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水的处理方式

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净水器就是从水中去除不需要的化合物,有机和无机材料以及生物污染物的净水过滤器。我们使用净水器的主要目的之一是为了能够使用上清洁的饮用水。好的净水器还可以满足医疗,药理,化学和工业应用对清洁饮用水的需求。纯化程序降低了污染物的浓度,例如悬浮颗粒,寄生虫,细菌,藻类,病毒和真菌。水的净化规模从大型的(例如,整个城市)到小型的(例如,单个家庭)。

大多数社区都依赖自然水体作为进水水源和日常使用的来源。通常,这些资源可分为地下水或地表水,通常包括地下蓄水层,小河,溪流,河流和湖泊。随着最新技术的进步,海洋和咸水海域也已被用作饮用水和家庭用水的替代水源。

水处理技术

水处理

根据历史证据表明,水处理早在古代文明已被认可并实行。希腊和梵文的著作中都记载了基本的净水处理方法,埃及人早在公元前1500年就使用明矾沉淀。

 

在现代,通常必须由政府机构确定必须净化水的质量。无论是在本地,国家还是国际上设定,政府标准通常都会设定安全水中允许的最大有害污染物浓度。由于仅凭外观几乎不可能检查水,因此已经开发了多种过程,例如物理,化学或生物分析来测试污染水平。一些常见的参数是有机和无机化学物质的水平,例如氯化物,铜,锰,硫酸盐和锌,微生物病原体,放射性物质以及溶解和悬浮的固体,以及pH,气味,颜色和味道。分析以评估水质和污染水平。

 

并非所有人都能获得安全的饮用水。根据联合国世界卫生组织(WHO)2017年的报告,有21亿人无法在家中获得安全可靠的饮用水供应。全世界每年报告的40亿腹泻病例中,有88%是由于缺乏卫生饮用水。每年约有525,000名五岁以下儿童死于腹泻,这是第二大死亡原因,并且有170万人因不安全的饮水以及卫生和卫生条件不足而患上腹泻病。

 

自来水厂水处理过程

 

工业化国家使用的大多数水都是在水处理厂进行处理。尽管这些工厂在预处理中使用的方法取决于它们的大小和污染的严重程度,但这些做法已经标准化,以确保总体上符合国家和国际法规。大多数水在从天然水源泵出或通过管道导入储水箱后被净化。当水被输送到中心位置后,净化过程就开始了。

 

自来水厂水预处理

 

在预处理过程中,生物污染物、化学物质和其他物质从水中去除。这一过程的第一步是筛选,从待处理的水中清除大的碎片,如木棍和垃圾。过滤通常用于净化地表水,如来自湖泊和河流的水。地表水被大量污染物污染的风险更大。预处理可包括添加化学物质以控制管道和储罐中细菌的生长(预氯化)和一个包含砂过滤的阶段,该阶段有助于悬浮固体沉降到储罐底部。

 

预处理,即用碳酸钠(纯碱)处理高矿物质含量的水(硬水),也是预处理过程的一部分。在这一步骤中,碳酸钠被添加到水中以挤出碳酸钙,碳酸钙是海洋生物贝壳的主要成分之一,也是农业石灰的活性成分。预处理可确保改变硬水(留下矿物沉积物,堵塞管道)以获得与软水相同的稠度。

 

         预氯化通常是预处理的最后一步,也是世界许多地区的标准做法,科学家对此提出质疑。在预氯化过程中,氯被用于可能含有高浓度天然有机物的原水。这种有机物在消毒过程中与氯发生反应,可形成消毒副产物,如三卤甲烷、卤乙酸、亚氯酸盐和溴酸盐。在饮用水中接触DBPS会导致健康问题。这种做法可能与胃癌和膀胱癌以及向环境中释放氯的危害有关,人们对此感到担忧。

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其他净化步骤

 

         预处理后,可进行化学处理和精制。这一过程包括混凝,在混凝过程中加入化学物质,使悬浮在水中的小颗粒聚集在一起。接下来是絮凝作用,它将水与大桨混合,使凝结的颗粒聚集在一起形成更大的团块(或“絮体”),缓慢地沉淀在水箱或水池的底部。

大部分悬浮颗粒沉降后,水离开絮凝池,进入沉淀池。沉淀池通过净化过程移动处理过的水,同时允许剩余的颗粒沉降。清除并处理出现在池底的污泥。从这个盆地中,水被转移到下一步,过滤,除去除了许多微生物和藻类之外的剩余悬浮颗粒和未沉淀的絮体。

         消毒是净水的最后一步。在这一步骤中,有害微生物,如细菌、病毒和原生动物,通过添加消毒剂被杀死。消毒通常涉及一种形式的氯,特别是氯胺或二氧化氯。氯是一种有毒气体,使用时会释放出一些危险。为了避免这些风险,一些水处理厂使用臭氧、紫外线或过氧化氢消毒,而不是氯气。其他净化方法包括超滤特定溶解物质、离子交换去除金属离子和氟化防止蛀牙。

        在世界上某些没有水处理厂的地区,必须采用其他净化方法。这些方法包括煮沸、颗粒活性炭过滤、蒸馏、反渗透和直接接触膜蒸馏。

 

工业水净化

       除了饮用水和家用外,工业也消耗大量的水。例如,化工、石油、食品加工和纺织工业需要水用于制造、加工、加热、冷却、清洗、漂洗和其他应用。这类工业系统需要经过处理的水,缺乏适当的净化可能会导致诸如结垢、腐蚀、沉积、管道或加工设备内的细菌生长以及产品质量差等问题。除了传统的水处理工艺外,工业水净化还可能涉及专门的技术,如电去离子、离子交换、膜系统、臭氧处理、蒸发和紫外线照射。技术选择取决于原水质量和预期的工业用途。

 

盐水净化

 

       绝大多数社区依靠淡水资源提供饮用水和生活用水。然而,随着淡水储量的减少和水需求的增加,再加上干旱、洪水和气候变化等自然因素的影响,一些国家已经开始利用海洋和内海作为替代水源。从海水中去除盐和矿物质的海水淡化技术正在兴起,以生产适合饮用和生活的饮用水。反渗透、减压蒸馏、多级闪蒸、冻融和电渗析在海水净化中的作用越来越重要。这类工艺通常需要更高的能耗,而且比传统的淡水处理工艺相对昂贵。为使海水淡化方法具有成本效益和经济可行性,正在进行许多努力。

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系统配置和改进

 

       水处理系统的规模和容量差别很大,从简单的家庭单元到服务于制造业的小型设施,再到专门用于城镇的大型集中式水处理厂。具体处理工艺的选择取决于各种因素,如进水水质、所需净化程度、预期用水、流量要求、政府法规、可用资金以及所涉及的运营和维护成本。净化水通过管道、泵、增压站、储罐和相关附件的配水系统分配给用户。

 

       为了满足严格的环境法规和不断增长的人口对水的需求,现在许多净水器厂家使用智能技术用来提高运行的可靠性。水的可持续性改善可以提高植物的能源效率,减少其碳足迹,通常包括优化化学物质的使用,尽量减少废物的产生,以及使用太阳能或风能。此外,随着尖端技术的进步,净水器厂家水处理工艺已融入复杂的仪表和过程控制系统。利用在线分析仪器、监控和数据采集(scada)系统以及专用软件,实现了处理过程的自动化和计算机化,并提供了远程操作。这样的创新可以显著改善系统运行,以在最小的监督下实现一致的水质,特别是在更大的系统配置中。

2019年10月10日 10:23
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编辑:诺百纳

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