臭氧水处理应用研究阶段性成果
臭氧是一种由三个氧原子构成的氧化性气体分子,可以通过空气放电制备,它的氧化性非常强,可以氧化分解水中许多污染物,高效净化水质,同时,其自身分解还原成氧气。作为目前国际上最先进的、承载着绿色环保的理念水处理技术,尤其是针对日益污染严重的自然水源,臭氧水处理技术与传统的药剂沉淀+氯消毒的净化水方式相比,具有诸多优势:在整个水处理过程中没有任何化学物质的投加,不会改变水的组成;水中的异味物质可以被彻底去除,颜色也能获得明显改善;同时,水中的总有机物含量可降低50%左右。这一技术不仅在饮用水处理上具有非常大的水处理应用前景,且在污水再生利用和安全保障上也可以发挥非常重要的作用,经过臭氧处理的污水则能够基本上达到无臭无色,并可通过绿地浇灌、景观、洗车、洁厕等多种途径被更广泛地循环再利用。
此前,国内已有少数水厂将进口的臭氧发生设备用于自来水和污水的处理上,但在设备选型,以及水处理应用方案的设计上还存在着很大的盲目性。作为一家技术主导型的水处理公司,日本三菱电机公司拥有目前在全球范围内最先进的臭氧发生技术,同时,由于近年来地球环境与资源的急剧变化所引发的全球对于环保问题的热切关注,也使得三菱电机更加深了对该项目的认知与重视,通过与中科院六年的鼎力合作,终于在最近研究出了针对不同的水源——湖水、河水、水库水、生活污水和工业废水等,在不同水处理应用目标下的处理方案,完善了臭氧水处理技术在我国应用的技术基础,更具针对性与专业性地解决了臭氧水处理技术怎样在适应中国水资源现状,在应用中如何减少投资、降低成本、提高应用效率的问题。
随着该项水处理技术最新研发阶段性成果的公布与应用推广,将有望有效地解决目前存在于我国部分地区的自来水有异味、颜色不清澈等问题,同时,还将大大弥补过去通过传统方式处理污水的不足与弊端,改善污水处理效果,使经过处理后的污水变废为宝,能够在城市生活、工业生产等更大范围内得到再利用,以帮助缓解城市水资源的不足。
EIM水处理行业应用案例
自来水处理工艺中最重要的快滤池水处理设备由进水阀、清水阀、排水阀、冲洗阀、水泵、流量计、液位计和加药阀等组成。这些设备根据工艺需要实现快速过滤的自动控制。工艺要求如下:开启进水阀,当快滤池的液位达到一定高度时,清水阀自动开启,当液位下降到一定高度时,清水阀自动减小开度运行。当流量计检测到清水的流量低于设定值时,则需要对滤池进行冲洗,这时关闭进水阀和清水阀,打开排水阀,当收到排水阀的开足信号,则冲洗阀打开,对滤池进行冲洗,使滤池重生,从而再次获得较高的滤净度和滤速。
在该工程中使用了美国AB公司的PLC作为控制站,选用了Modbus的通讯模块,与现场设备之间采用的是两线制接线方式,使用了串行环状网络拓扑。
现场阀门驱动设备选用了美国EIM公司提供了的TEC2000系列智能电动执行机构,并且57台电动执行机构全部配置有支持Controlinc(r)数字控制网络的CAM通讯模块。
磁化水已经广泛应用于水处理系统,虽然关于磁化水的作用机理上还不能确定,但其在水处理装置抑垢中的功效却是显而易见的,而且近来磁化水技术还被应用到污水的工业处理中。本文介绍总结了磁化水在环境水处理技术中的应用现状和前景,并对其机理进行了浅析。
水经过一定强度的磁场,就成为“磁化水”。目前研究表明水磁化后会产生物理化学性质的变化,其中的机理尚不能肯定。一些学者认为磁场会破坏水原来的结构,使原来较大的缔合水分子集团变成较小的缔合水分子集团,甚至是单个分子。而且分子中的氢键也会有部分因为洛仑兹力的作用下正负离子反方向旋转而断裂(1)。所以磁化后的水会表现出一些性质的变化,如:pH值、密度、挥发性、溶解性、表面张力、电导率、沸点、冰点都有不同的改变,这种改变和所加的磁场大小有密切的关系(2)。磁化水因为其特殊的性质已经被广泛的应用到工程。
早在十三世纪,人们已经注意到磁化水的医疗作用。1945年比利时韦梅朗应用磁化水减少锅垢获得成功并申请了专利。该技术由于装置简单,不需要任何化学试剂而被美国、日本和前苏联广泛水应用并得到发展。我国的磁化水研究开始于六十年代初,以前由于化学法水质稳定剂技术的迅速发展,使得磁水器应用推广较慢。现在这一技术又重新获得重视。水处理应用对象已经涉及到建材、化工、冶金、农业、医学等各个领域。在工业锅炉的除垢防垢、油田的防蜡降粘等方面、医学上的磁疗等领域中的水处理应用取得了一定的成果。近年来,如何将磁化效应与环境污染治理技术结合起来,提高污水的处理效果已逐渐引起人们的兴趣。
臭氧在水中对细菌、病毒等微生物杀灭率高、速度快,对有机化合物等污染物质去除彻底而又不产生二次污染,因此饮用水杀菌消毒是臭氧应用的最主要部门,自来水行业是臭氧的最大市场。
氯消毒在自来水厂应用是很普遍的。但臭氧对细菌的杀灭率更高,杀灭速度更快。氯消毒对水质pH值改变特别敏感,pH值由7.5变到8.0氯的投加量要加大2.5倍,而臭氧投加量改变不大。目前使用臭氧代替氯消毒最主要的因素,也是传统使用氯消毒的美国、日本等国家都在快速发展采用臭氧处理自来水的主要原因。
污水处理包括城市污水、工业污水与医疗污水的处理,主要目的为杀菌消毒、去除污染物质并脱色除味以达到排放标准。近几年由于水资源匾乏,行业主管部门制定了工业、生活污水回用的法规,提高了处理标准。
美国在本世纪七十年代初开始利用臭氧处理生活污水,其主要的目的为消毒并降低生物耗氧量(BOD)和化学耗氧量(COD),去除亚硝酸盐、悬浮固体及脱色,已达到全面生产应用的水平。日本则在缺水地区进行污水臭氧处理后作为非食用水(即中水)循环使用。