超滤膜论文
❶ 高流速聚醚砜超滤膜和高流速聚醚砜超滤膜的区别
高流速聚来醚砜超滤膜和高自流速聚醚砜超滤膜的区别
全球化进程加快发展,水环境污染也不断加剧,水质恶化。传统的给水处理工艺的净水能力有限,已不能满足现今去除含有有机污染物的污水净化要求,而在这方面,采用膜分离的超滤技术可以发挥其独特的作用。 超滤膜是超滤技术的核心部分,聚醚砜超滤膜以其优良的热稳定性,良好的机械强度和化学稳定性,是目前使用比较广泛的一类超滤膜。 PEG是一种应用较广的水溶性添加剂,是很好的致孔剂,将它加入聚醚砜超滤膜,可以提高聚醚砜超滤膜的纯水通量。 本论文研究了
❷ PVC中空纤维超滤膜的制备工艺
六、超滤膜在水处理应用中的工艺 1、前处理 超滤法在水处理及其他工业净化、浓缩、分离过程中,可以作为工艺过程的预处理,也可以作为工艺过程的深度处理。在广泛应用的水处理工艺过程中,常作为深度净化的手段。根据中空纤维超滤膜的特性,有一定的供水前处理要求。因为水中的悬浮物、胶体、微生物和其他杂质会附于膜表面,而使膜受到污染。由于超滤膜水通量比较大,被截留杂质在膜表面上的浓度迅速增大产生所谓浓度极化现象,更为严重的是有一些很细小的微粒会进入膜孔内而堵塞水通道。另外,水中微生物及其新陈代谢产物生成粘性物质也会附着在膜表面。这些因素都会导致超滤膜透水率的下降以及分离性能的变化。同时对超滤供水温度、PH值和浓度等也有一定限度的要求。因此对超滤供水必须进行适当的预处理和调整水质,满足供水要求条件,以延长超滤膜的使用寿命,降低水处理的费用。 A、微生物(细菌、藻类)的杀灭: 当水中含有微生物时,在进入前处理系统后,部分被截留微生物可能粘附在前处理系统,如多介质过滤器的介质表面。当粘附在超滤膜表面时生长繁殖,可能使微孔完全堵塞,甚至使中空纤维内腔完全堵塞。微生物的存在对中空纤维超滤膜的危害性是极为严重的。除去原水中的细菌及藻类等微生物必须重视。在水处理工程中通常加入NaClO、O3等氧化剂,浓度一般为1~5mg/l。此外,紫外杀菌也可使用。在实验室中对中空纤维超滤膜组件进行灭菌处理,可以用双氧水(H2O2)或者高锰酸钾水溶液循环处理30~60min。杀灭微生物处理仅可杀灭微生物,但并不能从水中去除微生物,仅仅防止了微生物的滋长。 B、降低进水混浊度: 当水中含有悬浮物、胶体、微生物和其他杂质时,都会使水产生一定程度的混浊,该混浊物对透过光线会产生阻碍作用,这种光学效应与杂质的多少,大小及形状有关系。衡量水的混浊度一般以蚀度表示,并规定1mg/lSiO2所产生的浊度为1度,度数越大,说明含杂量越多。在不同领域对供水浊度有不同的要求,例如,对一般生活用水,浊度不应大于5度。由于浊度的测量是把光线透过原水测量被水中颗粒物反射出的光量、颜色、不透明性,颗粒的大小、数量和形状均影响测定,浊度与悬浮物固体的关系是随机的。对于小于若干微米的微粒,浊度并不能反映。 在膜法处理中,精密的微结构,截留分子级甚至离子级的微粒,用浊度来反映水质明显是不精确的。为了预测原水污染的倾向,开发了SDI值试验。 SDI值主要用于检测水中胶体和悬浮物等微粒的多少,是表征系统进水水质的重要指标。SDI值的确定方法一般是用孔径为0.45μm微孔滤膜在0.21MPa恒定水流压水力下,首先记录通水开始滤过500ml水样所需的时间t0,然后在相同条件下继续通水15min,再次记录滤过500ml 水样所需时间t15,然后根据下式计算: SDI=(1-t0/t15)×100/15 水中SDI的值的大小大致可反映胶体污染程度。井水的SDI<3,地表水SDI在5以上,SDI极限值为6.66……,即需进行预处理。 超滤技术对SDI值的降低最为有效,经中空纤维超滤膜处理水的SDI=0,但当SDI过大时,特别是较大颗粒对中空纤维超滤膜有严重的污染,在超滤工艺中,必须进行预处理,即采用石英砂、活性炭或装有多种滤料的过滤器过滤,至于采取何种处理工艺尚无固定的模式,这是因为供水来源不同,因而预处理方法也各异。例如,对于具有较低浊度的自来水或地下水,采用5~10μm的精密过滤器(如蜂房式、熔喷式及PE烧结管等),一般可降低到5左右。在精密过滤器之前,还必须投加絮凝剂和放置双层或多层介质过滤器过滤,一般情况下,过滤速度不超过10m/h,以7~8m/h为宜,滤水速度越慢,过滤水质量越好。 C、悬浮物和胶体物质的去除: 对于粒径5μm以上的杂质,可以选用5μm过滤精度的滤器去除,但对于0.3~5μm间的微细颗粒和胶体,利用上述常规的过滤技术很难去除。虽然超滤对这些微粒和胶体有绝对的去除作用,但对中空纤维超滤膜的危害是极为严重的。特别是胶体粒子带有电荷,是物质分子和离子的聚合体,胶体所以能在水中稳定存在,主要是同性电荷的胶体粒子相互排斥的结果。向原水中加入与胶体粒子电性相反的荷电物质(絮凝剂)以打破胶体粒子的稳定性,使带荷电的胶体粒子中和成电中性而使分散的胶体粒子凝聚成大的团块,而后利用过滤或沉降便可以比较容易去除。常用的絮凝剂有无机电解质,如硫酸铝、聚合氯化铝、硫酸亚铁和氯化铁。有机絮凝剂如聚丙稀酰胺、聚丙稀酸钠、聚乙稀亚胺等。由于有机絮凝剂高分子聚合物能通过中和胶粒表面电荷,形成氢键和“搭桥”使凝聚沉降在短时间内完成,从而使水质得到较大改善,故近年来高分子絮凝剂有取代无机絮凝剂的趋势。 在絮凝剂加入的同时,可加入助凝剂,如PH调节剂石灰、碳酸钠、氧化剂氯和漂白粉,加固剂水下班及吸附剂聚丙稀酰胺等,提高混凝效果。 絮凝剂常配制成水溶液,利用计量泵加入,也可使用安装在供水管道上的喷射器直接将其只入水处理系统。 D、可溶性有机物的去除: 可溶性有机物用絮凝沉降、多介质过滤以及超滤均无法彻底去除。目前多采用氧化法或者吸咐法。(1)氧化法 利用氯或次氯酸钠(NaClO)进行氧化,对除去可溶性有机物效果比较好,另外臭氧(O3)和高锰酸钾(KMnO4)也是比较好的氧化剂,但成本略高。(2)吸附法 利用活性炭或大孔吸附树脂可以有效除去可溶性有机物。但对于难以吸附的醇、酚等仍需采用氧化法处理。 E、供水水质调整:(1)供水温度的调整 超滤膜透水性能的发挥与温度高低有直接的关系,超滤膜组件标定的透水速率一般是用纯水在25℃条件下测试的,超滤膜的透水速率与温度成正比,温度系数约为0.02/1℃,即温度每升高1℃,透水速率约相应增加2.0%。因此当供水温度较低时(如<5℃),可采用某种升温措施,使其在较高温度下运行,以提高工作效率。但当温度过高时,同样对膜不利,会导致膜性能的变化,对此,可采用冷却措施,降低供水温度。(2)供水PH值的调整 用不同材料制成的超滤膜对PH值的适应范围不同,例如醋酸纤维素适合PH=4~6,PAN和PVDF等膜,可在PH=2~12的范围内使用,如果进水超过使用范围,需要加以调整,目前常用的PH调节剂主要有酸(HCl 和H2SO4)等和碱(NaOH等)。 由于溶液中无机盐可以透过超滤膜,不存在无机盐的浓度极化和结垢问题,因此在预处理水质调整过程中一般不考虑它们对膜的影响,而重点防范的是胶质层的生成、膜污染和堵塞的问题。
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概述
人类的活动会使大量的工业、农业和生活废弃物排入水中,使水受到污染。目前,全世界每年约有4200多亿立方米的污水排入江河湖海,污染了5.5万亿立方米的淡水,这相当于全球径流总量的14%以上。
1984年颁布的中华人民共和国水污染防治法中为“水污染”下了明确的定义,即水体因某种物质的介入,而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变,从而影响水的有效利用,危害人体健康或者破坏生态环境,造成水质恶化的现象称为水污染。
分类
水的污染有两类:一类是自然污染;另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。
污染物主要有:(1)未经处理而排放的工业废水;(2)未经处理而排放的生活污水;(3)大量使用化肥、农药、除草剂的农田污水;(4)堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾;(5)水土流失;(6)矿山污水。
有关数据
据环境部门监测,全国城镇每天至少有 1 亿吨污水未经处理直接排入水体。全国七大水系中一半以上河段水质受到污染,全国 1/3 的水体不适于鱼类生存,1/4 的水体不适于灌溉,90% 的城市水域污染严重,50% 的城镇水源不符合饮用水标准,40% 的水源已不能饮用,南方城市总缺水量的 60% — 70% 是由于水源污染造成的。
截至 1996 年底,全国 600 余座城市年排水量为 353 亿立方米,处理量为 83 亿立方米,处理率仅 23%。城市市政系统年纳污水 209 亿立方米,建有城市污水处理厂 153 座,集中处理量为 23.8 亿立方米,处理率为 11.4%。尽管全国每年新增城市污水处理能力 3 亿立方米,但仍以每年处理能力缺口 21 亿立方米的速度在不断增大。
《国家环境保护“九五”计划和 2010 年远景目标》要求,到 2002 年,全国要新增城市污水处理能力 2000 万吨/日。集中处理率达 25%。据测算,仅处理厂的配套管网投资将达 850 亿元,至 2010 年,城市集中污水处理率将达 40%。预计将新增城市污水处理厂 1000 余座。
重大污染事件
2000年1月30日,罗马尼亚境内一处金矿污水沉淀池,因积水暴涨发生温漫坝,10多万升含有大量氰化物、铜和铅等重金属的污水冲泄到多瑙河支流蒂萨河,并顺流南下,迅速汇入多瑙河向下游扩散,造成河鱼大量死亡,河水不能饮用。匈牙利、南斯拉夫等国深受其害,国民经济和人民生活都遭受一定的影响,严重破坏了多瑙河流域的生态环境,并引发了国际诉讼。
1994年7月,淮河上游的河南境内突降暴雨,颍上水库水位急骤上涨超过防洪警戒线,因此开闸泄洪将积蓄于上游一个冬春的2亿立方米水放了下来。水经之处河水泛浊,河面上泡沫密布,顿时鱼虾丧失。下游一些地方居民饮用了虽经自来水厂处理,但未能达到饮用标准的河水后,出现恶心、腹泻、呕吐等症状。经取样检验证实上游来水水质恶化,沿河各自来水厂被迫停止供水达54天之久,百万淮河民众饮水告急,不少地方花高价远途取水饮用,有些地方出现居民抢购矿泉水的场面,这就是震惊中外的"淮河水污染事件"。
水污染--全球性重大课题
随着工业进步和社会发展,水污染亦日趋严重,成了世界性的头号环境治理难题。
早在18世纪,英国由于只注重工业发展,而忽视了水资源保护,大量的工业废水废渣倾入江河,造成泰晤士河污染,已基本丧失了利用价值,从而制约了经济的发展,同时也影响到人们的健康、生存。之后经过百余年治理,投资5亿多英镑,直到20世纪70年代,泰晤士河水质才得到改善。
19世纪初,德国莱茵河也发生严重污染,德国政府为此运用严格的法律和投入大量资金致力于水资源保护,经过数十年不懈努力,在莱茵河流经的国家及欧盟共同合作治理下,才使莱茵河碧水畅流,达到饮用水标准。
近些年,水质恶化也困扰着美国人。一直以来,纽约市民以自来水质纯美而自豪,其他州的面包商甚至特地使用纽约市自来水以生产货真价实的纽约圈饼。7年前寄生虫侵入密尔沃基供水系统,造成100人死亡,40万人致病后,水质问题备受关注,如今纽约市民每天生活在饮水不净的威胁下。前年,美国总统克林顿宣布了一项投资23亿美元的清洁水行动计划,治理美国已受污染40%的水域。
虽然人们已经认识到污染江河湖泊等天然水资源的恶果,并着手进行治理,但毕竟已经遭受了巨大的损失,并将继续为此付出沉重的代价。
水质三大污染源
水污染主要由人类活动产生的污染物而造成的,它包括工业污染源,农业污染源和生活污染源三大部分。
工业废水为水域的重要污染源,具有量大、面广、成分复杂、毒性大、不易净化、难处理等特点。据1998年中国水资源公报资料显示:这一年,全国废水排放总量共539亿吨(不包括火直电流冷却水),其中,工业废水排放量409亿吨,占69%。实际上,排污水量远远超过这个数,因为许多乡镇企业工业污水排放量难以统计。
农业污染源包括牲畜粪便、农药、化肥等。农药污水中,一是有机质、植物营养物及病原微生物含量高,二是农药、化肥含量高。我国目前没开展农业面上的监测,据有关资料显示,在1亿公顷耕地和220万公顷草原上,每年使用农药110.49万吨。我国是世界上水土流失最严惩的国家之一,每年表土流失量约50亿吨,致使大量农药、化肥随表土流入江、河、湖、库,随之流失的氮、磷、钾营养元素,使2/3的湖泊受到不同程度富营养化污染的危害,造成藻类以及其他生物异常繁殖,引起水体透明度和溶解氧的变化,从而致使水质恶化。
生活污染源主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等,多为无毒的无机盐类,生活污水中含氮、磷、硫多,致病细菌多。据调查,1998年我国生活污水排放量184亿吨。
我国每年约有1/3的工业废水和90%以上的生活污水未经处理就排入水域,全国有监测的1200多条河流中,目前850多条受到污染,90%以上的城市水域也遭到污染,致使许多河段鱼虾绝迹,符合国家一级和二级水质标准的河流仅占32.2%。污染正由浅层向深层发展,地下水和近海域每水也正在受到污染,我们能够饮用和使用的水正在不知不觉地减少。
危害
日趋加剧的水污染,已对人类的生存安全构成重大威胁,成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍。据世界权威机构调查,在发展中国家,各类疾病有8%是因为饮用了不卫生的水而传播的,每年因饮用不卫生水至少造成全球2000万人死亡,因此,水污染被称作"世界头号杀手"。
我国的水污染
我国有82%的人饮用浅井和江河水,其中水质污染严惩细菌超过卫生标准的占75%,受到有机物污染的饮用水人口约1.6亿。长期以来,人们一直认为自来水是安全卫生的。但是,因为水污染,如今的自来水已不能算是卫生的了。一项调查显示,在全世界自来水中,测出的化学污染物有2221种之多,其中有些确认为致癌物或促癌物。从自来水的饮用标准看,我国尚牌较低水平,自来水目前仅能采用沉淀、过滤、加氯消毒等方法,将江河水或地下水简单加工成可饮用水。自来水加氯可有效杀除病菌,同时也会产生较多的卤代烃化合物,这些含氯有机物的含量成倍增加,是引起人类患各种胃肠癌的最大根源。目前,城市污染的成分十分复杂,受污染的水域中除重金属外,还含有甚多农药、化肥、洗涤剂等有害残留物,即使是把自来水煮沸了,上述残留物仍驱之不去,而煮沸水中增加了有害物的浓度,降低了有益于人体健康的溶解氧的含量,而且也使亚硝酸盐与三氯甲烷等致癌物增加,因此,饮用开水的安全系数也是不高的。据最新资料透露,目前我国主要大城市只有23%的居民饮用水符合卫生标准,小城镇和农村饮用水合格率更低。水污染防治当务之急,应确保饮用水合格。为此应加大水污染监控力度,设立供水水源地保护区。
危害
水体污染影响工业生产、增大设备腐蚀、影响产品质量,甚至使生产不能进行下去。水的污染,又影响人民生活,破坏生态,直接危害人的健康,损害很大。
(1)危害人的健康水污染后,通过饮水或食物链,污染物进入人体,使人急性或慢性中毒。砷、铬、铵类、笨并(a)芘等,还可诱发癌症。被寄生虫、病毒或其它致病菌污染的水,会引起多种传染病和寄生虫病。重金属污染的水,对人的健康均有危害。被镉污染的水、食物,人饮食后,会造成肾、骨骼病变,摄入硫酸镉20毫克,就会造成死亡。铅造成的中毒,引起贫血,神经错乱。六价铬有很大毒性,引起皮肤溃疡,还有致癌作用。饮用含砷的水,会发生急性或慢性中毒。砷使许多酶受到抑制或失去活性,造成机体代谢障碍,皮肤角质化,引发皮肤癌。有机磷农药会造成神经中毒,有机氯农药会在脂肪中蓄积,对人和动物的内分泌、免疫功能、生殖机能均造成危害。稠环芳烃多数具有致癌作用。氰化物也是剧毒物质,进入血液后,与细胞的色素氧化酶结合,使呼吸中断,造成呼吸衰竭窒息死亡。我们知道,世界上80%的疾病与水有关。伤寒、霍乱、胃肠炎、痢疾、传染性肝类是人类五大疾病,均由水的不洁引起。
(2)对工农业生产的危害水质污染后,工业用水必须投入更多的处理费用,造成资源、能源的浪费,食品工业用水要求更为严格,水质不合格,会使生产停顿。这也是工业企业效益不高,质量不好的因素。农业使用污水,使作物减产,品质降低,甚至使人畜受害,大片农田遭受污染,降低土壤质量。海洋污染的后果也十分严重,如石油污染,造成海鸟和海洋生物死亡。
(3)水的富营养化的危害在正常情况下,氧在水中有一定溶解度。溶解氧不仅是水生生物得以生存的条件,而且氧参加水中的各种氧化-还原反应,促进污染物转化降解,是天然水体具有自净能力的重要原因。含有大量氮、磷、钾的生活污水的排放,大量有机物在水中降解放出营养元素,促进水中藻类丛生,植物疯长,使水体通气不良,溶解氧下降,甚至出现无氧层。以致使水生植物大量死亡,水面发黑,水体发臭形成“死湖”、“死河”、“死海”,进而变成沼泽。这种现象称为水的富营养化。富营养化的水臭味大、颜色深、细菌多,这种水的水质差,不能直接利用,水中断鱼大量死亡。
保护水环境
目前,人们已意识到不能以破坏生态环境来发展经济,这样的代价太大了。我国已提出社会经济可持续发展和保护人民的身体健康的战略,对整治水域污染采取了一系列强有力的措施。我们决不能再走先污染后治理的老路,为了拥有洁净的水环境,保护水资源,当从现在做起.不然的话,将会爆发一场可怕的灾难!
我国水环境的前景令人担忧。
我国是一个水资源短缺、水灾害频繁的国家,水资源总量居世界第六位,人均占有量只有2500立方米,约为世界人均水量的1/4,在世界排第110位,已被联合国列为13个贫水国家之一。
多年来,我国水资源质量不断下降,水环境持续恶化,由于污染所导致的缺水和事故不断发生,不仅使工厂停产、农业减产甚至绝收,而且造成了不良的社会影响和较大的经济损失,严重地威胁了社会的可持续发展,威胁了人类的生存。我国七大水系的污染程度以污染程度大小进行排序,其结果为:辽河、海河、淮河、黄河、松花江、长江,其中,辽河、海河、淮河污染最重。综合考虑我国地表水资源质量现状,符合《地面水环境质量标准》的Ⅰ、Ⅱ类标准只占32.2%(河段统计),符合Ⅲ类标准的占28.9%,属于Ⅳ、Ⅴ类标准的占38.9%,如果将Ⅲ类标准也作为污染统计,则我国河流长度有67.8%被污染,约占监测河流长度的2/3,可见我国地表水资源污染非常严重
我国地表水资源污染严重,地下水资源污染也不容乐观。
我国北方五省区和海河流域地下水资源,无论是农村(包括牧区)还是城市,浅层水或深层水均遭到不同程度的污染,局部地区(主要是城市周围、排污河两侧及污水灌区)和部分城市的地下水污染比较严重,污染呈上升趋势(金传良等,1996)。
具体而言,根据北方五省区(新疆、甘肃、青海、宁夏、内蒙古)1995眼地下水监测井点的水质资料,按照《地下水质量标准》(GB/T14848-93)进行评价,结果表明,在69个城市中,Ⅰ类水质的城市不存在,Ⅱ类水质的城市只有10个,只占14.5%,Ⅲ类水质城市有22个,占31.9%,Ⅳ、Ⅵ类水质的城市有37个,占评价城市总数的53.6%,即1/2以上城市的城市地下水污染严重。至于海河流域,地下水污染更是令人触目惊心,2 015眼地下水监测井点的水质监测资料表明,符合Ⅰ-Ⅲ类水质标准仅有443眼,占评价总数的22.0%,符合Ⅳ和Ⅵ类水质标准有880和629眼,分别占评价总井数的43.7%和34.3%,即有78%的地下水遭到污染;如果用饮用水卫生标准进行评价,在评价的总井数中,仅有328眼井水质符合生活标准,只占评价总数的31.2%,另外2/3以上到监测的井水质不符合生活饮用卫生标准。
为了推动对水资源进行综合性统筹规划和管理,加强水资源保护,解决日益严峻的缺水问题,开展广泛的宣传教育以提高公众对开发和保护水资源的认识,1993年1月18日,第47届联合国大会确定自1993年起,将每年的3月22日定为世界水日。
面对严峻的缺水、水污染问题,我们应积极行动起来,珍惜每一滴水,采取节水技术、防治水污染、植树造林等多种措施,合理利用和保护水资源。
措施与建议
1. 强化对饮用水源取水口的保护
有关部门要划定水源区,在区内设置告示牌并加强取水口的绿化工作。定期组织人员进行检查。从根本杜绝污染,达到标本兼治的目的。
2. 加大城市污水和工业废水的治理力度
加快城市污水处理厂的建设对于改善我市水环境状况有着十分重要的作用。目前随着城市人口的增加和居民生活水平的提高,我市的废水排放量正在不断地增加,而城市污水处理厂却没有相应地增加,这必然会导致水环境质量的下降。因此建设更多的污水处理厂是迫在眉睫的事。
3. 加强公民的环保意识
改善环境不仅要对其进行治理,更重要的是通过各方面的宣传来增强居民的环保意识。居民的环保意识增强了。破坏环境的行为就自然减少了。
4. 实现废水资源化利用
随着经济的发展,工业的废水排放量还要增加,如果只重视末端治理,很难达到改善目前水污染状况目的,所以我们要实现废水资源化利用。
5.使用深圳“爱佳尔”牌净水器产品
中央电视台上榜的净水设施,其通过1%微米孔径超滤膜的过滤,有效滤除了水中的大分子结构的污染成分,在通过进口KDF、活性炭、远红外活化球、口感调节因子等组成的复合滤芯,使水质大大优于适合人类饮用水标准,作为家庭及公共场所净化及改善水质的低成本设施。
水资源的事例
全球十大环境污染事件- -
1、马斯河谷烟雾事件 1930年
比利时马斯河谷工业区。在这个狭窄的河谷里有炼油厂、金属厂、玻璃厂等许多工厂。12月1日到5日的几天里,河谷上空出现了很强的逆温层,致使13个大烟囱排出的烟尘无法扩散,大量有害气体积累在近地大气层,对人体造成严重伤害。一周内有60多人丧生,其中心脏病、肺病患者死亡率最高,许多牲畜死亡。这是本世纪最早记录的公害事件。
2、洛杉矶光化学烟雾事件 1943年
夏季,美 国西海岸的洛杉矶市。该市250万辆汽车每天燃烧掉1100吨汽油。汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下引起化学反应,形成浅蓝色烟雾,使该市大多市民患了眼红、头疼病。后来人们称这种污染为光化学烟雾。1955年和1970年洛杉矶又两度发生光化学烟雾事件,前者有400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死,后者使全市四分之三的人患病。
3、多诺拉烟雾事件 1948年
美国的宾夕法尼亚州多诺拉城有许多大型炼铁厂、炼锌厂和硫酸厂。1948年10月26日清晨,大雾弥漫,受反气旋和逆温控制,工厂排出的有害气体扩散不出去,全城14000人中有6000人眼痛、喉咙痛、头痛胸闷、呕吐、腹泻。17人死亡。
4、伦敦烟雾事件 1952年
自1952年以来,伦敦发生过12次大的烟雾事件,祸首是燃煤排放的粉尘和二氧化硫。 烟雾逼迫所有飞机停飞,汽车白天开灯行驶,行人走路都困难,烟雾事件使呼吸疾病患者猛增。1952年12月那一次,5天内有4000多人死亡,两个月内又有8000多人死去。
5、水俣病事件 1953 1956年
日本熊本县水俣镇一家氮肥公司排放的废水中含有汞,这些废水排入海湾后经过某些生物的转化,形成甲基汞。这些汞在海水、底泥和鱼类中富集,又经过食物链使人中毒。 当时,最先发病的是爱吃鱼的猫。中毒后的猫发疯痉挛,纷纷跳海自杀。没有几年,水俣地区连猫的踪影都不见了。1956年,出现了与猫的症状相似的病人。因为开始病因不清,所以用当地地名命名。1991年,日本环境厅公布的中毒病人仍有2248人,其中1004人死亡。
6、骨痛病事件 1955 1972年
镉是人体不需要的元素。日本富山县的一些铅锌矿在采矿和冶炼中排放废水,废水在河流中积累了重金属“镉”。人长期饮用这样的河水,食用浇灌含镉河水生产的稻谷,就会得“骨痛病”。病人骨骼严重畸形、剧痛,身长缩短,骨脆易折。
7、日本米糠油事件 1968年
先是几十万只鸡吃了有毒饲料后死亡。人们没深究毒的来源,继而在北九州一带有13000多人受害。这些鸡和人都是吃了含有多氯联苯的米糠油而遭难的。病人开始眼皮发肿,手掌出汗,全身起红疙瘩,接着肝功能下降,全身肌肉疼痛,咳嗽不止。这次事件曾使整个西日本陷入恐慌中。
8、印度博帕尔事件 1984年
12月3日,美国联合碳化公司在印度博帕尔市的农药厂因管理混乱,操作不当,致使地下储罐内剧毒的甲基异氰酸脂因压力升高而爆炸外泄。45吨毒气形成一股浓密的烟雾,以每小时5000米的速度袭击了博帕尔市区。死亡近两万人,受害20多万人,5万人失明,孕妇流产或产下死婴,受害面积40平方公里,数千头牲畜被毒死。
9、切尔诺贝利核泄漏事件 1986年
4月26日,位于乌克兰基辅市郊的切尔诺贝利核电站,由于管理不善和操作失误,4号反应堆爆炸起火,致使大量放射性物质泄漏。 西欧各国及世界大部分地区都测到了核电站泄漏出的放射性物质。31人死亡,237人受到严重放射性伤害。而且在20年内,还将有3万人可能因此患上癌症。基辅市和基辅州的中小学生全被疏散到海滨,核电站周围的庄稼全被掩埋,少收2000万吨粮食,距电站7公里内的树木全部死亡,此后半个世纪内,10公里内不能耕作放牧,100公里内不能生产牛奶…… 这次核污染飘尘给邻国也带来严重灾难。这是世界上最严重的一次核污染。
10、剧毒物污染莱茵河事件 1986年
11月1日,瑞士巴塞尔市桑多兹化工厂仓库失火,近30吨剧毒的硫化物、磷化物与含有水银的化工产品随灭火剂和水流入莱茵河。顺流而下150公里内,60多万条鱼被毒死,500公里以内河岸两侧的井水不能饮用,靠近河边的自来水厂关闭,啤酒厂停产。有毒物沉积在河底,将使莱茵河因此而“死亡”20年。
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1 改性聚四氟乙烯膜在油田含油污水处理中的动电现象 蔺爱国 石油学报(石油加工) 2007/06
2 高浓度含氟含油污水处理 徐波 内蒙古科技与经济 2007/21
3 玻璃钢罐应用于含油污水处理站 戴颂周 油气田地面工程 2007/11
4 含油污水处理自动化技术 王向阳 油气田地面工程 2007/11
5 叶轮气浮机在含油污水处理中的应用 于振民 工业水处理 2007/09
6 含油污水处理中回收水池的设计 满秀红 油气田地面工程 2007/07
7 国内油田含油污水处理现状与展望 陈斌 科技信息(科学教研) 2007/17
8 含油污水处理技术 李波 辽宁化工 2007/01
9 克拉玛依油田高含硫含油污水处理技术试验研究 李凡修 石油天然气学报(江汉石油学院学报) 2006/06
10 化学助剂对含油污水处理效果的影响研究 郭春昱 石油规划设计 2006/05
11 塔中联合站含油污水处理 王钦平 油气田地面工程 2006/07
12 用于含油污水处理的气浮旋流耦合技术研究 白志山 环境污染治理技术与设备 2006/08
13 连铸机含油污水处理新工艺及其应用 葛平 工业水处理 2006/06
14 浅析含油污水处理工程改造 白生禄 铁道劳动安全卫生与环保 2006/03
15 油轮压舱含油污水处理技术分析 王兰菊 石油化工环境保护 2006/01
16 油田含油污水处理中膜技术的研究与应用 陈兰 精细石油化工进展 2006/02
17 连铸含油污水处理新工艺的研究 潘冠英 工业水处理 2006/03
18 膜分离技术在油田含油污水处理中的应用研究进展 蔺爱国 工业水处理 2006/01
19 电气浮含油污水处理工艺工业性试验研究 张登庆 环境污染治理技术与设备 2005/11
20 铁路某机务段含油污水处理站改造工程的技术措施 朱立鹏 地下工程与隧道 2005/04
含油污水处理技术
摘 要: 介绍常用的含油废水处理技术的原理、特点及其除油设备,综述含油污水的处理方法。
关 键 词: 含油废水; 技术; 污水处理方法
含油污水的产量大,涉及的范围广,例如石油开采、石油炼制、石油化工、油品贮运、油轮事故、轮船航运、车辆清洗、机械制造、食品加工等过程中均会产生含油污水。油污染作为一种常见的污染,对环境保护和生态平衡危害极大。当今油水分离技术较多,常用的方法有重力分离法、空气浮选法、粗粒化法、过滤法、吸附法、超声波法等技术,并且新的除油技术还在不断的研发中。本文从除油器的原理及方法方面加以介绍。
1 重力分离法
重力分离法是典型的初级处理方法,是利用油和水的密度差及油和水的不相溶性,在静止或流动状态下实现油珠、悬浮物与水分离。分散在水中的油珠在浮力作用下缓慢上浮、分层,油珠上浮速度取决于油珠颗粒的大小,油与水的密度差,流动状态及流体的粘度。它们之间的关系可用stokes 和Newton 等定律来描述。
1. 1 横向流除油器[1 ]
横向流含油污水除油设备是在斜板除油器的基础上发展起来的,它由含油污水的聚结区和分离区两部分组成。含油污水首先经过交叉板型的聚结器,使小分散油珠聚并成大油珠,小颗粒固体物质絮凝成大颗粒,然后聚结长大的油珠和固体物质通过具有独特通道的横向流分离板区,而从水中分离出来。在进行油水、固体物质分离的同时,还可以进行气体(天然气) 的分离。
1. 2 波纹板聚结油水分离器[2 ]
波纹板除油原理主要是利用油、水的密度差,使油珠浮集在板的波峰处而分离去除,其关键是在于借助哈真浅池沉淀原理,制成波纹板变间距变水流流线,过水断面是变化的,水流呈扩散、收缩状态交替流动,产生了脉动(正弦) 水流,使油珠之间增加了碰撞机率,促使小油珠变大,加快油珠的上浮速度,达到油水分离的目的。
1. 3 聚集型油水分离器[3 ]
奥地利费雷公司在世界上率先开发了CPS一体化波纹板式重力加速聚集型油水分离器。该波形板是费雷公司的专利产品,以聚丙烯为基础材料,内含多种添加剂,使其具有亲油而不粘油、抗老化是特点。波纹板一块一块地叠加起来的,间距一般为6 mm(当水中悬浮物含量较高时,可采用间距12 mm 的设计) 。
1. 4 高效仰角式游离水分离器[4 ]
将卧式和立式游离水分离器相结合,采用仰角设计,克服了立式容器内油水界面覆盖面积小和卧式容器油水界面与水出口距离短,分离时间不充分的缺点。来液进口位于管式容器的上行端,水中油珠能聚结并爬高上行至顶端油出口,而水下沉至底端水出口排出。该设备仰角小于12°,长18. 3 m ,直径为1 372 mm和914 mm两种规格。
2 过滤法过滤法是将废水通过设有孔眼的装置或通过由某种颗粒介质组成的滤层,利用其截留、筛分、惯性碰撞等作用使废水中的悬浮物和油分等有害物质得以去除。常用的过滤方法有3 种:分层过滤、隔膜过滤和纤维介质过滤。膜过滤法又称为膜分离法[5 ] ,是利用微孔膜将油珠和表面活性剂截留,主要用于除去乳化油和某些溶解油。滤膜包括超滤膜、反渗透膜和混合滤膜等。膜材料包括有机膜和无机膜两种,常见的有机膜有醋酸纤维膜、聚砜膜、聚丙烯膜等,常用的无机膜有陶瓷膜、氧化铝、氧化钴、氧化钛等。乳化油处于稳定状态,用物理方法或者化学方法很难将其分离。随着膜科学的飞速发展,膜过程处理乳化油污水已逐步被人们接受并在工业中应用。
3 离心分离法
离心分离法是使装有含油废水的容器高速旋转,形成离心力场,因固体颗粒、油珠与废水的密度不同,受到的离心力也不同,达到从废水中去除固体颗粒、油珠的方法。常用的设备是水力旋流分离器。旋流分离器在液固分离方面的应用始于19 世纪40 年代,现在较为成熟,但在油/ 水分离
领域的研究要晚得多。虽然液固分离与液液分离的基本原理相同,但二者设备的几何结构却差别较大。脱油型旋流分离器起源于英国。从20 世
纪60 年代末开始,由英国南安普顿大学MartinThe w 教授领导的多相流与机械分离研究室开始水中除油旋流分离器的研究,发明了双锥双入口
型液- 液旋流分离器。在试验过程中取得满意效果。随后,Young GAB 等人设计出的与双锥型旋流器具有相同分离性能但处理量要高出1 倍的单
锥型旋流分离器。经过几何优化设计,Conoco 公司提出了K型旋流分离器,对于直径小于10μm的油滴分离性能提高更加明显。由于旋流分离器
具有许多独特的优点,旋流脱油技术在发达国家含油废水处理特别是在海上石油开采平台上已成为不可替代的标准设备。
4 浮选法
浮选法,又称气浮法,是国内外正在深入研究与不断推广的一种水处理技术。该法是在水中通入空气或其他气体产生微细气泡,使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣(含油泡沫层) ,然后使用适当的撇油器将油撇去。该法主要用于处理隔油池处理后残留于水中粒经为10~60μm 的分散油、乳化油及细小的悬浮固体物,出水的含油质量浓度可降至20~30 mg/ L 。根据产生气泡的方式不同,气浮法又分为加压气浮、鼓气气浮、电解气浮等,其中应用最多的是加压溶气气浮法。
5 生物氧化法
生物氧化法是利用微生物的生物化学作用使废水得到净化的一种方法。油类是一种烃类有机物,可以利用微生物的新陈代谢等生命活动将其分解为二氧化碳和水。含油废水中的有机物多以溶解态和乳化态,BOD5 较高,利于生物的氧化作用。对于含油质量浓度在30~50 mg/ L 以下、同时还含有其他可生物降解的有害物质的废水,常用生化法处理,主要用于去除废水中的溶解油。含油废水常见的生化处理法有活性污泥法、生物过滤法、生物转盘法等。活性污泥法处理效果好,主要用于处理要求高而水质稳定的废水。生物膜法与活性污泥法相比,生物膜附着于填料载体表面,使繁殖速度慢的微生物也能存在,从而构成了稳定的生态系统。但是,由于附着在载体表面的微生物量较难控制,因而在运转操作上灵活性差,而且容积负荷有限。
6 化学法
化学法又称药剂法,是投加药剂由化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质,使废水得到净化的一种方法。常用的化学方法有中和、沉淀、混凝、氧化还原等。对含油废水主要用混凝法。混凝法是向含油废水中加入一定比例的絮凝剂,在水中水解后形成带正电荷的胶团与带负电荷的乳化油产生电中和,油粒聚集,粒径变大,同时生成絮状物吸附细小油滴,然后通过沉降或气浮的方法实现油水分离。常见的絮凝剂有聚合氯化铝(PAC) 、三氯化铁、硫酸铝、硫酸亚铁等无机絮凝剂和丙烯酰胺、聚丙烯酰胺( PAM) 等有机高分子絮凝剂,不同的絮凝剂的投加量和pH 值适用范围不同。此法适合于靠重力沉降不能分离的乳化状态的油滴和其他细小悬浮物。
7 吸附法
吸附法是利用亲油性材料,吸附废水中的溶解油及其他溶解性有机物。最常用的吸油材料是活性炭,可吸附废水中的分散油、乳化油和溶解油。由于活性炭的吸附容量有限(对油一般为30~80 mg/ g) ,成本高,再生困,一般只用作含油废水多级处理的最后一级处理,出水含油质量浓度可降至0. 1~0. 2 mg/ L 。1976 年湖南长岭炼油厂在废水处理中就采用了活性碳吸附进行深度处理。国内外对于新型吸附剂的研制也取得了一些有益的成果。研究发现,片状石墨能吸附由海上油轮漏油事件释放的重油并易于与水分离。吸附树脂是近年来发展起来的一种新型有机吸附材料,吸附性能好,再生容易,有逐步取代活性炭的趋势,有越来越多的业内人士研究高效吸油树脂的合成与应用[6 ] 。有研究表明,采用丙纶吸油材料从油工业废水中吸附分离和回收油类物质,可根据废水的初始状况、最终要求、水流流量等因素,选用合适的净化方法。此外,煤灰、改性膨润土、磺化煤、碎焦碳、有机纤维、吸油毡、陶粒、石英砂、木屑、稻草等也可用作吸油材料。吸油材料吸油饱和后,根据具体情况,再生重复使用或直接用作燃料。
8 粗粒化法
粗粒化法是利用油、水两相对聚结材料亲和力相差悬殊的特性,油粒被材料捕获而滞留于材料表面和孔隙内形成油膜,油膜增大到一定厚度时时,在水力和浮力等作用下油膜脱落合并聚结成较大的油粒。由斯托克斯公式可知,油粒在水中的浮升速度与油粒直径的平方成正比。聚结后粒经较大的油珠则易于从水中被分离。经过粗粒化的废水,其含油量及污油性质并无变化,只是更容易用重力分离法将油除去。
8. 1 新型高效除油器[7 ]
旋流除油、粗粒化除油及斜板除油技术,是当今普遍认为高效的除油技术。高效除油器是将上述多种高效除油技术于一体的高效合一除油器,
其总体结构设计成卧式,由旋流(涡流段) 粗粒化段及斜板除油段组成。它不仅可提高除油效率,且方便操作、减少占地。根据江汉油田采出水特
性,采用两段粗粒化及两段斜板除油,在进口ρ(油) ≤1 000 mg/ L 时, 出口达到后续处理设备(过滤器) 的进口要求ρ(油) ≤30 mg/ L 。
8. 2 EPS 油水分离技术[8 ]
EPS 油水分离器是一种高效、先进的油水分离装置。它融合了当今先进的板式除油和粗粒化聚结技术,集污水的预处理、油水分离以及二次沉淀和油的回收于一体;具有安装运行费用省、油水分离效果好,操作维护容易等特点,是立式除油罐、斜板除油装置(如美国石油协会的除油装置(API) 、波纹板斜板除油装置(CPI) 、平行斜板除油装置( PPI) 等的更新替代产品。EPS 油水分离器目前已在韩国、美国、波兰、印度、泰国、中国等国家有了实际的应用,污水处理效果普遍良好。
9 声波、微波和超声波脱水技术
声波可加速水珠聚结,提高原油脱水效率;超声波可降低能耗和减少破乳剂用量;而微波在降低乳状液稳定性的同时,还可加热乳状液,进一步促进水滴的聚结,在解决我国东部老油田因三采等引起的原油性质复杂的深度脱水问题方面具有很好的应用前景。
微波是指频率为300 MHz~300 GHz 的电磁波[9 ] 。微波水处理技术是把微波场对单相流和多相流物化反应的强烈催化作用、穿透作用、选择性供能及其杀灭微生物的功能用于水处理的一项新型技术。
超声波是一种高频机械波,其频率一般2 ×104~5 ×108 Hz 之间,具有能量集中、穿透力强等特点。超声波在水中可以发生凝聚效应、空穴或空化效应[10 ] 。当超声波通过含有污水的溶液时,造成微小油滴与水一起振动。但由于大小不同的粒子具有不同的相对振动速度、油滴将会相互碰撞、粘合,使油滴的体积增大。随后,由于粒子已变大、不能随声波振动了,只作无规则运动。最后水中小油滴凝聚并上浮,油水分离效果良好。超声处理乳化油污水时,必须以先通过实验,以确定最佳的声波频率,否则可能出现超声粉碎效应,影响处理效果。目前,国内外学者利用超声波技术降解水中的污染物已多达几十种,但所研究的对象多为单组分模拟体系,而实际污水中常含有多种污染物,因此超声波技术在实际污水处理中的适用性如何还有待进一步的研究。此外,目前有关利用超声波技术降解水中污染物的研究大多属于实验室阶段,且由于声化学反应过程的降解机理、反应动力学及反应器的设计放大等方面的研究开展得很不充分,目前还难以实现工程化。
10 超声/ 电化学联用技术[9 ]
利用超声的空化效应,可在电化学反应中使电极不形成覆盖层,避免电极活性下降;超声空化效应还有利于协同电催化过程产生·OH ,而使污水中的污染物的分解加速;超声还可使有机物在水溶液中充分分散,从而大幅度提高反应器的处理能力。Mizera 等在电解氧化处理含酚废水时发现,无超声存在时,只有50 %的分解率,若使用25 kHz、104 W/ m2 的超声波处理时,酚的分解率会提高到80 %。刘静等利用超声/ 电化学联用技术
对印染废水的处理表明,在超声波和电场的协同作用下,废水的脱色率大大高于单独使用超声波时的脱色率。
❺ PVC中空纤维超滤膜的制备
中空纤维超滤膜是超滤膜的一种.它是超滤技术中最为成熟与先进的一种技术专.中空纤维分外径:和内径,中空纤属维管壁上布满微孔,孔径以能截留物质的分子量表达,截留分子量可达几千至几万.原水在中空纤维膜外侧或内腔加压流动,分别构成外压式与内压式.超滤是动态过滤过程,被截留物质可随浓液排除,可长期连续运行.超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一.
❻ 超滤净水器可以滤除农药吗
自己好好看看吧
一、但是超滤膜对有机物的去除效果很差,不能有效去除总有机碳和消毒副产物及其母体。
立升泉来得净水器就是超滤机,都有个排废水口,过滤精度超滤0.01(µm),是无法过滤金属离子的,ro机时0.00001(µm)才可以过滤掉金属离子,超滤机的出水量很大的。
超滤不能去除有机物和重金属、氨氮及其它的特种污染物如过量的铁、锰、氟等,如果将微滤或超滤作为优质饮用水生产的终端处理技术,则必须在前面布置相互协调统一的预处理系统,如除浊度、除铁除锰、除有机物、除氟等的微絮凝过滤、锰砂滤池、活性炭滤池等。二、由于反渗透膜对水中各种物质“一刀切”式的去除能力,其生产的饮用水可称为“安全饮用水”,并不能称为优质饮用水。“安全”源于其对有害物质的去除程度在所有的膜技术中是最彻底的。目前,有些厂家在反渗透法生产的纯水中添加矿物离子如钙离子、镁离子、锌离子、硒离子等后上市,称为“矿物质饮品”。另加,在有机物含量不高而又必须进行脱盐的场合,利用反渗透膜对部分原水进行脱盐处理,再将生产出的淡水与经过适当处理的原水按一定比例混合,亦可获得所需要的优质饮用水三、
以下是一篇论文,很通俗地介绍了膜技术在饮用水生产中的应用!
摘要由于环境的原因及自来水厂传统净水工艺和给水管网本身存在的实际问题,导致城市自来水的现状不容乐观,因而导致了饮用水产业的飞速发展。本文论述当前桶装或瓶装饮用水生产中应用膜技术的现状、优质饮用水的概念及优质饮用水生产中膜技术的选用和使用等问题。
关键词饮用水膜技术优质饮用水近几十年来,随着现代化工业的迅速发展,环境污染日益加剧,各种有机化合物通过各种不同的途径进入了人类环境特别是水环境。同时,由于自来水厂传统给水工艺和给水管网本身存在的实际问题,导致城市自来水的现状是:感官质量差、有机物含量高、常常具有致突变性。这一现状刺激并加速了我国饮用水产业及给水深度处理技术的发展。与常规饮用水处理工艺相比,膜技术具有少投甚至不投加化学药剂;占地面积小;便于实现自动化等特点[1],已大量应用于城市自来水的深度处理上。本文论述当前桶装或瓶装饮用水生产中应用膜技术的现状、优质饮用水的概念及优质饮用水生产中膜技术的选用和使用等问题。
1膜技术在饮用水深度处理中的应用范围及概况
1.1微滤
微滤(MF)也可以称为精过滤。可去除微米(10-6m)级的水中杂质,其滤膜的孔径为0.05~5.00mm,凡大于孔径的颗粒均可被截留,但孔径增大则出水浊度随之增加。根据原水水质,可经过预过滤以去除大颗粒防止膜过快堵塞,亦可视情况投加混凝剂或粉末活性炭,以生产有机物含量低的饮用水。但在生产高质量饮用水时,通常作为超滤、反渗透或纳滤的预处理设施。而在生产高纯水时,微滤常作为纯水或超滤水生产时的末端处理,以去除剩余在水中的痕量杂质。
目前,市场上的微滤膜多为平板膜折叠式滤芯,膜材料为聚丙烯(PP)或聚砜(PS)、尼龙等。聚砜膜的孔径经常为0.45mm、0.2mm或更小,其孔径分布均匀,水通量大,不易堵塞。而聚丙烯膜的过滤精度范围广,价格便宜,但精度差。
另外,无机精滤膜亦是应用在饮用水深度处理上的重要微滤技术之一,如陶瓷膜和预涂膜过滤。同济大学开发成功的预涂膜过滤技术已成功应用于优质饮用水的生产。预涂膜过滤即先预涂成膜后,再靠膜的过滤作用使水澄清和净化。预涂膜过滤器构造简单、运转费用低、预涂和反冲方便,是一种适用于饮用水深度净化的经济有效的精滤装置。该过滤技术的特点包括:(1)采用天然无机矿物滤料,过滤精度高,滤后水的浊度可达到0Ntu,出水清澈透亮;(2)精滤膜可即时形成,即时反冲洗掉,操作压力低;(3)膜孔径、膜厚度和成膜材料可根据源水水质和滤后水质要求随时调整,以满足特殊源水水质和特殊要求。上述特点是其它膜滤技术难以做到的。
1.2超滤
超滤可以去除纳米(10-9m)级或更大一些的颗粒杂质,可直接制取优质饮用水,也可作为反渗透或纳滤的预处理设施。即使地表水浊度高到25Ntu,经超滤处理后的浊度可降低到0.04Ntu。由于细菌的尺寸通常为1~3mm,最小的病毒尺寸为0.03mm,因而超滤膜已经基本上可以完全去除细菌、病毒、贾第虫和其它微生物,某种情况下可代替消毒工艺。但是超滤膜对有机物的去除效果很差,不能有效去除总有机碳和消毒副产物及其母体。
超滤膜一般为中空纤维膜或卷式膜。膜材料为聚砜或聚丙烯晴(PAN)。如日本东丽公司生产的PAN中空纤维膜,由于选择了亲水性强的膜材料,膜表面相对而言不易变脏,0.01mm的极小细孔复合构造能保证细菌、病毒等杂质的去除。
1.3反渗透
反渗透(RO)技术是电子、医药、化工等工业部门制备纯水的主要技术之一,近年来却被大量用于饮用水的深度处理。反渗透膜的孔径仅约1~10埃,可以去除水中的几乎一切物质包括各种悬浮物、胶体、无机盐、有机物、细菌、病毒、热源等。目前,应用于井水和地表水反渗透系统的膜元件绝大多数为卷式膜元件。与中空纤维和板框式相比较,卷式膜元件在抗污染能力、设备占地面积、投资和运行费用等方面均具有优势。商业用RO膜元件通常是4英寸(100mm)或8英寸(200mm)直径,40英寸(1m)或60英寸(1.5m)长。一个加压容器内通常可装入1至8个这样的膜元件。近年来,RO膜的材料从醋酸纤维素非对称膜发展到用表面聚合技术制成的交联芳香族聚酰胺膜。操作压力也扩展到高压(海水淡化)膜、中压(醋酸纤维素膜)、低压(复合)膜和超低压(复合)膜。饮用水处理中应用的主要是低压(复合)膜和超低压(复合)膜,操作压力为10~15kg/cm2。超低压复合膜具有超低的运行压力,操作压力为10.5kg/cm2,但却有着与其它复合膜相同的高脱盐率和更高的水通量、更宽的水质适用范围。因而大大节省了能源,降低了系统的运行费用,倍受用户青睐。
1.4纳滤
纳滤(NF)[2]早期称为“疏松”反渗透,其孔径范围在几个纳米左右,界于RO与UF之间。纳滤膜较之反渗透膜有操作压力低和处理水量大的特点,操作压力仅为5~6kg/cm2。纳滤膜对二价离子(例如Ca2+、Mg2+等)的去除率可在90%以上,对一价离子(Na+、Cl-等)约70%之内,根据进水中一、二价离子的组合情况总去除率约在85%左右。现在,纳滤膜已制成专门去除有机物且表面带负电荷的纳滤膜,比软化膜的产水量为高。膜本体带电荷是它在很低压力下仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也可去除无机盐的重要原因。纳滤膜对单价离子和分子量低于200的有机物截留较差,而对二价或多价离子及分子量介于200~500之间的有机物有较高的去除率[3]。纳滤膜不仅可以对水质软化和适度脱盐,而且可以去除THMFP、色度、细菌、病毒、溶解性有机污染物和铁、锰、氨氮等。据悉,在美国已有超过40万吨/日的纳滤膜装置用于苦咸水淡化。纳滤的操作和维护并不复杂,用于小型给水系统颇具吸引力。目前多数用于地下水的处理,可去除水中含有的硝酸盐、有机氯、重金属等有害杂质。在以地表水为水源时,采用微滤或超滤作为预处理的纳滤系统。目前,饮用水深度处理中应用的主要为卷式芳香族聚酰胺类复合纳滤膜。
2优质饮用水的概念
2.1目前市场上的桶(瓶)装饮用水
优质饮用水的概念是在传统水处理工艺不能满足日益严重的水污染状况,城市自来水水质不尽人意的情况下出现的。目前,我国尚无专供饮用的桶装或管道进户式优质饮用水水质标准。我国国家技术监督局和国家卫生部曾分别于98年4月发布了《瓶装饮用纯净水》GB17323——1998和《瓶装饮用纯净水卫生标准》GB17324—1998,其规定的“瓶装饮用纯净水”指“以符合生活饮用水卫生标准的水为原料,通过电渗析法、离子交换法、反渗透法、蒸馏法及其它适当的加工方法制得的,密封于容器中且不含任何添加物可直接饮用的水”。标准中明确规定瓶装饮用纯净水的电导率≤10us/cm,因而瓶装饮用纯净水实际上为饮用纯水,在去除原水中有毒有害物质的同时,亦将其中的矿物质一并去除了。
目前,市场上流通的桶装饮用水可分为含有矿物质、微量元素的和基本不含有矿物质、微量元素的两类,价格亦相差很大,这是水处理工艺本身的特点和成本等决定的。鉴于这一实际情况,上海市技术监督局将上海市场上流通的专供饮用的水分为“饮用净水”和“饮用纯水”两种,并于97年在全国率先发布了地方标准。
上海市地方标准《饮用净水》和《饮用纯水》中对这两类水的定义分别为:“饮用净水”指“以符合生活饮用水卫生标准的水为原水,经过深度处理方法制得的,保留了生活饮用水中部分矿物质的可直接饮用的水”。“饮用纯水”指“以符合生活饮用水卫生标准的水为原水,采用反渗透法、蒸馏法、电渗析法、离子交换法及其它适当的加工方法去除水中矿物质、有机成分、有害物质及微生物等加工制得的,且不含任何添加物,可直接饮用的水”,因而上海市地方标准规定的“饮用纯水”在含义上实际等同于国家标准规定的“瓶装饮用纯净水”。
2.2优质饮用水的概念
优质饮用水即健康饮用水。综合国内外医学界和水处理界的观点,可认为优质饮用水应是尽最大可能地去除原水中的有毒有害物质特别是有机污染物,同时又保留原水中的微量元素和矿物质的水[4]。美国M.Fox博士认为饮用水最主要的问题是氯、有机化合物、消毒副产物和铅,最理想的净水器是能有效解决这些问题,并保留水中对人体健康有益的钙、镁之类的元素。在他的新书《健康的水》中,他认为健康饮用水应符合下列指标:硬度170mg/L左右,总溶解固体300mg/L左右并偏碱性。
3膜技术与优质饮用水的生产
可直接用于优质饮用水生产的膜技术为微滤、超滤和纳滤。由于反渗透膜对水中各种物质“一刀切”式的去除能力,其生产的饮用水可称为“安全饮用水”,并不能称为优质饮用水。“安全”源于其对有害物质的去除程度在所有的膜技术中是最彻底的。目前,有些厂家在反渗透法生产的纯水中添加矿物离子如钙离子、镁离子、锌离子、硒离子等后上市,称为“矿物质饮品”。另加,在有机物含量不高而又必须进行脱盐的场合,利用反渗透膜对部分原水进行脱盐处理,再将生产出的淡水与经过适当处理的原水按一定比例混合,亦可获得所需要的优质饮用水。
鉴于微滤和超滤不能去除有机物和重金属、氨氮及其它的特种污染物如过量的铁、锰、氟等,如果将微滤或超滤作为优质饮用水生产的终端处理技术,则必须在前面布置相互协调统一的预处理系统,如除浊度、除铁除锰、除有机物、除氟等的微絮凝过滤、锰砂滤池、活性炭滤池等。
相对而言,纳滤膜本身的特点决定了它既能有效去除原水中的有害物质如有机物、重金属、细菌、病毒等,又能部分脱盐、去硬度等,从而保留了原水中的部分矿物质。纳滤可在低压力下运行,与反渗透相比,可以节约能耗40—50%。出水的优良水质、对水中杂质的选择性脱除作用及操作压力低将使纳滤在优质饮用水生产中愈来愈受重视。
从设备成本和运行成本来看,由于反渗透膜的操作压力高、水通量比纳滤膜小,因而,膜技术应用于饮用水处理的成本由高到低的次序是:反渗透、纳滤、超滤、微滤。
卷式芳香族聚酰胺类复合纳滤膜和复合反渗透膜对进水水质的要求是一样的(表1)。纳滤膜和反渗透膜前面预处理的目的在于改善进水水质,防止原水中太多的杂质对膜造成污染或在膜表面很快结垢,以确保膜的水通量和脱盐率等指标,减少对膜的清洗,延长膜的使用寿命。在小型和中型饮水处理系统中,可选用的预处理系统包括微絮凝过滤、砂滤或锰砂过滤、活性吸附、软水器、精滤和pH控制等。将进水的pH调整到6,可有效预防碳酸钙、磷酸钙等在膜表面沉积。当原水中的有机物含量过高时,还可投加粉末活性炭预处理,以增加整个系统的总有机碳和三卤甲烷形成潜力(THMFP)的去除率。
表1反渗透和纳滤对进水水质要求
项目要求值
PH2~11
浊度(NTU)<1.0,最好<0.3
SDI<5.0,最好<3.0
余氯(mg/l)<0.1
总有机炭(mg/l)<2.0
铁(mg/l)<0.1
膜技术应用于饮用水处理时的另一个问题是微生物污染。超滤膜、纳滤膜、反渗透膜及精细微滤膜被微生物污染后,会导致膜产水量和脱盐率下降。微生物所析出的产物可吸附在膜的表面上,因此用水、气反冲洗或简单的化学处理方法不可能完全恢复所减少的水通量,因而会使膜提前报废。膜被微生物污染后,亦会导致水中出现大量细菌,影响水质。日久天长,还会在其后的管道、水箱等处生成菌胶团。由于有些膜材料对余氯的氧化性敏感,且加氯可能导致有机氯化物的生成,因而加氯控制微生物应慎审采用。最方便的方法是在常规处理之后、膜滤前设置紫外线杀菌器。M.Otaki等人曾试验了紫外线杀菌控制聚乙烯中空纤维膜微生物污染的效果[5],结果表明,在没有紫外线预处理的情况下,75天后膜的工作压力从20KPa增加到100Kpa,而经紫外线预处理,160天后膜的工作压力才增加到100Kpa。
4结论
膜的过滤精度、对水中有害物质的去除能力及易于实现自动化等特点已使膜技术成为饮用水深度处理中不可缺少的环节。在优质饮用水的生产中,不管是否依靠膜来去除有机物、盐分、硬度及细菌、病毒等,最起码也需要膜技术如微滤作为终端处理来保证优质饮用水清澈透亮。很显然,超滤膜、纳滤膜及精细微滤膜应该成为优质饮用水生产中采用的膜技术。如需要部分脱盐或部分软化及更进一步去除原水中的有机污染物、重金属或铁、锰、氨氮等,则首选纳滤膜。反渗透膜可生产“安全饮用水”及“瓶装饮用纯净水”,也可在其生产的纯水中添加矿物质或在某些特殊场合部分混合未经反渗透膜的水以用于优质饮用水的生产。四、净水顺序应该如下:步骤1:前过滤:PP棉(泥沙、铁锈)步骤2:离子交换过滤:树脂(软化水、调节酸碱度、吸附重金属离子、硝酸根离子)----饮用水还是加上它,吸附一下重金属离子为好步骤3:活性炭过滤:(吸附氯、有机杂质、杀虫剂)步骤4:后强化过滤PS:只有酸碱度需要说一下,软化水树脂一般分为阳离子树脂和阴离子树脂两种,分别吸附阳离子如Ca、Mg和阴离子如NO3、SO4。经阳离子处理的水呈碱性,经阴离子处理的水呈酸性阳离子树脂,吸附阳离子Ca、Mg,碱性软化水,适合饮用(弱碱水有益健康)、洗菜(其实没啥用,强碱才能除农药)、做饭、泡茶;洗衣(洗衣粉中有消灭Ca离子的软化剂,我们再帮帮它)、浇花。阴离子树脂,吸附阴离子NO3、SO4,酸性软化水,适合洗脸、洗澡(因为人的皮肤PH=5.5)、清洁器皿、擦拭家俱。PS2:如果直接用自来水管的水,在煮水时,应注意不要让它煮沸,冒泡即可,这样既可以将水中的细菌杀死,又不至于产生氯化物等有害物质。如果使用家用净化器处理过的自来水,在水烧开后,揭开盖子让水沸腾3分钟再熄火,这样可以使大部分有害物质随水蒸气溢出。以上这些都是上网,在几角旮旯查的,汇总了一下。树脂的品质决定了软化的效果,目前市场上存在3种树脂分别用于水处理的不同行业。工业树脂颜色银黄色颗粒较大,这种树脂最早用于大型锅炉水处理设备,但是随着锅炉用水水平的不断提高,现在基本已经被淘汰。第二种是食品级树脂,这种树脂的出水可直接用于食品工厂等水处理设备,现在大多数的软水机还在选用这种食品级树脂。第三种是饮用水级树脂,这种树脂在我国刚刚兴起,这种树脂英文名字AMBERLITESR1L是美国罗门哈斯公司开发和生产的。根据目前中国市场中的大多数离子交换树脂,AMBERLITESR1L的突出特点是更加安全和卫生,因为AMBERLITESR1L在生产过程中不使用任何有害溶剂,严格按照特殊工艺制造,不含苯及其他对人体有害的溶出物,是世界上最昂贵的离子交换树脂。同时这种树脂也作了防伪处理咖啡色。
水质的硬度高低取决于水中钙镁离子的多少,AMBERLITESR1L树脂可以最大限度的吸附硬水中的钙镁离子,当树脂吸附饱和后,利用再生盐液对树脂进行还原再生,使树脂恢复活性,软水机就可以反复对硬水进行软化。
❼ 有关简易净水器的小论文一千字小论文
净水器也称净水机,起源于1832年英国伦敦霍乱疾病,英国里德-斯帝沃所发明。其净水器按组成结构可分为RO反渗透净水机、超滤膜净水机、能量净水机和陶瓷净水器等。RO反渗透净水机标配的是5级过滤,即:PP棉、颗粒炭、压缩炭、 RO反渗透膜、后置活性炭(也称小T33)5级;超滤净水器是以超滤膜为主,其它滤芯如活性炭(不包括能量滤芯)为辅,超滤净水器按照安装方式分为立式与卧式两种,立式超滤净水器由PP棉、颗粒活性碳、压缩活性炭、外压超滤膜、T33组成;卧式超滤净水器由不锈钢外壳、内压超滤膜、KDF组成。净水器主要分为家用净水器和商用净水器两大类。
净水器按管路设计等级划分可分为渐紧式净水器和自洁式净水器两大类。传统净水器是渐紧式又称渐进式净水器,它的内部管路设计滤芯前松后紧,由PP棉、颗粒炭、压缩炭、RO反渗透膜或超滤膜、后置活性炭,一般是此5级依次首尾相连组成,机内管路仅此一条通路,污物则沉积于滤芯内部,需要定期人工拆洗,以确保机器正常运作。
另一类是更为先进的自洁式净水器,机内设计两条通道,增加了一条洗涤水通路,洗涤水和净化水各有一条完整的通道,两者各行其道并让水流动起来,作为平常普通生活用水的洗涤水经过通路时对机内滤芯特别是膜滤芯的原水侧起到冲刷以达到自行清洁的作用,并利用开闭洗涤水龙头的瞬间即头尾两段本来就流掉的水将截留的污物及时并快速的排出,此结构设计得合理,省去人工拆洗的麻烦,免除机构本身的再次污染,同时,又降低了能耗费用。
请消费者注意识别,自洁式净水器不同于市面上所见到的自动排污净水器、电脑自动冲洗净水器和自动反冲洗净水器,前者是整机自洁,也就是说对机器内部的所有滤芯都有一定的自行清洁功能,属国发明专利独家生产,“自洁式”三个字直接冠于经国家核准的产品名称前,而非仅仅体现在宣传资料等其它地方;后三者仅是对机内某一支滤芯起到排污或冲洗作用,其它滤芯特别是作为预处理的前三级滤芯依然要靠人工拆机清洗。通俗的讲,自洁式净水器相当于在管路上安了垃圾处理器,污物随时清理出去,不在机内停留。而传统非自洁式净水器等于在房间内搁置了多个垃圾桶,污物平常暂存于机内,需要定期排污、拆洗和频繁更换滤芯。
❽ pvdf超滤膜论文可以写哪些方面
可以采用对比方法写景。如《祝福》的开头与结尾写祝福时的景色气氛,以乐景反衬祥林嫂的悲剧,更增强了作品对旧社会的批判力量。
5、自然景色可以暗喻某种社会环境,如高尔基的《海燕》,茅盾的《雷雨前》。
❾ 您好,我看现在很多研究超滤膜制备的文章,为什么大部分都用相转化法,而用熔融-拉伸法的文章却很少呢
因为相转化法制备方法和设备日渐成熟了呗,生产都是要考虑成本的,要什么有什么总比要什么没什么容易,做的人多自然文章多,没什么人做的方法肯定各方面要求都高,没人这么做就文章少。
❿ 悬赏30分求论文“表面活性剂消除静电的应用”在先急等。3000字。限1天半时间
摘要:综述了生物表面活性剂的种类及其生产菌,介绍了目前常用的两种生产方法:微生物发酵法和酶法合成生物表面活性剂。总结了其在环境工程中的应用,如在废水处理中浮选去除重金属离子,在污染场地的生物修复中用于促进烷烃、多环芳烃(PAHs)的降解,修复受重金属污染的土壤等,并对今后的研究方向做了探讨。
关键词:生物表面活性剂 生物修复 重金属 多环芳烃
生物表面活性剂是微生物在一定条件下培养时,在代谢过程中分泌的具有表面活性的代谢产物。与化学合成表面活性剂相比,生物表面活性剂具有许多独特的属性,如:结构的多样性、生物可降解性、广泛的生物活性及对环境的温和性等[1]。由于化学合成表面活性剂受原材料、价格和产品性能等因素的影响,且在生产和使用过程中常会严重污染环境及危害人类健康。因此,随着人类环保和健康意识的增强,近二十多年来,对生物表面活性剂的研究日益增多,发展很快,国外已就多种生物表面活性剂及其生产工艺申请了专利[2],如乙酸钙不动杆菌生产的一种胞外生物乳化剂已经有了成品出售。国内对生物表面活性剂的研制和开发应用起步较晚,但近年来也给予了高度重视,其中研究最多的就是生物表面活性剂在提高石油采收率以及生物修复中的应用。
1 生物表面活性剂的种类及其生产菌
1.1 生物表面活性剂的种类
化学合成表面活性剂通常是根据它们的极性基团来分类,而生物表面活性剂则通过它们的生化性质和生产菌的不同来区分。一般可分为五种类型:糖脂、磷脂和脂肪酸、脂肽和脂蛋白、聚合物和特殊表面活性剂[1]。
1.2 生物表面活性剂的生产菌
大多数生物表面活性剂是细菌、酵母菌和真菌的代谢产物。这些生产菌大多是从油类污染的湖泊、土壤或海洋中筛选得到的。如Banat等[3]从油泥污染的土壤中分离得到两株生物表面活性剂的菌株:芽孢杆菌AB-2和Y12-B。表1列出了一些主要的生物表面活性剂的种类及其生产菌[2,4]。
表1 生物表面活性剂的种类及其生产菌
生物表面活性剂
生产菌
海藻糖脂
石蜡节杆菌(Arthrobacter paraffineus)
棒状杆菌(Corynebacterium spp.)
红平红球菌(Rhodococus erythropolis)
鼠李糖脂
铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)
槐糖脂
解脂假丝酵母(Candida lipolytica) 球拟酵母(Torulopsis bombicola)
葡萄糖、果糖、蔗糖脂
棒状杆菌(Corynebacterium spp.)
红平红球菌(R.. erythropolis)
纤维二糖脂
玉蜀黍黑粉菌(Ustilago maydis)
脂多糖
乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus RAG1)
假单胞菌(Pseudomonas spp.)
脂肽
枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)
地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis) 荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)
鸟氨酸,赖氨酸,缩氨酸
氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans)
盐屋链霉菌(Streptomyces sioyaensia)
葡萄糖杆菌(Gluconobacter cerinus)
磷脂
氧化硫硫杆菌(T. thiooxidans)
脂肪酸
野兔棒状杆菌(Corynebacterium lepus)
石蜡节杆菌(Arthrobacter paraffineus)
2 生物表面活性剂的生产
目前,可以通过两种途径生产生物表面活性剂:微生物发酵法和酶法。
采用发酵法生产时,生物表面活性剂的种类、产量主要取决于生产菌的种类、生长阶段,碳基质的性质,培养基中N、P 和金属离子Mg2+、Fe2+的浓度以及培养条件(pH、温度、搅拌速度等)。 如Davis等[5]在成批培养枯草芽孢杆菌时发现,在溶解氧耗尽和限氮条件下可得最大浓度(439.0 mg/L)的莎梵婷。Kitamoto等[6]利用南极假丝酵母的休止细胞生产甘露糖赤藓糖醇脂,对培养条件进行优化后,最高产量可达140 g/L。发酵法生产生物表面活性剂的优点在于生产费用低、种类多样和工艺简便等,便于大规模工业化生产,但产物的分离纯化成本较高。
与微生物发酵法相比,酶法合成的表面活性剂分子多是一些结构相对简单的分子,但同样具有优良的表面活性。其优点在于产物的提取费用低、次级结构改良方便、容易提纯以及固定化酶可重复使用等,且酶法合成的表面活性剂可用于生产高附加值产品,如药品组分。尽管现阶段酶制剂成本较高,但通过基因工程技术增强酶的稳定性与活性,有望降低其生产成本。
3 生物表面活性剂的提取
发酵产物的提取(也称下游处理)费用大约占总生产费用的60%,这是生物表面活性剂产品商业化的一个主要障碍。生物表面活性剂的最佳提取方法随发酵操作及其物理化学性质的不同而不同。其中溶剂萃取是最常用的提取方法,如Kuyukina等[7]利用甲基-叔丁基醚萃取红球菌生产的生物表面活性剂,可以获得较高产率10 mg/L。超滤是用于提取生物表面活性剂的一种新方法。Lin等[8]用分子量截止值为30000 Da的超滤膜从发酵液中提取枯草芽孢杆菌产生的脂肽类生物表面活性剂莎梵婷,收率达95%。Mattei等设计了一套连续提取生物表面活性剂的装置,应用切面流过滤法能连续提取产物,产率高达3 g/L[1]。能与连续发酵生产配套的产物提取方法有泡沫分离、离子交换树脂法等。Davis等[9]用泡沫分离法连续提取枯草芽孢杆菌产生的莎梵婷,收率达71.4%。鼠李糖脂的提取过程是先离心过滤除去细胞,再通过吸附色谱将鼠李糖脂浓缩在安珀莱特XAD-2树脂上,后用离子交换色谱法提纯,最后将液体蒸发和冷冻干燥可得纯度为90%的成品,收率达60%[2]。
4 生物表面活性剂在环境工程中的应用
许多化学合成表面活性剂由于难降解、有毒及在生态系统中的积累等性质而破坏生态环境,相比之下,生物表面活性剂则由于易生物降解、对生态环境无毒等特性而更适合于环境工程中污染治理。如:在废水处理工艺中可作为浮选捕收剂与带电胶粒相吸以除去有毒金属离子,修复受有机物和重金属污染的场地等。
4.1 在废水处理工艺中的应用
用生物法处理废水时,重金属离子对活性污泥中的微生物菌群常会产生抑制或毒害作用,因此,在用生物法处理含重金属离子的废水时须进行预处理。当前,常用氢氧化物沉淀法除去废水中的重金属离子,但其沉淀效率受氢氧化物溶解度的限制,应用效果不甚理想;浮选法用于废水预处理时又常因所用浮选捕收剂在其后续处理过程中难降解(如化学合成表面活性剂十二烷基磺酸钠),易产生二次污染而受限制,因此,有必要开发易生物降解、对环境无毒害的替代品,而生物表面活性剂恰好具有这一优势。但是,国内外对这一方面的应用研究很少,直到最近才有报道。Zouboulis 等[10]研究了生物表面活性剂作为捕收剂除去广泛存在于工业废水中的两种有毒金属离子:Cr4+和Zn2+。结果表明,莎梵婷和地衣芽孢杆菌素在pH为4 时均能很好地从废水中分离吸附了Cr4+的αFeO(OH)或Cr4+与 FeCl3•6H2O形成的螯合物,极大地提高了Cr4+(50 mg/L)的去除率,几乎可达100%;在pH为6时,莎梵婷对螯合物中的Zn2+(50 mg/L)去除率高达96%,而在相同条件下,地衣芽孢杆菌素的处理效果不明显,去除率为50%左右。