時間:2020年12月18日 分類:免費文獻 次數:
《環保型水處理化學品及水處理技術分析》論文發表期刊:《清洗世界》;發表周期:2020年09期
《環保型水處理化學品及水處理技術分析》論文作者信息:作者:屠征波(1970-),男,本科學歷,研究方向 :水環境保護和治理。
摘要:隨著人類文明進程加速,人類生產活動對水資源造成了不同程度的污染,水處理技術隨之產生。水處理技術多種多樣,見效最快的是化學制劑凈水,但是部分化學品會對環境造成二次污染,所以針對環保型水處理化學品的研究成為熱點,環保型水處理技術也備受重視。本文首先分析了當下的環保型水處理化學品和水處理技術,然后展望了環保型水處理化學品和處理技術的發展趨勢。
關鍵詞:水處理技術;環保;水處理化學品
1環保型水處理化學品淺析
1.1高錳酸鉀
高猛酸鉀是環保型水處理化學品之一。其凈水效果較好,屬于強氧化劑,可以與水中具有還原性的物質發生氧化還原反應,比如水中的有機物和微生物等,這樣可以達到水處理的目的。高錳酸鉀在光照條件下將水中的物質還原,同時生成二氧化錳。二氧化錳是固體小顆粒,在沉降過程中,還可以負載部分水中雜質,達到再次凈水的作用。另外,二氧化錳是常見的催化劑,可以加速部分化學反應的速率,例如氯酸鉀分解和雙氧水分解中可以提高化學反應速率。由此可見,高錳酸鉀具有多重凈水作用。在化學品凈水中,為了提高環保效果,要提升其凈水能力。現階段,相關研究人員將高錳酸鉀與某些鹽類復合成為新型的氧化劑。這種復合氧化劑的優點是凈水效果得到提升,主要表現在可以凈化水體,并且可以控制凈水過程中的部分影響因素。
1.2聚合氯化鐵
聚合氯化鐵是環保型水處理化學品之一。其常用于處理低溫環境下的地濁度水體。氯化鐵在水中發生水解反應,形成氧化鐵,具有吸附作用,可以負載水中的部分雜質,最后沉降,達到凈水目的。聚合氯化鐵在低溫環境中的水處理效果較好,在低溫范圍內,相對較高的溫度下,沉淀沉降的速度也相對較快。自然界中水體溫度的高低與當地的地質水文特點直接相關。在化學品水中,為了提高環保效果,要用輔助方法提升其凈水能力。在相對較低溫度下,如果受到水文特征和水溫影響,形成氫氧化鐵的速度慢,則可以通過攪拌的方法來促進反應的進行,而不應該增加聚合氯化鐵的用量。
1.3高鐵酸鉀
高鐵酸鉀是環保型水處理化學品之一。其顯著特點是具有極強的氧化能力,其氧化能力僅次于氟氣,可以處理掉水中多種有機物和微生物,處理效率很高。高鐵酸鉀中的各個元素對環境都沒有污染,不屬于重金屬,支架排放到環境中不會再次污染水體,也不會對水生生物的生長造成威脅。另外,高鐵酸鉀溶于水后,可以形成懸浮物,并且帶有電荷。懸浮物可以負載水中的雜質,帶有一定的電荷,在正負電荷相互作用下,可以吸收更多的懸浮物或帶有相反電荷的離子。這就使得高鐵酸鉀具有卓越的凈水能力,但在我國產量有限。
1.4天然有機物
天然有機物是典型的環保型凈水物質。其顯著的特點是取之自然,不需要在生產上產生能耗,也不會對環境造成污染。天然高分子與金屬離子可以相互作用,天然高分子帶有羥基和羧基等基團,基團上有電子,金屬離子則有空軌道,這樣兩者就極易形成金屬配合物。所以,利用天然高分子,就可以讓其與水中的金屬離子發生反應,從而達到降低水中金屬含量的作用。利用天然高分子凈水,古已有之,現代化工行業用索氏提取法和浸取法等從茶葉、蒲公英、褐藻等植物體內提取天然高分子,并應用于凈水等各個領域。
2環保型水處理技術淺析
2.1 高級氧化處理
高級氧化處理技術是典型的環保型水處理技術。該技術的顯著優點是處理效率高,處理質量優異。高級氧化技術也叫深度氧化技術,其氧化劑是羥基自由基。在一定條件下,羥基自由基可以與水中多種物質發生氧化還原反應,起到凈水作用。高級氧化處理技術的缺點是成本比較高,需要具有專門的氧基自由基生產企業,還需要專門的凈水企業來進行操作,從而能夠保證精確控制高溫、高壓、聲、光、電、催化等反應條件。
2.2膜處理技術
膜處理技術是具有強大應用潛力的水處理技術。該技術是將生物學和物理學結合的產物,生物膜兩邊具有滲透壓,膜具有透過性,可將不同尺寸的離子用生物膜分離。在水處理中,水中的有機物或重金屬離子尺寸較大,利用膜處理技術可以讓水分子透過膜,讓有機物分子或重金屬離子留在膜的另一邊。這樣就達到了凈水目的。膜處理技術術語物理性凈水,所以在凈水前后不會對水體造成二次污染,還可以實現重金屬離子的富集。隨著科學技術的不斷進步,已經生產出多款半透膜,根據過濾粒徑的大小可以分為微濾、納濾等。通常情況下,微濾可以將水中的微藻、細菌等過濾掉:納濾可以將有機物分子和重金屬離子過濾掉。膜處理技術的缺點是費用較高,目前國內在膜制作方面還有很高的提升空間,需要通過強化自主研發來推進膜處理技術的廣泛應用。
23超聲凈化技術
超聲凈化技術是典型的環保型凈化方法。利用超聲波來凈水,是一個完全的物理凈水過程,全程不會對水體產生二次污染。該方法在農村水體凈化中應用最為廣泛,如果水體中具有較高的農藥含量,則可以用超聲凈化技術來進行處理。需要注意的是,超聲波凈水技術常常與生物反應器聯用。聯合使用可以提高凈水效率,如果超聲波的功率為10 w,生物膜反應器的活性會大幅度提升,凈水效率也會隨之提高。
2.4菌和酶聯合處理
菌和酶聯合處理技術沒有利用任何物理或化學方法凈水,屬于純粹的生物凈水法,符合環保理念。菌和酶可以消耗水中的有機物或金屬離子,將水中的污染物作為其生長代謝的養料。這樣就實現了凈水目的。菌和酶聯合使用,在菌種選擇和酶種類選擇上,要根據目標水體來確定。針對不同的水體,所用的菌和酶也不盡相同。菌和酶聯合處理的顯著優點是一勞永逸。針對某水體,投放一定量的酶和菌,水中污染物是其基本養料,酶和菌會不斷繁殖,這樣就提高了水體的自凈能力。雖然,菌和酶聯合的處理方式有諸多好處,但是在實踐中也有一定難度,比如選擇菌株非常困難,菌株既要滿足凈水需求,又要對環境具有較強的耐受力,所以篩選和培育具有優秀凈水能力的菌株是科研人員的當務之急。
2.5 反滲透水處理技術
反滲透技術是高效的水處理技術,其利用半透膜來進行水體內微觀世界的調控。該技術在沿海地區的應用較廣,反滲透技術在應用時要控制好兩側的滲透壓、余氯量、pH值以及二段壓差。在污水處理中,反滲透技術適用于電化學生產用水,水中離子濃度較大,有機物較少,利用反滲透技術具有較高的處理效率。
3環保型水處理化學品及水處理技術發展趨勢
3.1環保型水處理化學品發展趨勢環保型水處理化學品是凈水的利器,在凈水工作中必不可少。化學制劑凈水的顯著特點是見效快,可以大規模凈水。現有的水處理化學品種,高鐵酸鉀因其具有超強的氧化能力而備受關注,其產物中的鐵和鉀都是動植物生長所需元素,不會對自然界造成污染,具有很高的應用潛力。所以,未來環保型水處理化學品中,高鐵酸鉀的生產能力會受到關注,提升該凈水劑的產能。
3.2環保型水處理技術的發展趨勢環保型水處理技術有很多種,大體上分為化學型、物理型、生物型。化學型凈水劑的弊端是對環境造成直接或間接的影響,物理型凈水劑則需要較高的能耗,不夠經濟。所以,生物型凈水技術具有良好的發展前景。當下生物型凈水劑主要是利用菌和酶或者生物膜進行凈水,尚未能大規模投入使用。所以,未來要在菌株選擇和培育方面進行深入研究,并且提升國內膜制造技術。
3.3環保型水處理化學品和水處理技術的應用領域各有側重
化學品水處理方法可以對水進行全面凈化,使得水達到各類使用標準,具有見效快和處理徹底的優點。這種處理方法適用于飲用水和較高規格的水體凈化中。水處理技術中的生物水處理技術,比如菌和酶聯合使用,可以改善水體的自凈能力,投入較小,環境污染為零。這種水處理方式會應用在自然水體的凈化和調節中。
4結語
綜上所述,當前我國環保型水處理化學品和水處理技術發展態勢良好,能夠達到凈水效果,同時避免了對環境的影響。但是凈水化學品和水處理技術還有很大的提升空間,部分水處理聯合使用也體現出了顯著的優勢。所以,未來需要在環保型水處理技術和凈水化學品生產方面深入研究,其實將水資源凈化和生態環保工作貫徹落實下去。
參考文獻:
[1]鄒敏,黨媛,環保型水處理技術及發展趨勢探討[J].環境與發展,2018304:111-112