水净化
水净化是去除不需要的化学物质、生物污染物、悬浮固体和气体的过程。这个过程的目标是生产适合特定用途的水。大多数水是为人类消费(饮用水)消毒的,但水净化也可设计用于各种其他目的,包括满足医疗、药理学、化学和工业应用的要求。一般来说,使用的方法包括物理过程,如过滤、沉淀和蒸馏,生物过程,如慢砂过滤器或生物活性炭,乐动-app直播化学过程,如絮凝氯化和使用电磁辐射,如紫外线。
水的净化过程可降低悬浮颗粒、寄生虫、细菌、藻类、病毒、真菌等颗粒物的浓度;以及一系列的溶解物质和颗粒物质,这些物质来自于雨水落下后可能接触到的表面。
饮用水质量标准通常由政府或国际标准制定。这些标准通常会为水的使用设定最低和最高污染物浓度。
治疗
预处理
- 泵送和密封-大部分水必须从水源泵送或直接进入管道或储存罐。为了避免向水中添加污染物,这种物理基础设施必须由适当的材料制成,这样就不会发生意外污染。
- 过滤-净化地表水的第一步是清除可能干扰后续净化步骤的大碎片,如树枝、树叶、垃圾和其他大颗粒。大多数深层地下水在其他净化步骤之前不需要筛选。
- 储存——来自河流的水也可以在岸边的水库中储存几天到几个月的时间,以便进行自然的生物净化。如果是用慢砂过滤器进行处理,这一点尤其重要。蓄水池还可在短期干旱时提供缓冲,或在源头河发生暂时性污染事件时维持供水。
各种各样的技术可用来去除细颗粒、微生物和一些溶解的无机和有机物质。方法的选择将取决于被处理的水的质量,处理过程的成本和处理水的质量标准。
pH值调整
纯净水的pH值接近7(既非碱性也非酸性)。海水的pH值可以在7.5到8.4之间(中等碱性)。淡水的pH值可根据流域或含水层的地质情况以及污染物输入(例如酸雨)的影响而变化。如果水是酸性的(低于7),可以在水净化过程中加入石灰、苏打灰或氢氧化钠来提高pH值。乐动-app直播石灰的加入增加了钙离子的浓度,从而提高了水的硬度。对于高酸性的水,强制通风脱气剂可以有效地提高pH值,通过剥离水中溶解的二氧化碳。使水呈碱性有助于凝结和絮凝乐动-app直播工艺有效地工作,也有助于最大限度地减少铅管道和管道配件中的铅焊料溶解铅的风险。足够的碱度也可以降低水对铁管的腐蚀性。在某些情况下,可以在碱性水中加入酸(碳酸、盐酸或硫酸)来降低pH值。碱性水(pH值高于7.0)并不一定意味着铅或铜不会溶解在水中。水沉淀碳酸钙以保护金属表面和降低有毒金属溶解在水中的可能性的能力是pH值、矿物含量、温度、碱度和钙浓度的函数。
混凝和絮凝
传统的水净化过程的第一步是添加化学物质,以协助去除水中悬浮的颗粒。颗粒可以是无机的,如粘土和淤泥,也可以是有机的,如藻类、细菌、病毒、原生动物和自然有机物。无机和有机颗粒造成水的浑浊和颜色。
加入无机混凝剂,如硫酸铝(或明矾)或氯化铁(III)盐,会在粒子上和粒子之间同时产生若干化学和物理相互作用。几秒钟内,无机混凝剂就能中和粒子上的负电荷。也在几秒钟内,金属氢氧化物析出的铝和铁离子(III)开始形成。这些沉淀在自然过程中结合成更大的颗粒,如布朗运动和诱导混合,有时被称为絮凝。乐动-app直播对无定形金属氢氧化物最常用的术语是“絮凝物”。大的,无定形的铝和铁(III)氢氧化物吸附和缠住悬浮颗粒,并促进随后的沉淀和过滤过程中颗粒的去除。乐动-app直播氢氧化物形成的pH值范围很窄,一般为5.5到7.7。铁(III)羟基化物可以在更大的pH值范围内形成,包括低于明矾有效pH值的pH值,通常为:5.0至8.5。
在水净化工厂,通常有一个高的能量,快速混合单元过程(停留时间以秒为单位),混凝剂的化学物质被添加之后,絮凝盆地(拘留时间范围从15到45分钟),低能量输入转大桨或其他温和的混合设备提高絮状物的形成。事实上,一旦加入金属盐凝聚剂,混凝和絮凝过程就会继续进行。乐动-app直播有机聚合物在20世纪60年代被开发出来,作为凝聚剂的辅助剂,在某些情况下,作为无机金属盐凝聚剂的替代品。合成的有机聚合物是高分子量的化合物,携带负电荷、正电荷或中性电荷。当有机聚合物被添加到含有微粒的水中时,高分子量化合物吸附在微粒表面,并通过微粒间桥接与其他微粒结合形成絮凝体。
溶气浮选法
当要去除的颗粒不容易从溶液中沉降时,通常使用溶解气浮选法(DAF)。特别容易受到单细胞藻华影响的供水以及低浊度和高颜色的供水通常使用DAF。在混凝和絮凝过程后,水会流向DAF罐,罐底的空气扩散器会产生细小的气泡乐动-app直播,附着在絮体上,导致浓缩絮体漂浮。浮絮层从表面清除,澄清水从DAF罐底部抽出。
过滤
在分离大部分絮团后,水被过滤作为最后一步,以去除剩余的悬浮颗粒和不稳定的絮团。
快速砂过滤器
清洗过滤器时,水快速向上通过过滤器,反方向(称为反冲洗或反冲洗),以去除嵌入的颗粒。在此步骤之前,压缩空气可以通过过滤器的底部吹起,以分解压实的过滤介质,以帮助反洗过程;这就是所谓的空气冲刷。
膜过滤
消毒
二氧化氯消毒
臭氧消毒
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