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針對不同水質,常用的水處理方法匯總!
日期:[2019-3-1 14:10:20]   共閱[198]次

在環保水處理行業,常用的水處理方法一般有:

(一)沉淀物過濾法、(二)硬水軟化法、

(三)活性炭吸附法、(四)去離子法、

(五)逆滲透法、(六)超過濾法、

(七)蒸餾法、(八)紫外線消毒法、

(九)生物化學法等。

現在將這些水處理法的原理和功能在此介紹一下。




 一、沉淀物過濾法

  沉淀物過濾法的目的是:將水源內之懸浮顆粒物質或膠體物質清除干凈。這些顆粒物質如果沒有清除,會對透析用水其它精密的過濾膜造成破壞或甚至水路的阻塞。這是最古老且最簡單的凈水法,所以這個步驟常用在水純化的初步處理,或有必要時,在管路中也會多加入幾個濾器以清除體積較大的雜質。       

      過濾懸浮的顆粒物質所使用的濾器種類很多,例如網狀濾器,沙狀濾器(如石英沙等)或膜狀濾器等。只要顆粒大小大于這些孔洞之大小,就會被阻擋下來。

    沉淀物過濾法還有一個問題值得注意,因為顆粒物質不斷被阻攔而堆積下來,這些物質 面或許有細菌在此繁殖,并釋放毒性物質通過濾器,造成熱原反應,所以要經常更換濾器,原則上進水與出水的壓力落差升高達到原先的五倍時,就需要換掉濾器。


二、硬水軟化法(軟化水設備)

  硬水的軟化需使用離子交換法,它的目的是利用陽離子交換樹脂以鈉離子來交換硬水中的鈣與鎂離子,以此來降低水源內之鈣鎂離子的濃度。其軟化的反應式如下:

            Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1  

          Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1    

現在市面上出售的離子交換樹脂為球狀的合成有機物高分子電解質。

    如果水處理的過程中沒有陽離子的軟化,不只是逆滲透膜上會有鈣鎂體的沉積以致降低功效甚至破壞逆滲透膜,同時病人也容易得到硬水癥候群。硬水軟化器也會引起細菌繁殖的問題,所以設備上需要有逆沖的功能,一段時間后就要逆沖一次以防止太多雜質吸附其上。

三、活性炭過濾器


   活性炭是由木頭,殘木屑,水果核,椰子殼,煤炭或石油底渣等物質在高溫下干餾炭化而成,制成后還需以熱空氣或水蒸氣加以活化。它的主要作用是清除氯與氯氨以及其它分子量在60到300道爾頓的溶解性有機物質。活性炭的表面呈顆粒狀,內部是多孔的,孔內有許多約1Onm~lA大小的毛細管,1g的活性炭內部表面積高達700-1400m2,而這些毛細管內表面及顆粒表面就是吸附作用之所在。


四、去離子法

  去離子法的目的是將溶解于水中的無機離子排除,與硬水軟化器一樣,也是利用離子交換樹脂的原理。在這使用兩種樹脂-陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂。陽離子交換樹脂利用氫離子(H+)來交換陽離子;而陰離子交換樹脂則利用氫氧根離子(OH-)來交換陰離子。

    這些樹脂之吸附能力耗盡之後也需要再還原,陽離子交換樹脂需要強酸來還原;相反的,陰離子則需要強鹼來還原。如果陰離子交換樹脂消耗殆盡而沒有還原,則吸附力最弱的氟就會逐漸出現在透析用水中,造成軟骨病,骨質疏松癥及其它骨病變;如果陽離子交換樹脂消耗盡了,氫離子也會出現在透析用水之中,造成水質酸性的增加,所以去離子功能是否有效,需要時常監視。

一般是水質的電阻系數(resistivity)或傳導度(conductivity)來判斷。去離子法所使用的離子交換樹脂同樣也會造成細菌的繁殖引起菌血癥,這是值得注意的一點。


五、逆滲透法

  逆滲透法可以有效的清除溶解於水中的無機物,有機物,細菌,熱原及其它顆粒等,是透析用水之處理中最重要的一環。

      逆滲透的純化效果可以達到離子的層面,逆滲透水處理常用的半透膜材質有纖維質膜(cellulosic),芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides),polyimide或polyfuranes等,至於它的結構形狀有螺旋型(spiral wound),空心纖維型(hollow fiber)及管狀型(tubular)等。

      如果逆滲透前沒有作好前置處理則滲透膜上容易有污物堆積,例如鈣,鎂,鐵等離子,造成逆滲透功能的下降;有些膜(如polyamide)容易被氯與氯氨所破壞,因此在逆滲透膜之前要有活性碳及軟化器等前置處理。所以在準備血液透析析釋用水最好準備這一道步驟。


六、超過濾法


  超過濾法與逆滲透法類似,也是使用半透膜,但它無法控制離子的清除,因為膜之孔徑較大,約10-200A之間。只能排除細菌,病毒,熱原及顆粒狀物等,對水溶性離子則無法濾過。

      超過濾法主要的作用是充當逆滲透法的前置處理以防止逆滲透膜被細菌污染。它也可用在水處理的最後步驟以防止上游的水在管路中被細菌污染。一般是利用進水壓與出水壓差來判斷超過濾膜是否有效,與活性碳類似,平時是以逆沖法來清除附著其上的雜質。

七、蒸餾法


  蒸餾法是古老卻也是有效的水處理法,它可以清除任何不可揮發性的雜質,但是無法排除可揮發性的污染物,它需要很大的儲水槽來存放,這個儲水槽與輸送管卻是造成污染的重要原因,目前血液透析用水不用這種方式來處理。


八、紫外線消毒法

  紫外線消毒法是目前常使用的方法之一,它的殺菌機理是破壞細菌核酸的生命遺傳物質,使其無法繁殖,其中最重大的反應是核酸分子內的pyrimidine鹽基變成雙合體(dimer)。一般是使用低壓水銀放電燈(殺菌燈)的人工253.7nm波長的紫外線能量。紫外線殺菌燈的原理與日光燈相同,只是燈管內部不涂螢光物質,燈管的材質是采用紫外線穿透率高的石英玻璃。一般紫外線裝置依用途分照射型,浸泡型及流水型。   


九、生物化學法

  生物化學水處理方法利用自然界存生的各種細菌微生物,將廢水中有機物分解轉化成無害物質,使廢水得以凈化。生物化學水處理方法可以分活性污泥法、生物膜法、生物氧化塔、土地處理系統、厭氧生物水處理方法。

  生物化學水處理法的流程:
  原水→格柵→調節池→接觸氧化池→沉淀地→過濾→消毒→出水

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