (MF)、超濾 (UF)、反滲透 (RO) 和納濾 (NF) 膜。這些膜中的每一種都提供不同水平的水凈化。
現(xiàn)代工業(yè)水處理關(guān)鍵技術(shù)
市政和工業(yè)廢水設(shè)施都使用許多相同的技術(shù)來凈化水。
過濾、化學(xué)或生物凈化和軟化都可以在一個(gè)設(shè)施中使用,以確保水得到有效處理并可供消費(fèi)、工業(yè)使用或處置。
一些設(shè)施也可能使用紫外線或熱處理來確保水真正可以使用或消耗。
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