自动连续砂过滤工艺在水处理中的应用论文

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篇1：自动连续砂过滤工艺在水处理中的应用论文

自动连续砂过滤工艺在水处理中的应用论文

摘要：介绍了自动连续砂过滤工艺，并与常规水处理工艺进行比较，具有明显优于常规水处理工艺的特点。自动连续砂过滤工艺在饮用水处理、工业工艺用水处理、市政污水深度处理和工业污水处理中应用的工程实例，进一步验证了这种工艺的成熟可靠性，值得在国内推广。

关键词：水处理工艺；连续砂过滤工艺；应用

1连续自动砂滤装置简介

连续自动砂滤器是一种独特的含油污水处理设备，功能全面而且可靠，连续自动砂滤器没有运转的零部件，减少了大量的维护费用。

连续自动砂滤器主要用于油田含油污水处理站及市政的供水水厂和污水处理厂等。连续自动砂滤器是一种连续工作的过滤器，在反冲洗和过滤工作同时进行，不需要停产反洗。在原水从下往上运动的时候，净水通过石英砂滤床从下向上过滤而自然流出。同时，随着过滤过程的进行，被污染的石英砂滤料在洗砂器中得到清洗，悬浮物、油与洗砂污水一起被排放出去。

2连续自动砂滤器工作原理

2.1过滤过程

污水通过进水管进入过滤器内，由辐射式进水装置均匀分布进入滤床，污水穿过石英砂层向上运动，滤出水通过溢流口自然流出。

2.2反冲洗过程

空气提升装置把被污染的石英砂滤料从过滤器的底部提升到洗砂器的上部，然后，被污染的石英砂滤料穿过洗炭器落下来，在洗砂器中与从下向上流动的滤出水及空气交替运行、摩擦，这样，被污染的石英砂滤料就得到了清洗。清洗后的`石英砂落回到过滤器滤床的表面上，然后，再次参与过滤过程，这样，就保证了石英砂滤床永远是最清洁的。洗砂污水通过排污口被排放出去。

2.3连续自动砂滤装置的组成

连续自动砂滤装置主要由连续自动砂滤器、供气系统及自动化控制系统。

①控制系统说明。连续自动砂滤装置采用PLC控制系统，确保连续自动砂滤器及供气系统的稳定运行，它能对供气系统及连续自动砂滤器运行过程中的数据进行采集，反馈到电算机进行在线监测，实现集中检测和现场控制的目的。根据工艺要求，在连续自动砂滤器及供气系统上实现稳量、稳压及设备故障反馈警报的功能。

每台连续自动砂滤器进、出口及排污口均设有流量计，进行实时在线监测，并且通过入口流量计对入口调节阀进行调整，保证连续自动砂滤器的处理水量稳定及排污量的控制；每台连续自动砂滤器都配有就地操作箱，操作箱内配有六个气体流量计，分别对三个气浮装置及三个提砂装置进行手动调节控制。

②供气系统说明。供气系统主要由空气压缩机、气体干燥器及集气罐组成，供气系统主要是提供连续自动砂滤器气浮装置及提砂装置的气源，为保证连续自动砂滤器的气压稳定，在供气系统的末端设置一台气体流量计及调节阀，通过空气调节阀与压力传感器的连锁来保证供气系统终端的出口压力，保证连续稳定的气压供给连续自动砂滤器的气浮装置及提砂装置；并且两台空气压缩机的工作时间也由PLC来控制，在一台空气压缩机工作一定时间后，进行自动切换，让另一台空气压缩机继续工作，保证空气压缩机的使用寿命及稳定的工作状态。

空气干燥器主要是为使供气系统保持气体干燥的状态，在冬季运行时，不会因为空气中水份的影响使连续自动砂滤装置受到影响；空气干燥器设有旁通管线，在夏季运行时，即使空气中水份较大也不会影响到连续自动砂滤器的正常运行。 2.4自动连续砂过滤工艺的应用

①地表水处理。地表水通常作为饮用水和工业工艺用水的水源.絮凝剂和原水在进水管上的管道混合器中进行充分混合,絮凝和分离过程在连续砂过滤滤床中完成,出水浊度由在线浊度仪测量,絮凝剂的投加量和进水水量成比例，并且根据进水水质决定是否需要进行pH值的调节。

②饮用水处理。在饮用水处理中，通常情况下连续砂过滤器可保证如下出水水质：色度：<5mg/LPt；浊度：<0.3NTU；CODMn<2.5mg/L；AI：<0.1mg/L。根据某自来水厂的测试结果,在进水悬浮物含量为200mg/L的情况下，连续砂过滤器可以保证浊度小于1.0NTU的稳定的出水水质。

③工业工艺用水处理。用地表水作为水源处理的工业工艺用水的出水水质与饮用水的水质接近，通常可保证以下出水水质：色度：<5mg/LPt；CODMn：2-3.5mg/L；浊度：<0.2-0.5NTU；国外许多造纸厂采用活性砂过滤工艺处理原水。以下是某造纸厂连续砂过滤器的运行数据：原水水质：CODMn；8-10mg/L；色度:15-35mg/LPt过滤面积：100平方米处理水量：1800立方米/小时出水水质：CODMn<3mg/L；色度：<5mg/LPt；AI；<0.1mg/L。

④污水处理。

a.市政污水深度处理。为了节约水资源，市政污水二级处理后的出水需进行深度处理用作回用水已成为政府的一项政策。目前国内常用的深度处理方法是采用常规的絮凝、沉淀和过滤三段式处理工艺，进一步去除二沉池出水中的悬浮物和磷。国外多采用连续砂过滤工艺对污水厂二级处理出水进行深度处理，避免了常规水处理的初滤液对回用水系统的影响，在悬浮物浓度高达100mg/L的情况下,仍然能够满足回用水的水质要求。

b.工业污水。工业废水通常需要首先进行预沉和pH值的调节,投加絮凝剂后进入连续砂过滤器。国外大型的钢铁厂循环冷却水通常用连续砂过滤器来处理，可以去除铁渣和油脂。瑞典某轧钢厂的含钢渣和油的冷却水经连续砂过滤器处理完后循环回用，其处理效果如下：待过滤的冷却水水质:悬浮物：30-200mg/L；油：5-15mg/L；温度：25-30℃；流量：1120m3/h；过滤面积：100m2。连续砂过滤出水水质：悬浮物：<10mg/L；油：<2mg/L。

3结论

自动连续砂过滤工艺集絮凝、沉淀和过滤于一体，与常规处理工艺相比，出水水质稳定、节省占地、能耗低、移动部件少、维护维修工作量少、自动化程度高，非常适用于地表水处理、污水的深度处理和工业污水的处理。大量的工程应用结果表明自动连续砂过滤工艺是一种成熟、完善的工艺，在污水厂和自来水厂运行效果都非常好，值得推广。

篇2：臭氧组合工艺在水处理中的应用

臭氧组合工艺在水处理中的应用

摘要：在废水生化处理前进行臭氧预氧化,可以极大提高COD的去除率,降低UV254和色度,同时提高废水的可生化性,并且在使用和处理过程中的产物对环境污染很小,是一种极为有效的.预处理方法.文章结合臭氧的性能特点,综述了臭氧预氧化组合工艺在水处理中的研究进展,总结了在应用方面存在的问题,并展望了臭氧预处理的研究方向.作 者：于衍真    谭娟    冯岩    YU Yan-zhen    TAN Juan    FENG Yan  作者单位：济南大学,土木建筑学院,济南,250022 期 刊：工业用水与废水  ISTIC  Journal：INDUSTRIAL WATER & WASTEWATER 年，卷(期)：, 39(3) 分类号：X703.1 关键词：臭氧预氧化    水处理    可生化性   

篇3：短流程工艺及其在转炉除尘水处理中的应用

短流程工艺及其在转炉除尘水处理中的应用

简要介绍了转炉烟气除尘水污水的特性和污水综合处理短流程工艺的特点,通过实际工程应用表明,短流程工艺在转炉烟气除尘水闭路循环系统中具有处理效果好、占地少、维护成本低、效益明显,值得在除尘水处理领域大力推广应用.

作 者：魏治海 邹德军 王政S WEI Zhi-hai ZOU De-jun WANG Zheng-yun  作者单位：大连绿诺环境工程科技有限公司,大连,116100 刊 名：科学技术与工程  ISTIC英文刊名：SCIENCE TECHNOLOGY AND ENGINEERING 年，卷(期)： 7(20) 分类号：X703.1 关键词：烟气除尘水   短流程工艺   闭路循环   粗颗粒分离机   斜管沉淀罐  

篇4：电化学氧化-超滤组合工艺在炼油厂水处理中的应用

电化学氧化-超滤组合工艺在炼油厂水处理中的应用

用电化学氧化-超滤组合工艺对炼油二级出水进行了处理和回用研究.结果表明,电化学氧化法可降解炼油二级出水中的COD和NH3-N.氯离子浓度、电流密度和电解液流速对COD和NH3-N的去除影响很大.在NaCl质量浓度为500 mg/L、电流密度为10 mA/cm2、流速为18 mL/min时,电解40 min后,COD质量浓度降为20 mg/L,NH3-N质量浓度降为3.02 mg/L,直流电耗为2.18 kWh/t,满足炼油废水回用标准.研究结果表明,这种组合工艺在炼油二级出水处理和回用中的'应用前景非常广阔.

作 者：徐红 刘德佳 姜梅 林海波 Xu Hong Liu Dejia Jiang Mei Lin Haibo  作者单位：徐红,姜梅,林海波,Xu Hong,Jiang Mei,Lin Haibo(吉林大学化学学院物理化学系,长春,130021)

刘德佳,Liu Dejia(中油前郭石化分公司)

刊 名：石油炼制与化工  ISTIC PKU英文刊名：PETROLEUM PROCESSING AND PETROCHEMICALS 年，卷(期)： 37(7) 分类号：X7 关键词：电化学   氧化反应   超滤   生物处理  

篇5：高科技在机械制造工艺中的应用论文

高科技在机械制造工艺中的应用论文

1、高科技在机械制造工艺中应用前景

目前自动化技术和激光技术在机械制造工艺中的应用，已经为机械制造领域带来了巨大的优势，只要坚持正确的发展路径，就能利用自动化技术和激光技术为机械制造领域带来更大的繁荣。

（1）自动化技术的应用前景

自动化技术的一个大的发展方向是：提高自动化技术的柔性，建立对各种不同形状加工对象实现程序化灵活加工控制的柔性加工系统。柔性制造技术是指在计算机、软件以及数据库的支持下，结合自动化技术、信息技术和制作加工技术，将产品采购、设计、制造、销售、管理等过程统一控制的技术。围绕着提高自动化技术的柔性，一方面要逐步完善自动化制造加工生产线，提高每一加工工序的自动化控制精度，完善生产数据库为建立柔性的自动化控制系统做好基础准备；另一方面，要研发并使用功能丰富的自动化设备，逐步淘汰功能单一的自动化设备，这是企业降低成本，减小设备占地面积、提高机械加工自动化程度的必然要求。

（2）激光技术的应用前景

激光技术作为重要的.高科技之一，已逐步进入人们的生活中，尤其在机械制造领域得到了广泛的应用。激光加工是激光技术最重要的应用之一，目前已开发出20多种激光加工技术，如激光快速成型、激光切割、激光焊接、激光打孔、激光热处理等。激光技术的一个发展趋势是：提高激光的精确性和稳定性，降低激光系统的成本，以增强激光技术应用的广泛性；另一个发展趋势是：激光技术会逐步走向与自动化控制的融合。将激光技术应用于自动化控制系统中，是提高机械加工能力与提高机械加工自动化程度的客观要求。

2.结语

高科技为机械加工领域的技术突破做出了巨大贡献，尤其是自动化技术和激光技术：对于自动化技术，要从完善每一个自动化单元开始，建立更具灵活性的自动化系统，进一步建立自动化的机械加工企业，这是自动化技术发展的必然趋势；对于激光技术，要在增强激光的稳定性和精确性的同时降低激光的使用成本，是激光技术得到更广泛的应用，更重要的是，要将激光技术与自动化技术相结合，这是激光技术发展的必然趋势。

篇6：锰砂生物过滤在钢铁废水回用中的工艺参数研究

锰砂生物过滤在钢铁废水回用中的工艺参数研究

摘要：试验研究了锰砂生物过滤工艺在钢铁废水回用处理中的工艺参数.试验采用粒径为0.6～1.2mm的巩义锰砂.锰砂滤层厚度100 cm.生物膜培养成熟后,滤柱出水总铁和锰的质量浓度分别达到0.3和0.1 mg/L以下.通过不同滤速下处理效果的.对比,建议滤速为5m/h以下,工作周期为4d,反冲洗强度为27 L/(s・m2),冲洗历时5 min.溶解氧的质量浓度维持在4～5 mg/L可满足生物氧化需氧要求.作 者：徐竞成    黄丽芳    黄翔峰    范建伟    张杰    XU Jing-cheng    HUANG Li-fang    HUANG Xiang-feng    FAN Jian-wei    ZHANG Jie  作者单位：同济大学,环境科学与工程学院长江水环境教育部重点实验室,上海,92 期 刊：工业用水与废水  ISTIC  Journal：INDUSTRIAL WATER & WASTEWATER 年，卷(期)：, 39(1) 分类号：X703.1 关键词：锰砂    生物除铁除锰    钢铁废水    回用处理   

篇7：低压膜组合工艺在饮用水处理中的应用和研究现状

低压膜组合工艺在饮用水处理中的应用和研究现状

论述了国内外低压膜组合工艺在饮用水处理中的应用和研究现状,介绍了膜组合工艺的应用背景,阐明了低压膜与吸附、混凝、生物、氧化工艺相组合的`组合方式,处理目标物,处理效果以及在国外的应用情况,分析了各种组合工艺对膜污染现象的影响以及各工艺运行影响因素.

作 者：王伟 周彦灵  作者单位：王伟(大庆高新技术产业开发区规划建筑设计院,黑龙江,大庆,163316)

周彦灵(北京清华城市规划设计研究院,北京,100084)

刊 名：黑龙江科技信息 英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： “”(21) 分类号：X7 关键词：膜组合工艺   饮用水   混凝   活性炭   臭氧  

篇8：浅谈人工砂取代河砂在混凝土中的应用论文

浅谈人工砂取代河砂在混凝土中的应用论文

1 引言

我国天然砂的产源具有地域性的区别，其资源是有限的，同时如果大量开采会造成生态环境的破坏。随着我国工程建设事业的迅猛发展，越来越多天然砂被消耗了，因此天然砂的数量和质量不断减少，随之增长的是天然砂的价格，在这种情况下，迫切需要寻求新的砂资源取代天然砂。

人工砂是一种新型的建筑用砂，在全世界范围内已经批准使用。人工砂在混凝土中的应用，不仅可以解决天然砂资源有限的问题，同时还能有效地满足混凝土的需要。在混凝土的生产过程中，合理地利用人工砂，在降低资源消耗的基础上可以有效地提高混凝土的性能，这对我国环境保护具有非常重要的意义。因此，人工砂取代河砂在混凝土中的应用，具有良好的经济效益和社会效益，符合我国国情发展的需要。

2 人工砂的基本特性

根据我国建筑用砂标准，按照砂来源的不同分成两种，分别为天然砂和人工砂。其中天然砂主要包括河砂、湖砂、山砂及淡化海砂，而人工砂主要是指经除土处理的机制砂和混合砂。机制砂主要是岩石颗粒采用机械破碎的方式制作而成，并用筛去除粒径超过4.75mm 的颗粒，但是岩石原料不采用软质岩和风化岩。人工砂具有以下几点重要的基本特性：

⑴人工砂是采用机械破碎的方式制作而成，因此颗粒表面较为粗糙，棱角较多，这会降低用人工砂拌制而成的混凝土的和易性，从而导致混凝土出现较大的泌水率，但是人工砂存在着部分石粉，这在一定程度上可以改变混凝土的工作性能。

⑵通常情况下，在同一个工程中，混凝土中所采用的人工砂和碎石往往是采用同一种母岩原料制作而成的，因此这两者的热学性能一致，在大体积混凝土中应用热学性能一致的人工砂和碎石能够提高施工效果。

⑶对人工砂的颗粒组成进行分析，颗粒粒径在2.36mm 以上的粗颗粒含量较多，颗粒粒径在0.015mm以下的细粉粒含量也较多，而中间颗粒的含量则较少。

⑷通常情况下，人工砂存在着部分石粉，石粉的存在可以有效地改善集料的级配，同时在混凝土中还可以起到润滑和填充的作用，因此能提高混凝土的工作性能，同时改善混凝土的密实度、强度以及抗渗性能。在拌和物中，石粉的存在能够提高固体粒子的总体比表面积，比表面积直接关系到混凝土拌合物的粘聚性、保水性以及离析泌水率，比表面积越大，粘聚性和保水性越大，而离析泌水率越小;同时比表面的增加，也会提高混凝土的用水量。

3 试验材料

3.1砂子

本试验中所采用的人工砂分别来自不同的石矿厂，均为碎石生产过程中所产生的下脚料。对所生产的人工砂进行分析，其结果表明，人工砂中石粉的含量较大，级配较差，不够理想，颗粒较粗，粒性特征较差。本试验中所采用的天然砂为河砂，含石率为32%，对其颗粒组成进行分析，结果表明颗粒级配一般。表1 为本工程中所采用的天然砂和人工砂的物理特性。

3.2 水泥

本试验中所采用的水泥为佛山海螺P·O42.5 水泥，其标准稠度用水量为27.2%，经过试验得到28d 抗压强度为48.6MPa，安定性满足要求。

3.3 掺合料

本试验中所采用的掺合料主要包括粉煤灰和矿粉。其中粉煤灰主要采用Ⅱ级粉煤灰，需水量比为103%，经过0.045mm 筛的筛余量为17.6%。矿粉采用的是S95 级矿渣粉，比表面积达到425m2/kg。在混凝土中按一定比例掺加这两种掺合料，可以有效改善混凝土的工作性能，同时节约水泥的用量，降低工程成本。

3.4 减水剂

本试验中所采用的减水剂为LX-9A 型高性能聚羧酸减水剂，其含固量为10%，密度为1020kg/m3，减水率为29%。

3.5 碎石

本试验中所采用的碎石级配为5～31.5mm 连续级配，压碎指标为8.6%。

4 人工砂混凝土试验配合比

通过不同配合比的试验，可以了解到在中低强度等级的混凝土中加入不同品质的人工砂代替部分河砂，会对混凝土性能和力学性能产生的影响。

5 试验结果及分析

S1-0 和S2-0 为按照两种不同的试验配合比所配制的混凝土，以此为基准，其中0 代表人工砂的替代率为0%，即砂子全部采用纯天然砂，根据泵送混凝土的要求，设计坍落度为180mm，在混凝土配制过程中通过调整用水量使每组试验均保持在相同坍落度的状态下。

5.1 新拌混凝土性能

我们可以了解到，三种采用不同品质人工砂的试样在1、2 两种不同的配合比中应用时，当人工砂的取代率在30%以下时，新拌混凝土的和易性基本没多大的改变，但是需要增加单位用水量，一般为5～15kg。从表中还可以看出，不同品种人工砂的试样均表现出随着人工砂取代率的增加，混凝土和易性变差的现象，其中RA、RC 两个试样和易性变差的现象较为明显，产生这一现象的原因是与RB 试样相比，RA和RC 两个试样所采用的人工砂较粗，级配较为不合理，因此当人工砂的取代率超过一定的比例时，混凝土内部间隙出现较为明显的增加，在此情况下，混凝土的和易性变差。而对于RB 试样而言，其所采用的人工砂的级配比RA 和RC 试样好，同时石粉的含量较为适中，这对混凝土的新拌性能有一定的改善作用。与人工砂相比，天然砂的颗粒较为光滑，因此天然砂的摩擦系数较小，当达到相同的坍落度时，天然砂的用水量最少。总而言之，不同人工砂不同替代率所拌制的混凝土差别不是很大，均能满足施工的要求。

5.2 力学性能

我们可以了解到，三种采用不同品质人工砂的试样对不同强度等级的混凝土强度的影响基本一致。当人工砂的取代率在30%以内时，混凝土的28d 强度基本不出现变化，或者出现一些增加，这表明取代率对混凝土强度的影响不大。而当人工砂的取代率达到50%时，随着混凝土和易性的变差，混凝土的强度会出现一定的降低，但是与人工砂取代率为0 的基准配合比基本持平。虽然与天然砂相比，采用三种不同品质的人工砂的混凝土在两种不同的配合比中，所采用的单位用水量均有不同程度的提高，但是随着水胶比的增加，混凝土的强度并未出现降低的趋势，而是出现了一定程度的增长，出现这一现象是因为人工砂的表面较为粗糙，能够与水泥浆体进行良好的结合，同时砂与水泥浆体结合界面之间的机械啮合力也较高，而且在人工砂中存在适量的石粉，这对混凝土起到填充的.作用，不仅使混凝土中的毛细孔得到细化，而且还有效降低混凝土的孔隙比，使孔隙结构得到改善。总而言之，在不同的人工砂取代率中，当人工砂的取代率为30%，混凝土的工作性能和强度的综合水平最好。

6 对人工砂中石粉的认识

人工砂是采用机械破碎的方式制作而成，在生产的过程中不可避免地会产生一定量的石粉。人工砂中存在石粉，这是其与天然砂最明显的区别之一。石粉的粒径虽然是小于75um，但是其与天然砂中的泥具有明显的不同，包括成分和粒径，以及其所起的作用均有所不同。天然砂中存在的泥对混凝土所产生的作用是有害的，因此在混凝土施工过程中应严格控制好天然砂中泥的含量，但是人工砂中存在的石粉对混凝土所产生的作用是有利的。由于人工砂是采用机械破碎的方式制作而成的，因此人工砂颗粒的表面往往具有尖锐的棱角，这能够提高骨料与水泥之间的结合作用，但是对于混凝土的和易性而言，尖锐棱角所产生的影响是不利的，特别是在强度等级较低的混凝土中，其和易性更差，而人工砂中存在的适量的石粉，能够解决这一问题，有效地改善混凝土的和易性。此外，由于石粉的主要组成部分为粒径40～75um 的微粒，这些微粒在集料中的掺入，可以完善细骨料的级配，对混凝土的密实性产生有利的影响，因此人工砂中石粉的存在能够有效地提高混凝土的综合性能。

7 工程应用

人工砂的应用技术试验成功之后，可以将其应用到工程建筑中商品混凝土的生产过程中。通常情况下，人工砂对于天然砂的取代率控制在30%为宜。在人工砂的应用过程中，涵盖了C15～C40 泵送混凝土。工程经验表明，人工砂在混凝土中的应用具有较好的和易性。与采用天然砂拌制而成的混凝土相比，部分采用人工砂拌制而成的混凝土更易进行振捣，在施工过程中所产生的气泡含量较少。两种混凝土的颜色之间基本不存在明显的色差，混凝土强度完全能够满足设计要求。

8 经济效益和社会效益分析

8.1 直接经济效益

经济效益分析是以C30 混凝土为例，主要是计算人工砂的取代率为30%时，混凝土原材料成本的降低情况。一般情况下，河砂的价格是80 元/t，随着时间的推移价格存在上涨的趋势，而人工砂的价格仅为40 元/t。人工砂的取代率以30%计，则可节省12 元/t，与河砂混凝土相比，人工砂混凝土存在较为明显的经济效益。

8.2 社会效益

我国天然砂资源较为有限，随着工程建设的不断发展，砂的需求量将不断上涨，而对天然砂的乱开乱采，会对生态环境造成非常严重的破坏。因此在工程建设过程中，引入人工砂取代部分天然砂是迫切需要执行的政策，这不仅能够有效地减少天然砂开采对生态环境造成的破坏，同时也能大大地节约资源，因此人工砂取代河砂具有非常显著的社会效益。

9 结论

⑴在混凝土的生产过程中，采用人工砂部分取代天然砂在满足设计和施工要求的基础上，能够有效地改善混凝土的各项性能。

⑵不同品质的人工砂对混凝土的新拌性能和力学性能具有不同程度的影响，因此在施工过程中应根据实际情况选用合适的人工砂。

⑶人工砂在混凝土中的应用具有非常显著的经济效益和社会效益，因此人工砂的使用满足我国可持续发展的需要。

篇9：在线气相色谱分析在连续自动大气监测中的应用

在线气相色谱分析在连续自动大气监测中的应用

本文介绍了Syntech Spectras GC955-810在线气相色谱仅的工作原理和在空气监测中的实际应用.该在线气相色谱分析仪能够对样品连续自动采样,自动分析,自动记录.避免了手动采样、手动进样对样品的.破坏,分析效率低等不足.适用于现场环境监测.

作 者：曹芹 侯善勇  作者单位：镇江市环境监测中心站,江苏镇江,21 刊 名：科技创新导报 英文刊名：SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION HERALD 年，卷(期)： “”(19) 分类号：P41 关键词：气相色谱仪   在线分析   环境监测  

篇10：试议二氧化氯与臭氧在水处理中的应用论文

试议二氧化氯与臭氧在水处理中的应用论文

摘要:为了满足人们对水质的不断要求，二氧化氯和臭氧是今后水处理中的主要应用方向。本文对二氧化氯和臭氧消毒机理、氧化消毒特性及经济性等方面进行介绍分析。

关键词:二氧化氯；臭氧；消毒；饮用水处理

1二氧化氯（ClO2）

1.1二氧化氯的氧化消毒特性。ClO2是较强的氧化剂，氧化水中有机物具有选择性。①ClO2氧化能力强，其氧化能力是氯的2.5倍，能迅速杀灭水中的病原菌、病毒和藻类（包括芽孢、病毒和蠕虫等）。②与氯不同，ClO2消毒性能不受pH值影响。这主要是因为氯消毒靠次氯酸杀菌而二氧化氯则靠自身杀菌。③ClO2不与氨或氯胺反应，在含氨高的水中也可以发挥很好的杀菌作用，而使用氯消毒则会受到很大影响。④ClO2随水温升高灭活能力加大，从而弥补了因水温升高ClO2在水中溶解度的下降。⑤ClO2的残余量能在管网中持续很长时间，故对病毒、细菌的灭活效果比臭氧和氯更有效。⑥ClO2具有较强的脱色、去味及除铁、锰效果。⑦ClO2消毒只是有选择的与某些有机物进行氧化反应将起降解为含氧基团为主的产物。不产生氯化有机物，所需投加量小，约为氯投加量的40%不受水中氨氮的影响。因此，采用ClO2代替氯消毒，可使水中三氯甲烷生成量减少90%。

1.2二氧化氯的制备及经济性比较。ClO2的制备方法有化学反应法、电解食盐法、离子交换法等。其中化学法和电解法在生产上应用较多。

①化学法。化学反应制取ClO2的方法有：a.盐酸与亚氯酸钠反应：5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2+2H2O；b.盐酸与氯酸钠反应:NaClO3+2HCl=NaCl+ClO2+H2O；c.液气混合反应：2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2。

目前，一般谈到的化学法制取ClO2指方法a。这种方法生产规模较小，设备简单，便于实现自动化操作，适于水处理中生产应用;但碰到的问题同样是NaClO2价格昂贵，且该法ClO2的理论产率只有80%。为此，有公司研制出使用NaClO2和H2SO4反应制取ClO2的二氧化氯发生器。

②电解法。电解NaCl溶液生产ClO2以食盐为原料，采用隔膜电解工艺，在阳极室注入饱和食盐水，阴极室加入自来水，接通电源后使离子定向迁移，从而在阳极室及中性电极周围产生ClO2、O3、H2O、Cl2等混合气体。生产中可以通过降低电解温度，控制盐水流量，增加阳极室ClO2含量等方法提高ClO2产率。产生的混合气体ClO2仅占10%左右，除了O3、H2O2外，大部分是氯气。这就无法避免液氯消毒的缺点。同时ClO2含量也难以精确计算，设备复杂，易损坏部件价格昂贵，运行维护困难。但目前国内仍多用此法。

2臭氧（O3）

2.1臭氧的氧化消毒特性。①O3作为高效的无二次污染的氧化剂，是常用氧化剂中氧化能力最强的（O3>ClO2>Cl2>NH2Cl），其氧化能力是氯的2倍。②O3消毒受pH值、水温及水中含氨量影响较小，但也有一定的选择性。③O3去除微生物、水草、藻类等有机物产生的嗅、味，效果良好，脱色能力比Cl2和ClO2更为有效和迅速。④投加O3能改变小粒径颗粒表面电荷的性质和大小，使带电的小颗粒聚集;同时O3氧化溶解性有机物的过程中，还存在“徽絮凝作用”，对提高混凝效果有一定作用。⑤O3消毒效果好，剂量小，作用快，不产生三氯甲烷等有害物质，同时还可使水具有较好的.感官指标。⑥O3能将水中不易降解的大分子有机物氯化分解为小分子有机物，并向水中充氧使水中溶解氧增加，为后续处理（特别是生物处理）提供了更好的条件。但从经济上考虑，O3投加量不可能太高，所以氧化并不彻底，如果后续工艺处理不当，也会产生三氯甲烷等有害物质。⑦在水处理过程中，应尽量不要生成新的三氯甲烷物质，因为三氯甲烷一且形成，O3也很难将其氧化去除。 2.2臭氧的制备及经济性分析。生产O3的方法有无声放电法、放射法、紫外线法、电解法等。在实际净水厂应用中都采用无声放电法。

使氧气（O2）转变O3，首先需要有很大的能量将O-O键裂解为氧原子。无声放电就是利用高速电子来轰击氧气，使其分解成氧原子:O2=2O。

离解后的氧原子有些合成臭氧:3O=O3

有些重新合成为氧气，有些则和氧气合成为O3:O+O2=O3

上述反应都是可逆的，生成的O3也会分解成为氧原子活氧气。所以，通过放电区域的氧气中只有一部分能够变成O3，因此生产出来的O3通常指含一定浓度O3的空气，称为臭氧化空气，并非纯臭氧气。

根据目前的技术水平，O3的生产原料分为空气、纯氧气、液氧三种。

采用液氧一般适用于中小规模（臭氧量<50kg>50kg/h的规模。利用干燥空气制取O3获得的臭氧浓度一般在1%～3%；而利用纯氧或液氧生产的臭氧浓度可达10%左右，而且空气制取O3的电耗约为另外两种方法的2倍。

3结论

3.1ClO2和O3都是高效的氧化消毒剂，其氧化消毒能力受pH值及水中氨氮的影响均较小，消毒都不会产生三氯甲烷，是液氯消毒的理想替代产品。

3.2ClO2和O3具有更高的稳定性，同时又比氯具有更强的消毒能力;但氧化能力比O3差。但用臭氧消毒时，为了维持管网中的持续消毒能力，需要采用氯、氯胺、二氧化氯等作为辅助消毒剂。

3.3为避免生成三氯甲烷难以去除，在原水腐殖质、藻类、酚含量高的水厂，建议使用ClO2或O3进行预处理。

3.4水处理中采用O3要比采用ClO2成本略高，但从水质来讲，采用臭氧-活性炭工艺要比采用ClO2好。就经济水平而言，这两种改进水质的方法都是可以接受的，各水厂可以根据具体情况采用相应的措施。

3.5由于ClO2和O3氧化能力都很强，并都具有毒性和腐蚀性.在使用中要注意安全防护措施。

参考文献：

[1]梁光.城市污水再生水二氧化氯消毒研究[D].西安：西安建筑科技大学，2008.