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[气浮实验台] 简述水处理技术简史

齐鲁网潍坊12月25日消息12月25日,潍坊市政府发布了“快乐新闻”。潍坊市公共产品监测中心被正式批准为“潍坊市城市供水与水处理技术重点实验室”。该实验室的建成标志着潍坊市首个城市水处理技术市级重点实验室。

水是生命的源泉,饮用水安全是人们的生计问题。记者了解到,该重点实验室致力于城市供水技术的进步和完善,依托市级重点实验室的研发体系,重点开展城市水处理技术研究。为改善供水过程,潍坊市还与山东省城市给水排水质量监测中心,山东建筑大学,上海简易净化技术有限公司合作开展了研究和治理。城市供水管网中的黄水。 ,气浮藻类清除技术优化和高级氧化工艺试验研究等,为城市供水企业提供良好的技术支持和服务。

未来,在实验室的保证下,潍坊市的城市供水质量将得到显着提高。据潍坊市管理局工作人员介绍,该实验室建成后将引领潍坊市供水技术创新,带动全市水处理技术进步,加快供水水质改善,服务优质城市建设,确保饮用水安全。对人民,促进供水企业的新老动能。继续保持全省城市供水企业先进城市具有重要意义。

Jian Guzhizhi,回顾历史是为了更好地把握现在,面向未来。过去的事件,如水,炎热的夏天,请作为一个环保的人,冷静下来,跟随小编,看看人类经历了“水处理”技术探索的过程。虽然地球70.8%的面积被水覆盖,但淡水资源极为有限。只有人类只能使用部分河流和湖泊以及地下水,仅占地球总水量的0.26%,且分布不均匀。在气浮装置过去的100年里,随着全球人口的增长,工业发展迅速,水资源状况急剧恶化。人类认识到水处理的重要性,并始终探索水处理的技术和方法。从简单的过滤沉淀到去除有机物质,从蒸馏水到海水淡化,人们希望通过有限的技术方法,有限的水将变得更清洁和更纯净,并且更多地被人类使用。当时,人类没有先进的水处理技术。为了减少疾病的传播,使用简单的网格拦截和自然沉降进行水处理。当时环境容量大,水体的自净能力也能满足人类的用水需求。

经过多年的实践和总结,已经制作了几种传统的水处理工艺。

人们发现沙子可以用来过滤掉细小的悬浮物或沉淀杂质。这是沉积物过滤方法,其目的是从水源中去除悬浮的颗粒物质或胶体物质。这是最古老,最简单的水净化方法,因此这一步骤常用于水净化的初始处理。有许多类型的过滤器用于过滤悬浮的颗粒物质,如网状过滤器,砂滤器(如石英砂)或膜过滤器。

欧洲工业革命开始了。然后,随着人类社会的工业化

随着工艺的快速发展,工业污水也已大量生产。工业强国的河流和湖泊受到严重污染,逐渐成为公共危害,威胁着人类的健康。还发现简单的化学和物理方法难以处理这些污水,并且创新的水处理技术是必不可少的。来自世界各地的科学家已经开始研究水处理方法,首先是污水曝气试验。

是通过曝气或机械搅拌,溶解氧气或将溶解的气体和挥发性物质分散在水中来增加水和气体之间接触的过程。水和空气完全接触,以交换气态物质,去除水中的挥发性物质,或从水中逸出气体,如去除水中的气味或CO2,H2S等;或溶解水中的氧气,以增加溶解氧浓度除了铁,锰或促进有氧微生物降解有机物的目的。

反过来,药物的凝固预处理出现。凝结是凝结和絮凝的组合。凝结是将带正电的凝结剂注入水中,其与水中的大多数带负电的颗粒聚结。絮凝是指悬浮颗粒在水中的聚集或絮凝物的形成,从而加速颗粒的凝聚以实现固液分离。

早期治疗方法使用石灰或明矾沉淀或用漂白剂消毒。在中国,明代晚期有一个污水净化装置。然而,由于当时需求不足,生活污水仍以农业灌溉为主。在国外,1762年英国开始使用石灰​​和金属盐来处理污水。 {化学沉淀法是向水中加入化学物质以与水中的溶解物质反应形成难溶性化合物,然后进行固液分离以除去水中污染物的方法。它主要用于去除废水处理中的重金属(如Hg,Zn,Cd,Cr,Pb,Cu等)和某些非金属(如As,F等)离子污染物。对于许多危险的重金属废水,虽然有许多处理方法,但化学沉淀仍然是最重要的一种。

蒸馏是一种古老但有效的水处理方法,可去除任何不挥发的杂质,但不排除挥发性污染物,并且需要一个大型储存罐进行储存。

气浮,也称为浮选,是一种从液体中去除低密度固体物质或液体颗粒的方法。吹入水中的空气产生的微小气泡附着在水中的悬浮物中,并通过气泡的浮力漂浮到水面上,实现固液或液液分离操作。

吸附法是一种水处理工艺,利用多孔固体材料吸收和分离水中的污染物。用于吸收污染物的固体吸附剂包括活性炭,活性炭,焦炭,树脂,木屑等。吸附通常分为物理吸附,化学吸附和离子交换吸附。在水处理过程中,吸附过滤床通常用于吸附水,可以去除重金属离子(如汞,铬,银,镍,铅等),也可用于水的深度处理。

硬水软化需要使用离子交换。其目的是通过使用阳离子交换树脂与钠离子交换硬水中的钙和镁离子来降低水源中钙和镁离子的浓度。软化反应如下:

Ca2 ++

2NaEEXCa-Ca2EX2a2NaMg2Mg2Na2Na→Mg-Mg2EX2a2Na其中EX代表离子交换树脂,这些离子交换树脂与Ca2Ca2g2 +结合以释放最初包含在其中的Na +离子。

提取方法使用与水不混溶但能很好地溶解污染物的提取剂,使其与废水充分混合,并使用水和溶剂中的污染物的溶解度或分配比来分离和提取污染物。以及净化废水的目的。

污水中的有机物已成为清除的焦点。 1881年,法国科学家发明了第一个生物反应器,并且第一个厌氧生物处理池,即Moris池的诞生,揭开了污水生物处理的序幕。

1893,第一个生物过滤器在英国威尔士投入使用,并在欧洲和北美等国家迅速推广。技术的发展促进了标准的出现。

1912年,皇家污水处理委员会提议BOD5评估水质污染程度。

Arden和LoketLokett工程学院发表了一篇关于“活性污泥工艺”的论文,Clark和Gage在曼彻斯特劳伦斯污水测试站应用了该论文。与此同时,第一个活性污泥废水处理试验工厂完工。两年后,美国建立了第一个活性污泥废水处理厂。

1921,活性污泥法扩散到中国,中国建成了第一个污水处理厂 - 上海北区污水处理厂。 1926年和1927年,分别建成了上海东区和西区污水处理厂。当时,三个水厂的日处理能力为35,500吨。

随着实际生产中广泛应用和技术的不断创新和改进,在20世纪40年代和60年代,活性污泥法逐渐取代了生物膜法,成为污水处理的主流过程。活性污泥工艺的诞生为未来100年的城市污水处理技术奠定了基础。如今,活性污泥工艺及其衍生工艺是最广泛使用的处理城市废水的方法。

人体对膜现象的研究起源于1748年。然而,认识到膜的功能及其在生产和生活中的应用,它经历了近200年的漫长过程。膜分离技术的科学研究已经有近百年的历史了。

20世纪初,微滤(微滤)。微滤技术是膜分离技术中最早的工业化之一。那时,它主要是由天然或合成聚合物制成的微孔膜。

1907 Bechhold发表了第一篇关于微孔膜性质的系统研究。 1918年,Zsigmond 1918提出了一种以商业规模生产硝化纤维素微孔膜的方法。它于1921年获得专利。1925年,世界上第一家微孔膜公司“Sartorius GmbH”在德国哥廷根大学成立。 ,专业生产和销售微孔膜。第二次世界大战后,美国和英国也对微孔膜的制造技术和应用进行了广泛的研究。这些研究促进了微滤技术的快速发展。

微滤技术在中国的研发相对较晚。它基本上始于20世纪80年代初,但它的增长速度非常快。截至2005年,中国的微滤技术已形成年产值7000万元,占中国膜工业年产值的五分之一。经济和社会效益也非常显着。

有了。近十年来,中国在微滤膜,元器件及相关设备方面取得了长足的进步,在医药,饮料,饮用水,食品,电子,石化,分析测试和环境保护等领域有着广泛的应用。应用。

50s,电渗析。电渗析技术始于德国。 1903年,将两个电极Morse和Pie1903放入透析袋的内部和外部溶液中。发现可以从凝胶中快速除去带电的杂质。 1924年,泡利采用了化学设计原则。莫尔斯的实验装置得到了改进,以减少极化并提高传质速率。然而,直到1950年,Juda才成功生产出高选择性的离子交换膜。电渗析技术进入实用阶段,为电渗析奠定了实践基础。电渗析是一种膜分离技术,其利用电位差作为驱动力,通过利用离子交换膜的选择性渗透性将带电成分的盐与不带电成分的水分离。该技术利用离子交换膜的特性使水可以脱盐和脱盐。电渗析水处理技术首先用于处理微咸水,然后逐步扩展到海水淡化和工业纯水的应用。

60s反渗透膜,生物反应器和膜蒸馏技术。

反渗透(RO):1960年,Loeb和SoROirin在1960年发展成为世界历史上不对称的反渗透膜,这是膜分离技术发展的重要突破,使膜分离技术进入大规模工业化。应用的时代。过滤精度约为0.0001微米,是美国在20世纪60年代初开发的超高精度膜分离技术。它可以过滤掉水中几乎所有杂质(包括有害和有益的),只允许水分子通过。也就是说,在用反渗透膜制造水的过程中,将浪费近50%的自来水。这对普通家庭来说是不可接受的。一般用于制造纯净水,工业超纯水和制药超纯水。反渗透技术需要加压,供电,流速低,水利用率低,不适合净化大量饮用水。

膜生物反应器(MBR):一种结合膜分离和生物处理的新型高效废水处理技术。工业含氮废水的脱氮机理包括硝化和反硝化两个基本过程。硝化是指从氨转化为硝酸盐的过程,主要由两种有氧自养细菌,亚硝化细菌和硝化细菌完成。 MBR的研究始于20世纪60年代的美国。当时,由于膜生产技术的限制,膜的使用寿命短,透水性小,难以投入实际应用。 20世纪70年代以后,日本根据其小国特点和高地价开发研究了MBR在废水处理中的应用,使MBR开始实际应用。自20世纪80年代以来,MBR工艺已在日本等国家广泛使用。一家日本公司对MBR工艺的污水处理效果进行了全面的研究,结果表明,活性污泥 - 平膜组合工艺不仅能有效去除有机物,而且还不含有污水中的细菌,可以直接重新用作水。

MBR在中国的研究始于1993年。天津大学的研究团队已经发展了十多年。

中空纤维膜,这项技术被称为“21世纪的水处理技术”。该项目被列为国家“八五”和“九五”重点科技攻关项目,被列为“中国21世纪议程实施能力和可持续发展实用新技术”。该技术在中国处于领先水平。部分指标已达到国际领先水平。

膜蒸馏(MD):MD技术于1963年首次应用于B.MD BodMDl并获得专利,并于20世纪80年代开始迅速发展。随着膜蒸馏膜分离过程研究的深入,一些膜蒸馏相关的膜过程已经出现并引起人们的关注。膜蒸馏技术在许多领域取得了可喜的研究成果,特别是在水溶液的分离方面。膜蒸馏是膜技术和蒸发过程相结合的膜分离过程。膜的两侧之间的温差是传质驱动力。它是同时传热和传质的过程。膜孔中的传质过程是分子扩散和参数

70s超滤(UF)增殖的组合结果。自20世纪70年代进入工业应用以来,超滤已迅速发展。它是一种压力驱动的膜分离过程。通过在膜表面上进行微孔筛选,可以捕获直径为0。002-0。1m的颗粒和杂质,从而可以有效地去除水分。胶体,硅,蛋白质,微生物和大分子有机物。当液体混合物在一定压力下流过膜表面时,溶剂和小分子通过膜,同时捕获大分子物质,从而达到尺寸,分子间分离和纯化的目的。可广泛用于物质的分离,浓缩和净化。

80s纳滤。纳滤(N80:超滤与反渗透之间的过滤精度,脱盐率低于反渗透,也是一种需要动力和压力的膜分离技术,水回收率低。在纳滤膜生产水的过程中,几乎30%的自来水将被浪费。这对于普通家庭来说是不可接受的。它通常用于工业纯水生产。

90s渗透蒸发(渗透蒸发)。用于液体(气体)用于分离散装混合物的新型膜技术这是一个使用组分以不同的溶解和扩散速率分离和溶解的过程,由液体混合物中组分的蒸气分数差异驱动。

海水淡化是人类追求几个世纪的梦想,在古代有一个关于从海中除盐的故事和传说。在16世纪,人们开始努力提取淡水来自在海边。当时,欧洲探险家在漫长的航行中使用沸腾的海水来制造海水。淡水。这是海水淡化技术的开始。

20世纪50年代以后,海水淡化技术随着水危机的加剧而加速。蒸馏,电渗析,反渗透等水该技术应用于海水淡化领域,已达到工业规模生产水平,在世界范围内得到广泛应用。

1958年,研究员石松等首先在中国进行离子交换膜电渗析海水淡化研究。 20世纪60年代初,多级闪蒸海水淡化技术应运而生,现代海水淡化产业进入快速发展时期。 1967年,中国国家科学技术委员会组织了全国海水淡化大战。在20世纪70年代,中国的海水淡化技术跻身世界前列。 :成功开发

用于海洋监测的微孔膜已建成世界上最大的电渗析海水淡化站 - 西沙永兴岛海水淡化站。

1982年,经中国科学技术协会批准,中国海水淡化和水再利用协会在杭州成立。此时,美国的全芳族聚酰胺复合薄膜及其卷式元件已经问世。

1984年,国家海洋局以海水淡化研究实验室为主体,建立了国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心。 1992年,国家海洋局成立了国家液体分离膜工程技术研究中心,并开始开发国内反渗透膜。试图摆脱国外反渗透膜技术的垄断。

截至2003年底,世界上建造和承包的海水淡盐水淡化厂已达到每天3600万吨淡水的生产能力。海水淡化已经扩散到全球125个国家和地区,淡化水供应约占世界人口的5%。事实上,海水淡化已成为世界上许多国家广泛采用的解决水资源短缺问题的战略选择。其有效性和可靠性得到越来越广泛的认可。

突出了水体富营养化的问题,氮和磷的去除已成为污水处理的另一个主要需求。因此,在活性污泥法的基础上得到了一系列的氮和磷去除方法。

在20世纪50年代早期,发现了多磷酸盐细菌并用于去除磷。当活性污泥在厌氧和好氧条件下交替运行时,积聚过量磷酸盐的多磷酸盐细菌占主导地位,活性污泥的磷含量高于普通活性污泥的磷含量。污泥中的积磷细菌在厌氧条件下释放磷,在有氧条件下过量吸收磷。在排出富含磷的剩余污泥后,结果是污水中的磷可以比传统的活性污泥法去除更多的磷。

1953年,荷兰公共卫生工程研究协会Pasveer研究所提出了氧化沟工艺,也称为“Paswell Ditch”。 1954年,第一座氧化沟污水处理厂在荷兰Voorshoten建成。在20世纪60年代,这项技术迅速得到推广,并应用于欧洲,北美和南非等国家。 1967年,荷兰DHV开发了Carroussel氧化沟,这是一种由多个通道串联组成的氧化沟系统。 1970年,Envire 1970年在美国生产了Orbal氧化沟。交替工作氧化沟由丹麦克鲁格公司开发,该公司成本低,易于维护。它通常有一个氧化沟系统,双沟交替和三沟交替(T型氧化沟)和半交替工作氧化。沟渠。

1969年,美国的Barth提议使用三级除氮。第一阶段是好氧部分,主要去除有机物质,第二阶段加碱硝化,第三阶段是厌氧反硝化和脱氮。

1973年,根据原始工艺,巴纳德完全分离了缺氧和好氧反应器,将污泥返回缺氧反应器,并添加了内部回流装置以缩短过程。缺氧好氧(A / O)过程。在20世纪70年代,基于A / O工艺的美国专家与磷去除一起成为A2O工艺。广州大坦沙污水处理厂于1986年在中国建成,采用A2O工艺。当时,设计的水处理能力为15万吨,是当时世界上最大的水处理能力。

A2O工艺废水处理厂。 20世纪20年代中期,德国Botho70ohnke教授开发了AB工艺。此后,为了解决硝化细菌在脱氮过程中需要长的污泥龄的问题,并且磷浓缩微生物在去除磷时需要短的泥龄,开发了AO-A2O工艺。基于AO-A2O工艺,混合工艺在奥地利开发。 1994年,Hybrid在荷兰开发了厌氧氨氧化(ANAMMOX)技术。在缺氧环境中,厌氧氨氧化细菌可以使用NH3 +和亚硝酸盐(NO2-氧化成氮气。1998年,荷兰代尔夫特大学基于短程硝化和反硝化原理由SHARON工艺开发。第一个项目曾在荷兰鹿特丹的DOKHAVEN水厂工作。

紫外线消毒法首先应用于美国,目前在美国和加拿大广泛使用。紫外线消毒技术是物理消毒方法之一。频谱灭菌能力强,无二次污染,经过30多年的发展,已成为一种成熟,可靠,高效,环保的消毒技术,已在国外各个领域得到广泛应用。在中国,由于其技术的了解已经一定的局限性,污水处理的应用并不多。进入21世纪后,随着对污水的日益重视在感染和积累运行经验的同时,紫外线消毒技术将得到推广,预计50%的有条件污水处理厂将来会被紫外线消毒,成为取代传统化学消毒方法的主流技术。

高级氧化技术是在20世纪80年代形成的有毒污染物技术,其特征在于通过反应产生羟基自由基(OH)。自由基是高度氧化的,有机污染物可以通过自由基反应有效地分解,甚至彻底。它被转化为无害的无机物质,如二氧化碳和水等。由于先进的氧化工艺具有强氧化性和易操作条件控制的优点,它已引起世界各国的关注,并具有在这方面开展研究和开发工作。氧化技术主要分为Fenton氧化法,光催化氧化法,臭氧氧化法,超声波氧化法,湿法氧化法和超临界水氧化法。 AOPS技术具有先进的经济指标,无毒无污染,是典型的绿色水处理。技术,其中光催化氧化是最经济的研究热点。

电去离子,也称为填充床电渗析(EDI / CDI),是在电渗析器的分离器之间填充阴离子 - 阳离子交换树脂,将电渗析与离子交换有机物结合的水处理技术。它被认为是水处理领域的革命性创新。其中一项技术。

自20世纪50年代以来一直提出去离子化的概念,但它仅在30年前用于大规模应用。 1987年,美国Mil30pore开发出第一台商用EDI设备:Ionpure CDITM标志着EDI技术的实用水平。 EDI技术的研究和开发进入了快速发展的时期。目前,领先的外国公司包括:American Millipore,American Ionics,Canadian E_cell和Japanese Asahi Glass。

现在开始在中国开展EDI技术研究还为时不晚。 20世纪80年代初,中国还建立了填充床电渗析实验装置,研究了离子交换导电网络的电渗析和纤维。

填充床电渗析,树脂填充床电渗析,以及建立生产离子交换纤维的生产基地,技术水平应该是当时的国际领先者。但是,由于中国的各种原因和特殊情况,在接下来的10年里,国内这方面的研究几乎停滞不前。直到20世纪90年代中期,外国EDI技术继续取得突破,并成功应用于许多工业系统。它证明了EDI具有很高的应用价值,并且在中国已经开始关注它。自1996年以来,许多研究机构一直从事研究工作,取得了良好的效果。

磁选技术是近年来开发的一种新型水处理技术,用于利用废水中杂质颗粒的磁性。对于水中的非磁性或弱磁性颗粒,它们可以通过磁性接种技术制成磁性。将磁分离技术应用于废水处理有三种方法:直接磁选,间接磁选和微生物磁分离。目前研究的磁化技术主要包括磁性凝聚技术,铁盐共沉淀技术,铁粉法,铁氧体法等。代表性的磁选装置是盘式磁选机和高梯度磁性过滤器。目前,磁选技术还处于实验室研究阶段,不能应用于实际工程实践中。

低温等离子水处理技术低温等离子水处理技术,包括高压脉冲放电等离子水处理技术和辉光放电等离子水处理技术,是利用等离子体在水溶液中直接产生等离子体,或放电气体等离子体。将体内的活性颗粒引入水中以完全氧化和分解水中的污染物。水溶液中的直接脉冲放电可在常温常压下操作。在整个放电过程中,原位化学氧化物质可用于在不添加催化剂的情况下氧化和降解水溶液中的有机物质。该技术对于低浓度有机物的处理是经济有效的。 。另外,采用脉冲放电等离子体水处理技术的反应器形式可以灵活调整,操作过程简单,相应的维护成本也低。受排放设备的限制,有机物降解过程的能量利用率较低,等离子体技术在水处理中的应用仍处于研发阶段。

人工湿地是一种环保,节能和循环利用的技术。在人工建造和控制的操作中,人工湿地的地面类似于沼泽地。污水和污泥被控制分配给人工建造的湿地。在污水污泥流动过程中,使用土壤和人工介质。植物协同作用处理污水和污泥。在20世纪80年代和90年代,该技术被广泛应用于欧洲,美国,加拿大,日本和其他国家。美国,英国和澳大利亚也率先建造了人工湿地的新景观,将污水处理与旅游景点相结合。

组合软化水设备由自动软水控制器,树脂罐(通常为FRP树脂罐和不锈钢树脂罐),强酸型钠离子阳离子树脂,盐箱和软水器配件组成。流量和时间控制方法用于发出多路伺服阀或电磁阀,以完成软化水设备的供水和再生。它是一个工业锅炉和冷却循环。

在水,炼钢,轧钢,大型变压器,民用热水锅炉等中使用最广泛的硬水软化处理设备。

正渗透(FO)是近年来开发的浓缩驱动的新型膜分离技术。它依赖于选择性渗透膜两侧的渗透压差作为自发实现水分子膜分离的驱动力。该过程是世界上膜分离领域的热点之一。与压力驱动的膜分离工艺(如微滤,超滤和反渗透)相比,该技术在工艺方面具有许多独特的优势,例如低压甚至无压力操作,从而降低能耗;几乎完全截获,分离效果好;低膜污染特性;膜工艺和设备都很简单。在许多地区,尤其是海水淡化,饮用水处理和废水处理方面,它显示出良好的应用前景。

这项技术是中国第一项。粉状活性炭(PAC)具有发达的微孔结构,比表面积为1000~1500m2 / g,是一种强吸附材料。 PAC可以去除相对分子质量为500~3000的有机物,主要用于饮用水除臭,突发性水污染的应急处理和废水的理化处理。 PAC的水处理过程大多是间歇操作,可通过单独投加或其他方法(添加高锰酸钾,膜处理,预氯化,预臭氧,添加硅藻土)来改善出水水质。 。再生粉末活性炭处理污水技术具有高效,彻底的优点,材料可以再生和再利用,处理成本不高。

随着大型钴源和电子加速器技术的发展,辐射源在电子束辐射技术应用中的问题逐渐得到改善。利用辐射技术处理废水中的污染物已引起各国的关注和关注。

电子束辐射(EB)是一种利用电子加速器产生的高能电子束处理水中有毒有害物质的方法。根据能量作用模式,它可以分为两类。一个是高能电子束本身直接穿透水来处理污染物;另一种是由轰击高原子序数金属的高能电子束产生的bre致辐射或x射线。处理污染物。在水处理中,电子束辐射的辐射模式主要根据水质条件确定。辐射技术是一种清洁,可持续的技术,被国际原子能机构列为21世纪和平利用原子能的主要研究方向。

以历史为指导,你可以知道它是一个替代品。水处理技术经历了漫长的发展过程,从简单到复杂,但目的始终如一,为创造满足人类生存,人与自然和谐发展的水环境。人类正在努力使水处理朝着“低消耗,循环和清洁”的方向发展。无论科技含量多高,都必须回归真相。

后记:小编的水平有限,不可避免会被遗漏。请批评和纠正

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