![水處理技術[技術簡介]](/img/f/5a2/nBnauM3XxIDN1UDM3IjMxcTO0QTMxETNwYjNzQTNwAzMwIzLyIzL4YzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg "水處理技術[技術簡介]")
水處理技術
電滲析器、反滲透裝置、全自動過濾機、離子交換器、機械過濾器、超濾、組合式軟化水裝置、不鏽鋼儲罐、紫外線流水殺菌裝置、活性炭過濾器等等。具體到每一種技術中，又有不同的設備。例如管道直飲水、酒類及飲料用反滲透純水機、反滲透海水、苦鹹水淡化、連續電再生除鹽設備、全自動軟水器、全自動人工腎透析用純水機、污水處理及中水回用設備、電子行業超純水設備、中、高壓鍋爐補給水處理設備、醫藥用反滲透純水機等等。清潔飲用水是人類生存的必要條件，然而由於不斷增加的環境污染，迫使我們首先必須對水進行淨化處理，然後才能安全地飲用。而水淨化納濾新技術，一方面解決了飲用水的污染問題，同時保留了人體所必需的礦物質和微量元素，並能使給排水設備的腐蝕或結垢狀況減輕到最低限度。
酒類及飲料用反滲透純水機設備是將自來水（井水）通過合理、高效的預處理系統去除水中顆粒、雜質、膠體、余氯以後，再利用高科技的反滲透膜分離技術去除水中的細菌、病毒等微生物和絕大部分對人體有害的重金屬等離子，直接用於酒類勾兌生產。使用這種純水，不但可保留啤酒、葡萄酒特有的醇香，還可減少工藝流程。
全自動人工腎透析用純水機從預處理到純水箱系統全過程一體化。它可與各種型號人工腎透析機配套使用，採用世界先進的反滲透膜技術，配以合理而又高效的預處理設備，出水水質可完全滿足人工腎透析用水的要求。
反滲透海水、苦鹹水淡化設備採用世界上最先進的美國海水反滲透膜元件、壓力容器、高壓泵等設備，配以合理高效的前處理設備，可有效去除海水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、細菌及病毒等有害成份，可將海水淡化，達到國家生活飲用水標準。
全自動軟水器廣泛用於工業及民用軟化水處理，如鍋爐供水、供熱、空調系統補充水、優質生活水等。該系統主要由多路閥、控制器、樹脂罐、鹽箱等組成，從而實現運行、反洗、再生、正洗等各個工藝過程。
在社會資源嚴重短缺的形勢下，城市污水和工業廢水作為穩定的第二水源，在二級處理的基礎上，進行深度處理，可成為優質的工業用水。污水處理及中水回用設備採用實用的新技術，進行污水處理，再經過反滲透處理，可滿足高、中壓鍋爐補給水、循環冷卻水、化工、電力等行業嚴格的工藝用水要求。
水處理原則
現代化污水處理廠1、堅持可持續發展道路
雖然保護環境非常重要，可也不能就此擱置經濟，阻礙它的發展。為了協調這兩者的關係，政府部門可以積極鼓勵企業採用集資的方式，在保證經濟發展的同時，大力建設污水處理廠，增大淨化污水的力度。
2、建造環保型、高效型的污水處理廠
或許很多人不知道，其實污水處理廠也會產生廢氣、污泥。倘若我們對之置之不理，就會造成二次污染。所以，我們可以採取一定的處理方法除掉廢氣。比如，我們可以將處理污水時產生的廢氣通過除臭燃燒器的方式使之淨化。或許等個三五年，或者十年後，等那時環保技術變得成熟之後，對於廢氣污泥的處理方法更加科學合理，從而使污水處理廠成為消除污染的頭號角色吧!
在建設污水處理廠的時候，我們也不能不考慮成本，不能不考慮資源消耗的速度。故而，我們還應該大力發展水處理技術，希望能夠研究出低耗能、高效率的處理技術。這樣不但能夠降低成本，還可以提升水質，從而改善我們生活的環境。
3、改變污水處理廠的運營機制
污水處理廠的建設雖然與改善水資源環境密不可分，但如果總是讓廠方不計成本的運轉，估計沒人願意。所以，如果我們把污水處理廠的事業性機制轉變為企業經營模式，讓他們也有一定的經濟效益，是不是可以使得污水處理廠的處理效果能夠得到改善呢?因為一旦轉變為了經營模式，污水處理廠肯定會想辦法改進自己的污水處理方法，提高水質。這樣一來，就會刺激他們積極參與到改進水處理的研究當中，積極推進水處理技術的改進。
處理工藝
污水處理一般來說包含以下三級處理：一級處理是它通過機械處理，如格柵、沉澱或氣浮，去除污水中所含的石塊、砂石和脂肪、鐵離子、錳離子、油脂等。二級處理是生物處理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和轉化為污泥。三級處理是污水的深度處理，它包括營養物的去除和通過加氯、紫外輻射或臭氧技術對污水進行消毒。可能根據處理的目標和水質的不同，有的污水處理過程並不是包含上述所有過程。純淨水處理工藝，視原水水質而定。
如果原水是市政自來水，一般的流程是
砂濾--活性炭過濾器--軟化（可有可無）--保全過濾器--反滲透--紫外消毒--產水
如果是一般的地表水，在進入上述流程之前要殺菌並添加絮凝劑。
如果是井水，在砂濾後要加除鐵錳過濾器。
水進行循環淨化。
石英砂過濾是去除水中懸浮物最有效手段之一，是污水深度處理、污水回用和給水處理中重要的單元。其作用是將水中已經絮凝的污染物進一步去除，它通過濾料的截留、沉降和吸附作用，達到淨水的目的。
二．適用範圍
1．用於要求出水濁度≤5mg/L能符合飲用水質標準的工業用水、生活用水及市政給水系統；
2．工業污水中的懸浮物、固體物的去除；
3．可用作離子交換法軟化、除鹽系統中的預處理設備，對水質要求不高的工業給水的粗過濾設備；
以及用在游泳池循環處理系統、冷卻循環水淨化系統等。
催化電解
該技術是在不通電的情況下，利用微電解設備中填充的微電解填料產生“原電池”效應對廢水進行處理。當通水後，在設備內會形成無數的電位差達1.2V的“原電池”。“原電池”以廢水做電解質，通過放電形成電流對廢水進行電解氧化和還原處理，以達到降解有機污染物的目的。在處理過程中產生的新生態[.OH]、[H]、[O]、Fe2+、Fe3+等能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應，比如能破壞有色廢水中的有色物質的發色基團或助色基團，甚至斷鏈，達到降解脫色的作用；生成的Fe2+進一步氧化成Fe3+，它們的水合物具有較強的吸附-絮凝活性，特別是在加鹼調pH值後生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑，它們的絮凝能力遠遠高於一般藥劑水解得到的氫氧化鐵膠體，能大量絮凝水體中分散的微小顆粒、金屬粒子及有機大分子。該工藝具有適用範圍廣、處理效果好、成本低廉、處理時間短、操作維護方便、電力消耗低等優點，可廣泛套用於工業廢水的預處理和深度處理中。套用廢水種類：染料廢水、焦化廢水、醫藥廢水、農藥廢水、樹脂廢水、助劑廢水、製革廢水、電鍍廢水、造紙廢水、澱粉廢水、大蒜廢水、垃圾滲濾液等工業類廢水。陽極：Fe-2e→Fe2+E（Fe/Fe2+）=0.44V
陰極：2H﹢+2e→H2E(H﹢/H2)=0.00V
當有氧存在時，陰極反應如下：
O2+4H﹢+4e→2H2OE(O2)=1.23V
O2+2H2O+4e→4OH﹣E（O2/OH﹣）=0.41V
它由多元金屬合金融合催化劑並採用高溫微孔活化技術生產而成，屬新型投加式無板結微電解填料。作用於電鍍廢水，可高效去除COD、降低色度、提高可生化性，處理效果穩定持久，同時可避免運行過程中的填料鈍化、板結等現象。本填料是微電解反應持續作用的重要保證，為當前電鍍廢水的處理帶來了新的生機。
機械處理
機械（一級）處理工段包括格柵、沉砂池、初沉池等構築物，以去除粗大顆粒和懸浮物為目的，處理的方法有兩種，一般通過物理法實現固液分離，將污染物從污水中分離，這是普遍採用的污水處理方式。機械（一級）處理是所有污水處理工藝流程必備工程（儘管有時有些工藝流程省去初沉池），城市污水一級處理BOD5和SS的典型去除率分別為25%和50%。在生物除磷脫氮型污水處理廠，一般不推薦曝氣沉砂池，以避免快速降解有機物的去除；在原污水水質特性不利於除磷脫氮的情況下，初沉的設定與否以及設定方式需要根據水質特注的後續工藝加以仔細分析和考慮，以保證和改善除磷除脫氮等後續工藝的進水水質。另一種方法是套用化學處理，套用絮凝劑將用害的金屬絮凝沉澱。污水生化處理屬於二級處理，以去除不可沉懸浮物和溶解性可生物降解有機物為主要目的，其工藝構成多種多樣，可分成活性污泥法、AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化溝法、穩定塘法、土地處理法等多種處理方法。日前大多數城市污水處理廠都採用活性污泥法。生物處理的原理是通過生物作用，尤其是微生物的作用，完成有機物的分解和生物體的合成，將有機污染物轉變成無害的氣體產物（CO2）、液體產物（水）以及富含有機物的固體產物（微生物群體或稱生物污泥）；多餘的生物污泥在沉澱池中經沉澱池固液分離，從淨化後的污水中除去。
在污水生化處理過程中，影響微生物活性的因素可分為基質類和環境類兩大類：
基質類包括營養物質，如以碳元素為主的有機化合物即碳源物質、氮源、磷源等營養物質、以及鐵、鋅、錳等微量元素；另外，還包括一些有毒有害化學物質如酚類、苯類等化合物、也包括一些重金屬離子如銅、鎘、鉛離子等。
環境類影響因素主要有：
(1）溫度。溫度對微生物的影響是很廣泛的，儘管在高溫環境（50℃～70℃）和低溫環境（-5～0℃）中也活躍著某些類的細菌，但污水處理中絕大部分微生物最適宜生長的溫度範圍是20-30℃。在適宜的溫度範圍內，微生物的生理活動旺盛，其活性隨溫度的增高而增強，處理效果也越好。超出此範圍，微生物的活性變差，生物反應過程就會受影響。一般的，控制反應進程的最高和最低限值分別為35℃和10℃。
（2）菌膠團解體，處理效果急劇惡化。
(3）溶解氧。對好氧生物反應來說，保持混合液中一定濃度的溶解氧至關重要。當環境中的溶解氧高於0.3mg/l時，兼性菌和好氧菌都進行好氧呼吸；當溶解氧低於0.2-0.3mg/l接近於零時，兼性菌則轉入厭氧呼吸，絕大部分好氧菌基本停止呼吸，而有部分好氧菌（多數為絲狀菌）還可能生長良好，在系統中占據優勢後常導致污泥膨脹。一般的，曝氣池出口處的溶解氧以保持2mg/l左右為宜，過高則增加能耗，經濟上不合算。
在所有影響因素中，基質類因素和PH值決定於進水水質，對這些因素的控制，主要靠日常的監測和有關條例、法規的嚴格執行。對一般城市污水而言，這些因素大都不會構成太大的影響，各參數基本能維持在適當範圍內。溫度的變化與氣候有
水處理設備
水處理設備
關，對於萬噸級的城市污水處理廠，特別是採用活性污泥工藝時，對溫度的控制難以實施，在經濟上和工程上都不是十分可行的。因此，一般是通過設計參數的適當選取來滿足不同溫度變化的處理要求，以達到處理目標。因此，工藝控制的主要目標就落在活性污泥本身以及可通過調控手段來改變的環境因素上，控制的主要任務就是採取合適的措施，克服外界因素對活性污泥系統的影響，使其能持續穩定地發揮作用。
實現對生物反應系統的過程控制關鍵在於控制對象或控制參數的選取，而這又與處理工藝或處理目標密切相關。
前已述及溶解氧是生物反應類型和過程中一個非常重要的指示參數，它能直觀且比較迅速地反映出整個系統的運行狀況，運行管理方便，儀器、儀表的安裝及維護也較簡單，這也是近十年中國新建的污水處理廠基本都實現了溶解氧現場和線上監測的原因。
三級處理編輯
三級處理是對水的深度處理，它將經過二級處理的水進行脫氮、脫磷處理，用活性炭吸附法或反滲透法等去除水中的剩餘污染物，並用臭氧或氯消毒殺滅細菌和病毒，然後將處理水送入中水道，作為沖洗廁所、噴灑街道、澆灌綠化帶、工業用水、防火等水源。
由此可見，污水處理工藝的作用僅僅是通過生物降解轉化作用和固液分離，在使污水得到淨化的同時將污染物富集到污泥中，包括一級處理工段產生的初沉污泥、二級處理工段產生的剩餘活性污泥以及三級處理產生的化學污泥。由於這些污泥含有大量的有機物和病原體，而且極易腐敗發臭，很容易造成二次污染，消除污染的任務尚未完成。污泥必須經過一定的減容、減量和穩定化無害化處理井妥善處置。污泥處理處置的成功與否對污水廠有重要的影響，必須重視。如果污泥不進行處理，污泥將不得不隨處理後的出水排放，污水廠的淨化效果也就會被抵消掉。所以在實際的套用過程中，污水處理過程中的污泥處理也是相當關鍵的。
水處理的方法
常用的水處理方法有：（一）沉澱物過濾法
（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。
(十)混合離子交換法
排污標準
GB18918-2002是《城鎮污水處理廠污染物排放標準》，而GB8978-1996是《污水綜合排放標準》，兩者是不同的概念，兩者都有各自的針對對象，兩者是不可以混用的。《污水綜合排放標準》最新的標準國家還沒有出台，國家污水綜合排放標準用的還是GB8978-1996。
納米晶技術是派斯軟水機獨有的水軟化技術，根據中立的實驗室檢測，除垢率達99.6%，達到完美的軟化水的效果，比以前所知的任何一種類型的軟水機效果都要優異。同時也是在無化學添加成分的情況下，被證明非常有效的軟水機。納米晶的技術原理是TAC（TemplateAssistedCrys-tallization）技術，即離子晶體化，利用納米晶聚合球體表面晶核產生的高能量把水中的鈣、鎂、碳酸氫根等離子打包成納米級的晶體，當這種晶體長到2納米左右時自動脫落到水中，水中沒有了鈣、鎂、碳酸氫根離子也就不會在有水垢產生。
沉澱過濾
沉澱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乾淨。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淨水法，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（filter）以清除體積較大的雜質。濾過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。只要顆粒大小大於這些孔洞之大小，就會被阻擋下來。對於溶解於水中的離子，就無法阻攔下來。如果濾器太久沒有更換或清洗，堆積在濾器上的顆粒物質會愈來愈多，則水流量及水壓會逐漸減少。人們就是利用入水壓與出水壓差來判斷濾器被阻塞的程度。因此濾器要定時逆沖以排除堆積其上的雜質，同時也要在固定時間內更換濾器。
沉澱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，並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。
硬水軟化
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
式中的EX表示離子交換樹脂，這些離子交換樹脂結合了Ca2+及Mg2+之後，將原本含在其內的Na+離子釋放出來。
樹脂基質（resinmatrix）內藏氯化鈉，在硬水軟化的過程中，鈉離子會逐漸被使用耗盡，則交換樹脂的軟化效果也會逐漸降低，這時需要作還原（regeneration）的工作，也就是每隔固定時間加入特定濃度的鹽水，一般是10%，其反應方式如下：
Ca-EX2+2Na+ （濃鹽水）→ 2Na-EX+Ca2+
Mg-EX2+2Na+ （濃鹽水）→ 2Na-EX+Mg2+
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症候群。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，一段時間後就要逆沖一次以防止太多雜質吸附其上。另一個值得注意問題的是高血鈉症，因為透析用水的軟化與再還原過程是*計時器來控制，正常情況還原作用大多發生在半夜，這是*閥門在控制，如果發生故障，大量鹽水就會湧進水源，進而造成病人的高血鈉症。全自動鈉離子交換器採用離子交換原理，去除水中的鈣、鎂等結垢離子。當含有硬度離子的原水通過交換器內樹脂層時，水中的鈣、鎂離子便與樹脂吸附的鈉離子發生置換，樹脂吸附了鈣、鎂離子而鈉離子進入水中，這樣從交換器內流出的水就是去掉了硬度的軟化水。
活性炭
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乾餾炭化而成，製成後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。影響活性炭清除有機物能力的因素有活性炭本身的面積，孔洞大小以及被清除有機物的分子量及其極性（Polarity），它主要*物理的吸附能力來排除雜物，當吸附能力達飽合之後，吸附過多的雜質就會掉落下來污染下游的水質，所以必須定時利用逆沖的方式來清除吸附其上的雜質。
這種活性炭濾器如果吸附能力明顯下降，必須更新。測定進水及出水的TOC濃度差（或細菌數量差）是考量更換活性炭的依據之一。有些逆滲透膜對氯的耐受性不佳，所以在逆滲透之前要有活性碳的處理，使氯能夠有效的被活性炭吸附，但是活性碳上的孔洞吸附的細菌容易繁殖滋長，同時對於分子較大有機物的清除，活性炭的功效有限，所以必須*逆滲透膜在後面補強。
去離子法
去離子法的目的是將溶解於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，氫離子與氫氧根離子互相結合成中性水，其反應方程式如下：
M+x+xH-Re→M-M-Rex+xH+1
A-z+zOH-Re→A-Rez+zOH-1
上式中的的M+x表陽離子，x表電價數，M+x陽離子與陽離子樹脂上H-Re的氫離子交換，A-z則表陰離子，z表電價數，A-z與陰離子交換樹脂結合後，釋放出OH-離子。H+離子與OH-離子結合後即成中性的水。
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。陽離子交換樹脂對各種陽離子的吸附力有所差異，它們的強弱程度及相對關係如下：
Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Ni2+>Cd2+>CU2+>Co2+>Zn2+>Mg2+>Ag1+>Cs1+>K1+>NH41+>Na1+>H1+
陰離子交換樹脂與各陰離子的親合力強度如下：
S02-4+>I->NO3->NO2->Cl->HCO3->OH->F-
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，骨質疏鬆症及其它骨病變；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*水質的電阻係數（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症，這是值得注意的一點。反滲透法
反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。要了解"反滲透"原理之前，要先解釋"滲透（osmosis）的觀念。所謂滲透是指以半透膜隔開兩種不同濃度的溶液，其
中溶質不能透過半透膜，則濃度較低的一方水分子會通過半透膜到達濃度較高的另一方，直到兩側的濃度相等為止。在還沒達到平衡之前，可以在濃度較高的一方逐漸施加壓力，則前述之水分子移動狀態會暫時停止，此時所需的壓力叫作"滲透壓(osmoticpressure)"，如果施加的力量大於滲透壓時，則水份的移動會反方向而行，也就是從高濃度的一側流向低濃度的一側，這種現象就叫作"反滲透"。反滲透的純化效果可以達到離子的層面，對於單價離子（monovalent ions）的排除率（rejection rate）可達90%-98%，而雙價離子（divalentions）可達95%-99%左右（可以防止分子量大於200道爾敦的物質通過）。
反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（aromaticpolyamides），polyimide或polyfuranes等，至於它的結構形狀有螺鏇型（spiralwound），空心纖維型（hollowfiber）及管狀型（tubular）等。至於這些材質中纖維素膜的優點是耐氯性高，但在鹼性的條件下（pH≥8.0）或細菌存在的狀況下，使用壽命會縮短。polyamide的缺點是對氯及氯氨之耐受性差。
如果反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，造成反滲透功能的下降；有些膜（如polyamide）容易被氯與氯氨所破壞，因此在反滲透膜之前要有活性碳及軟化器等前置處理。反滲透雖然價錢較高，因為一般反滲透膜的孔徑約在l0A以下，它可以排除細菌，病毒及熱原甚至各種溶解性離子等，所以在準備血液透析析釋用水最好準備這一道步驟。
反滲透系統的調試工作顯得尤為重要。
