추상
산업 생산과 생활 하수 배출의 지속적인 증가로 폐수 내의 강도 이온은 환경과 후속 처리 과정에 심각한 영향을 미칩니다.이 기사 는 폐수 제거 의 기본 원칙 을 체계적 으로 설명 합니다, 화학적 침착, 이온 교환, 막 분리 등 다양한 탈수 방법의 기술적 특성, 응용 범위 및 기존 문제를 상세히 분석합니다.그리고 흡수그리고 앞으로의 폐수 탈수 기술의 발전 추세를 기대합니다.폐수 탈수 공정의 최적화 및 기술 혁신을 위한 이론적 기준을 제공하는 것을 목표로.
1、 소개
폐수의 경도는 주로 칼슘과 마그네슘 이온의 존재 (칼슘 탄산, 마그네슘 탄산, 칼슘 황산, 마그네슘 황산 등과 같은 소금의 형태로) 에 의해 발생합니다..산업 생산에서 고강도 폐수는 장비의 스케일화, 열 교환 효율을 줄이고 에너지 소비를 증가시키고 심지어 장비 고장으로 이어질 수 있습니다.가정용 하수 처리 및 재사용 과정에서, 단단한 물은 세척 효과에 영향을 미치고 가정용 물의 편안함을 줄일 수 있습니다.많은 양의 강도 이온을 포함 한 폐수 배출은 또한 자연 물체의 생태 균형에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다.따라서 폐수에서 단단성 이온을 효과적으로 제거하는 것은 산업 생산의 안정적인 운영, 수자원의 재활용,그리고 생태환경 보호.
2폐수 탈수 원리
폐수 내의 경도는 일반적으로 임시 경도와 영구 경도로 나뉘어집니다. 임시 경도는 주로 칼슘과 마그네슘의 바이카보네이트 염분으로 구성됩니다.칼슘 탄산 및 마그네슘 하이드록시드 침착물로 분해되어 가열에 의해 제거 될 수 있습니다.; 영구적 인 경도는 칼슘과 마그네슘의 황산, 염화물 등으로 구성되며 화학적, 물리적 또는 물리 화학적 방법으로 제거해야합니다.폐수 탈수 원리의 기본 원리는 주로 침수 반응에 기초합니다., 이온 교환, 선택적 인막 침투, 흡수 등침수 반응은 용해되지 않는 침수를 생성하기 위해 칼슘과 마그네슘 이온과 반응하는 특정 화학 물질을 사용하는 것입니다.이온 교환 방법은 이온 교환 합액을 사용하여 물에서 칼슘과 마그네슘 이온을 교환하고 합액에 고정시키는 것입니다.막 분리 방법은 물에서 강도 이온의 분리 달성을 위해 서로 다른 이온의 막 보유 능력의 차이에 기초합니다.; 흡수 원리는 흡수 물질 표면의 활성 부위를 통해 흡수하여 칼슘 및 마그네슘 이온을 제거하는 것입니다.
3폐수에서 딱딱함을 제거하는 방법
(1) 화학 침착 방법
1라임 소다 재 방법
석회 소다 재 방법 (calm soda ash method) 은 딱딱함을 제거하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 화학 침착 방법 중 하나입니다. 이 방법은 폐수에 석회 (Ca (OH) 2) 와 소다 재 (Na 2 CO3) 를 첨가하는 것을 포함한다.석회암 은 먼저 물 에 있는 바이카보네이트 이온 과 반응 하여 칼슘 탄산 침착물 을 생성 한다, 마그네슘 이온은 마그네슘 하이드록시드 침착물로 변환된다. 소다 재는 물 속의 칼슘 이온과 반응하여 칼슘 탄산 침착물을 형성한다. 반응 과정은 다음과 같다.:
Ca ((HCO_{3}) _{2}+Ca(OH) _{2} 오른쪽 화살표 2CaCO_{3} 아래 화살표 +2H_ {2}O
Mg ((HCO_{3}) _{2}+2Ca(OH) _{2} 오른쪽 화살표 2CaCO_{3} 아래 화살표 +Mg ((OH) _{2} 아래 화살표 +2H_ {2}O
CaSO_{4}+Na_ {2}CO_ {3} 오른쪽 화살표 CaCO_{3} 아래 화살표
이 방법의 장점은 낮은 처리 비용, 광범위한 화학 소스, 고 농도의 경직성 폐수에 대한 중요한 처리 효과입니다.하지만 단점도 분명합니다., 많은 양의 진흙의 생산과 진흙 처리 비용이 높습니다. 반응 과정은 pH 값과 반응제의 복용량을 정확하게 제어해야합니다.그렇지 않으면 경직 제거 효과에 영향을 줄 것입니다.처리된 폐수에는 일정량의 나트륨 탄산이 남아 있어 수 알칼리성이 증가할 수 있습니다.
1포스파트 침착 방법
인산화물 침착 방법은 폐수에 인산화물을 첨가하여 칼슘과 마그네슘 이온과 반응하여 불분해 인산화물 침착물을 형성하는 것을 포함한다. 예를 들어,나트륨 트리폴리포스파트 (Na 5 P ∼ O 10) 는 칼슘 이온과 반응하여 불분해 인칼슘 포스파트 침착물을 형성합니다.이 방법은 고 강도 제거 효율과 낮은 농도의 강도 폐수에 대한 좋은 처리 효과를 가지고 있습니다. 그러나이 방법은 많은 양의 광소 원소를 도입합니다.물체들의 유트로피케이션으로 이어질 수 있는, 그리고 상대적으로 높은 인산화물 물질의 가격은 처리 비용을 증가시킵니다.
(2) 이온 교환 방법
이온 교환 방식은 이온 교환 합성에 교환 가능한 이온을 사용하여 폐수에서 칼슘과 마그네슘 이온과 교환합니다.강한 산성 카티온 교환 樹脂 (서울폰산 樹脂 등) 는 일반적으로 사용되는 이온 교환기그 교환 과정은 다음과 같습니다.
2R - SO_ {3}H + Ca^{2 + } 오른쪽 화살표 (R - SO_{3}) _ {2}Ca + 2H^{+}
2R - SO_ {3}H + Mg^{2 + } 오른쪽 화살표 (R - SO_ {3}) _ {2}Mg + 2H^{+}
솜에 있는 교환성 이온이 칼슘과 마그네슘 이온으로 포화되면염화수소와 황산과 같은 산을 재생에 사용해야 함이온 교환 방법의 장점은 좋은 경화 제거 효과, 안정적인 하수질 및 더 높은 물 품질 요구 사항을 충족 할 수있는 능력입니다.장비는 상대적으로 작은 영역을 차지하고 상대적으로 쉽게 작동합니다.그러나 이 방법은 높은 樹脂 가격과 재생 과정에서 생성되는 많은 양의 산성 및 알칼리성 폐수의 단점으로 적절한 처리가 필요합니다.그렇지 않으면 2차 오염을 일으킬 것입니다.; 樹脂은 들어오는 물의 품질에 대한 높은 요구 사항이 있으며, 폐수에서 떠있는 고체와 유기 물질과 같은 불순물은 쉽게 樹脂 막힘과 독을 일으킬 수 있습니다.사용 기간 및 기타 문제에 영향을 미치는.
(3) 막 분리 방법
1역오스모스 (RO)
역오스모스 (reverse osmosis) 는 압력 아래 반투수막을 통해 용액과 용매를 분리하는 기술이다. 역오스모스막의 pore 크기는 매우 작다.1-1nm), 칼슘과 마그네슘 이온을 효과적으로 가로막고 폐수 경화 제거를 달성 할 수 있습니다.물 분자는 압력 아래 역오스모스막을 통과합니다., 강도 이온이 차단되어 강도가 낮은 물이 생성됩니다. 역오스모스 방법은 강도를 제거하는 데 높은 효율성을 가지고 있습니다.그리고 하수물의 단단성은 매우 낮은 수준으로 줄일 수 있습니다.그것은 전자 산업 물, 보일러 공급 물 등과 같이 매우 높은 물 품질을 필요로하는 경우에 적합합니다.하지만 단점은 높은 작동 압력과 높은 에너지 소비입니다.· 막 구성 요소는 비싸고 하수에서 유기 물질, 미생물 및 다른 오염 물질로 쉽게 오염되며 정기적으로 청소 및 교체해야합니다.높은 유지보수 비용을 초래합니다.한편, 역오스모스 과정은 농축된 물의 일정량을 생성하고, 농축된 물의 처리 또한 도전입니다.
2나노 필트레이션 (NF)
나노 필트레이션 막의 포스 크기는 역오스모스 막과 울트라 필트레이션 막 사이 (약 1-10nm) 이다.그리고 이중 양성 이온 (칼슘과 마그네슘 이온 등) 을 많이 보유합니다., monovalent 이온 (나트륨 및 염화 이온과 같은) 의 유지 비율은 상대적으로 낮습니다. nanofiltration 프로세스는 낮은 압력에서 작동 할 수 있습니다.역오스모스와 비교하여 에너지 소비를 줄이는나노 필트레이션은 딱딱성 이온을 효과적으로 제거 할뿐만 아니라 유기 물질과 중금속 이온을 부분적으로 제거 할 수 있습니다.나노 필터레이션 막은 또한 쉽게 오염의 문제를 가지고 있으며 들어오는 물의 엄격한 사전 처리를 요구합니다.또한 나노 필터레이션 막의 사용 기간과 경화 제거 효과는 물의 품질과 운영 조건과 같은 요인에 의해 크게 영향을 받는다.
(4) 흡수 방법
흡수 방법은 흡수제의 표면에 활성 부위를 사용하여 칼슘과 마그네슘 이온을 흡수하고 제거하는 것입니다. 일반적인 흡수제는 활성 탄소, 제올라이트, 벤토나이트, 금속 산화물입니다.,예를 들어, 제올라이트는 독특한 포스 구조와 이온 교환 성능을 가지고 있으며, 교환 가능한 카티온은 폐수에서 칼슘과 마그네슘 이온과 교환 흡수 과정을 거칠 수 있습니다.흡수 방법은 작동이 간단하며 낮은 농도의 딱딱한 폐수에 특정 처리 효과가 있습니다.또한 일부 흡수제는 재생을 통해 재사용 될 수 있습니다. 그러나 흡수제의 흡수 용량은 제한적입니다.고농도 강도 폐수 처리 효율이 떨어지는; 애드소르벤트의 재생 과정은 상대적으로 복잡하며 재생 효과는 불안정하며, 이는 애드소르벤트의 서비스 수명과 경화 제거 효과에 영향을 줄 수 있습니다.
(5) 다른 방법
1전기 다이아리시 방법
전기 다이아리스는 이온 교환막의 선택적 투과성과 전기장 효과를 이용하여 물 속의 이온의 방향 이동을 유도합니다.따라서 폐수에서 경직을 제거하는 것을 달성합니다.전극분해 과정에서, 카티온 교환막은 단지 카티온을 통과시킬 수 있고, 아니온 교환막은 단지 아니온을 통과시킬 수 있습니다.폐수 내의 칼슘과 마그네슘 이온은 카티온 교환막을 통해 음전도로 이동합니다., 따라서 물에서 분리됩니다. 단단성을 제거하기 위한 전기 다이아리시 방법은 화학 물질을 추가 할 필요가 없으며 진흙을 생성하지 않습니다.운영 과정이 상대적으로 환경 친화적 인 경우그러나 이 방법은 장비에 큰 투자를 요구하며, 작동 중에 전기 에너지를 소비하며, 들어오는 물의 품질에 대한 높은 요구 사항이 있습니다.막의 오염을 방지하기 위해 엄격한 사전 처리를 필요로합니다..
2미생물 방법
Microbial method is to use the metabolic activity of microorganisms or the reaction between extracellular polymers of microorganisms and calcium and magnesium ions to achieve the removal of hardness from wastewater예를 들어, 일부 미생물은 알칼리성 물질을 분비함으로써 주변 환경의 pH 값을 높일 수 있으며, 이는 칼슘과 마그네슘 이온의 침착을 촉진합니다.미생물 외세포 폴리머의 기능 그룹, 예를 들어 카복실과 하이드록실 그룹은 또한 칼슘과 마그네슘 이온과 합성 및 흡수 될 수 있습니다.미생물 방법 은 치료 비용 이 낮고 환경 친화적 인 장점 을 가지고 있습니다그러나 처리 과정은 느리고, 온도, pH 값, 용해 된 산소 등과 같은 미생물 성장 조건에 의해 크게 영향을 받는다.아직 실용적인 응용의 한계가 있습니다..
4강도를 제거하기 위한 다른 방법들의 비교와 선택
폐수에서 딱딱함을 제거하는 다른 방법에는 자신의 장단점이 있으며, 그 적용 가능성도 다양합니다.폐수의 수질 특성과 같은 요소를 포괄적으로 고려해야 합니다., 다른 오염 물질 구성 요소 등), 처리 규모, 처리 비용, 하수물 품질 요구 사항 및 환경 보호 요구 사항, 그리고 단단함을 제거하기위한 적절한 방법을 선택하십시오.고농도 강도 폐수, 화학적 침착은 더 경제적이고 효과적인 방법일 수 있습니다. 높은 물 품질을 필요로하는 소규모 처리에는 이온 교환 또는 역 오스모스 방법이 더 적합합니다.낮은 농도의 딱딱한 폐수에서 비용에 민감합니다, 흡수 또는 미생물 방법은 특정 응용 잠재력을 가질 수 있습니다.각 방법의 장점을 완전히 활용하기 위해 여러 가지 경화 제거 방법을 조합하여 사용할 수 있습니다., 제거 효과를 향상시키고 처리 비용을 줄입니다.
5결론과 전망
폐수에서 단단함을 제거하는 기술은 산업 생산을 보장하고 수자원 재활용을 실현하고 생태 환경을 보호하는 데 큰 의미가 있습니다.현재, 화학적 침착, 이온 교환, 막 분리, 흡수 등과 같은 경직을 제거하기위한 다양한 방법은 실제 공학에서 널리 사용되었습니다.하지만 각 방법에는 한계가 있습니다.앞으로의 폐수 완화 기술의 발전 추세는 주로 다음과 같은 측면을 포함합니다. 첫째, 효율적이고 환경 친화적인그리고 경제적인 새로운 경화제 및 흡수 물질을 사용하여 경화 효율을 향상시킵니다., 처리 비용과 2차 오염을 줄이고, 두 번째는 막 재료의 연구 개발을 강화하고, 오염 방지 성능을 향상시키고, 유지율을 향상시키는 것입니다.그리고 선반의 사용 수명세 번째는 미생물 경화 제거 메커니즘에 대한 심층 연구를 수행하고 미생물 처리 프로세스를 최적화하는 것입니다.그리고 안정성과 치료 효율성을 향상시킵니다.; 네 번째는 단단함을 제거하기 위한 여러 방법의 공동 적용 과정을 탐구하고, 상호 보완적인 이점을 달성하고, 전체 처리 효과를 향상시키는 것입니다.지속적인 기술 혁신과 프로세스 최적화를 통해, 폐수 탈수 기술은 미래의 수자원의 지속가능한 이용과 환경 보호에 더 중요한 역할을 할 것입니다.
