추상적인
산업 생산 및 국내 하수 배출이 지속적으로 증가함에 따라 폐수의 경도 이온은 환경 및 후속 처리 과정에 심각한 영향을 미칩니다. 이 기사는 폐수 탈수의 기본 원리를 체계적으로 설명하고, 화학 강수량, ION 교환, 막 분리 및 흡착과 같은 다양한 탈수 방법의 기술적 특성, 응용 프로그램 범위 및 기존 문제를 자세하게 분석하고, 미래의 WASTEWATTER DEWATTERING 기술의 개발 경향을 기대합니다. 탈수 과정.
1 、 소개
폐수의 경도는 주로 물에 칼슘 및 마그네슘 이온 (예 : 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 황산 칼슘, 황산염 마그네슘 등)의 존재에 의해 발생합니다. 산업 생산에서 높은 경도 폐수는 장비 스케일링을 유발하고, 열 교환 효율을 줄이며, 에너지 소비를 증가 시키며, 장비 고장을 초래할 수 있습니다. 국내 하수 처리 및 재사용 과정에서 경수는 세척 효과에 영향을 미치고 가정용 물의 편의를 줄일 수 있습니다. 또한, 다량의 경도 이온을 함유하는 폐수의 배출은 또한 천연 수체의 생태 균형에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 폐수에서 경도 이온을 효과적으로 제거하는 것은 산업 생산의 안정적인 작동, 수자원 재활용 및 생태 환경 보호에 큰 중요합니다.
2 t 폐수 탈수의 원리
폐수의 경도는 일반적으로 일시적인 경도와 영구 경도로 나뉩니다. 일시적인 경도는 주로 칼슘과 마그네슘의 중탄산염 염으로 구성되며, 이는 탄산 칼슘 및 수산화 마그네슘 침전물로 분해되고 가열에 의해 제거 될 수있다; 영구 경도는 황산염, 염화물 등의 칼슘 및 마그네슘으로 구성되며 화학적, 물리적 또는 물리 화학적 방법을 통해 제거해야합니다. 폐수 탈수의 기본 원리는 주로 침전 반응, 이온 교환, 선택적 막 투과, 흡착 등을 기반으로합니다. 침전 반응은 칼슘 및 마그네슘 이온과 반응하여 불용성 침전물을 생성하여 낭비자로부터 분리하기 위해 특정 화학 물질의 사용입니다. 이온 교환 방법은 칼슘과 마그네슘 이온을 물에 교환하기 위해 이온 교환 수지를 사용하여 수지에 고정시키는 것입니다. 막 분리 방법은 물에서 경도 이온의 분리를 달성하기위한 상이한 이온에 대한 막 체류 능력의 차이에 기초하고; 흡착 원리는 흡착제 표면의 활성 부위를 통해 흡착에 의해 칼슘과 마그네슘 이온을 제거하는 것입니다.
3 ing 폐수에서 경도를 제거하는 방법
(1) 화학 강수량
1. 라임 소다 애쉬 방법
라임 소다 애쉬 방법은 경도를 제거하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 화학 강수량 중 하나입니다. 이 방법에는 폐수에 석회 (Ca (OH) ₂) 및 소다 재 (NA ₂ CO3)를 추가하는 것이 포함됩니다. 석회는 먼저 물에 중탄산염 이온과 반응하여 탄산 칼슘 침전물을 형성하는 반면, 마그네슘 이온은 수산화 마그네슘 침전물로 전환된다. 소다 재는 물에 칼슘 이온과 추가로 반응하여 탄산 칼슘 침전물을 형성합니다. 반응 과정은 다음과 같습니다.
ca (hco_ {3}) _ {2} +ca (OH) _ {2} RIGHTARROW 2CACO_ {3} DownArrow +2H_ {2} o
mg (hco_ {3}) _ {2} +2ca (OH) _ {2} RIMENTARROW 2CACO_ {3} DownArrow +Mg (OH) _ {2} DownArrow +2H_ {2} O
CASO_ {4} +NA_ {2} CO_ {3} RIGHTARROW CACO_ {3} DOWNARROW +NA_ {2} SO_ {4}
이 방법의 장점은 낮은 처리 비용, 광범위한 화학 공급원 및 고농도 경도 폐수에 대한 중요한 처리 효과입니다. 그러나 많은 양의 슬러지 생산 및 높은 슬러지 처리 비용과 같은 단점은 매우 명백하다. 반응 과정은 시약의 pH 값 및 투여 량의 정확한 제어를 필요로하며, 그렇지 않으면 경도 제거 효과에 영향을 미칩니다. 처리 된 폐수는 일정량의 탄산나트륨을 유지하여 물 알칼리성을 증가시킬 수 있습니다.
1. 인산염 침전 방법
포스페이트 침전 방법은 폐수에 포스페이트를 첨가하여 칼슘 및 마그네슘 이온과 반응하여 불용성 칼슘 및 인산 마그네슘 침전물을 형성하는 것을 포함한다. 예를 들어, 나트륨 트리 폴리 포스페이트 (Na ₅ p ∝ o ₁₀)는 칼슘 이온과 반응하여 불용성 인산 칼슘 침전물을 형성합니다. 이 방법은 높은 경도 제거 효율과 낮은 농도 경도 폐수에 대한 우수한 처리 효과를 갖습니다. 그러나,이 방법은 다량의 인 요소를 도입하여 수역의 부영양화로 이어질 수 있으며, 인산염 제의 상대적으로 높은 가격은 치료 비용을 증가시킨다.
(2) 이온 교환 방법
이온 교환 방법은 이온 교환 수지에서 교환 가능한 이온을 사용하여 폐수의 칼슘 및 마그네슘 이온과 교환합니다. 강한 산성 양이온 교환 수지 (설 폰산 수지와 같은)는 일반적으로 사용되는 이온 교환기이며 교환 공정은 다음과 같습니다.
2R -SO_ {3} H + CA^{2 +} 오른쪽으로 (r -so_ {3}) _ {2} CA + 2H^{ +}
2R -SO_ {3} H + MG^{2 +} 오른쪽으로 (r -so_ {3}) _ {2} mg + 2H^{ +}
수지의 교환 가능한 이온이 칼슘 및 마그네슘 이온으로 포화되면, 수지의 교환 용량을 회복시키기 위해 산 (예 : 염산 및 황산)을 사용해야합니다. 이온 교환 방법의 장점은 우수한 경도 제거 효과, 안정적인 폐수 품질 및 높은 수질 요구 사항을 충족하는 능력입니다. 장비는 비교적 작은 지역을 차지하며 비교적 작동하기 쉽습니다. 그러나이 방법은 높은 수지 가격의 단점과 재생 과정에서 생성 된 많은 양의 산성 및 알칼리성 폐수가 적절하게 처리되어야하며, 그렇지 않으면 2 차 오염을 유발할 것입니다. 수지는 들어오는 물의 품질에 대한 높은 요구 사항을 가지고 있으며, 폐수의 현탁 된 고형물 및 유기물과 같은 불순물은 수지 막힘 및 중독을 쉽게 만들어 서비스 수명 및 기타 문제에 영향을 줄 수 있습니다.
(3) 멤브레인 분리 방법
1. 역삼 투 (RO)
역 삼투압은 압력 하에서 반 투과성 막을 통해 용액에서 용질 및 용매를 분리하는 기술입니다. 역 삼투압 막의 기공 크기는 매우 작으며 (약 0.1nm) 칼슘과 마그네슘 이온을 효과적으로 차단하고 폐수 경도 제거를 달성 할 수 있습니다. 경도를 제거하는 과정에서, 물 분자는 압력 하에서 역 삼투 막을 통과하는 반면, 경도 이온은 가로 채워서 경도가 낮아진 물이 발생합니다. 역삼 투 방법은 경도 제거에 높은 효율을 가지며, 폐수의 경도는 매우 낮은 수준으로 감소 될 수 있습니다. 전자 산업 물, 보일러 공급 물 등과 같이 매우 높은 수질이 필요한 경우에 적합하지만, 단점은 높은 작동 압력과 높은 에너지 소비입니다. 막 성분은 비싸고 폐수의 유기물, 미생물 및 기타 오염 물질에 의해 비싸고 쉽게 오염되어 정기적 인 청소 및 교체가 필요하므로 유지 비용이 높아집니다. 한편, 역 삼투압 공정은 일정량의 농축 물을 생성하며, 농축 된 물의 처리는 도전이다.
2. 나노 여과 (NF)
나노 여과 막의 기공 크기는 역 삼투 막과 Ultrafiltration Membrane (약 1-10nm) 사이에 있으며, 이온 (예 : 칼슘 및 마그네슘 이온)에 대한 높은 보유율을 가지며, 단일 이온 (예 : 나트륨 및 클로라이드 이온)의 보유율은 상대적으로 낮습니다. 나노 여과 공정은 낮은 압력에서 작동하여 역 삼투에 비해 에너지 소비를 줄입니다. 나노 여과는 경도 이온을 효과적으로 제거 할뿐만 아니라 유기물과 중금속 이온을 부분적으로 제거 할 수 있습니다. 그러나, 나노 여과막은 또한 오염이 쉬운 문제가 있으며 들어오는 물의 엄격한 전처리가 필요합니다. 또한, 나노 여과 막의 서비스 수명 및 경도 제거 효과는 수질 및 작동 조건과 같은 요인에 의해 크게 영향을받습니다.
(4) 흡착 방법
흡착 방법은 흡착제 표면에 활성 부위를 사용하여 칼슘과 마그네슘 이온을 흡착하고 제거하는 것입니다. 일반적인 흡착제에는 활성탄, 제올라이트, 벤토나이트, 금속 산화물 등이 포함됩니다. 예를 들어, 제올라이트는 독특한 기공 구조 및 이온 교환 성능을 가지며 교환 가능한 양이온은 폐수에서 칼슘 및 마그네슘 이온과 교환 흡착을 겪을 수 있습니다. 흡착 방법은 작동하기가 간단하며 저 농도 경도 폐수에 대한 특정 처리 효과가 있습니다. 또한, 일부 흡착제는 재생을 통해 재사용 할 수 있습니다. 그러나, 흡착제의 흡착 용량은 제한되어 있으며, 이는 고농도 경도 폐수에 대한 치료 효율이 좋지 않다; 흡착제의 재생 과정은 비교적 복잡하고 재생 효과는 불안정하여 흡착제의 서비스 수명 및 경도 제거 효과에 영향을 줄 수 있습니다.
(5) 기타 방법
1. 전이 투석 방법
전기 투석은 이온 교환 막의 선택적 투과성 및 전기장 효과를 사용하여 물에서 이온의 방향 이동을 유도하여 폐수로부터의 경도 제거를 달성합니다. 전기 투석 동안, 양이온 교환 막은 양이온을 통과 할 수있게하는 반면, 음이온 교환 막은 음이온 만 통과 할 수있게한다. 전기장의 작용 하에서, 폐수의 칼슘 및 마그네슘 이온은 양이온 교환 막을 통해 음성 전극으로 이동하여 물에서 분리됩니다. 경도 제거를위한 전기 투석 방법은 화학 물질의 첨가를 필요로하지 않으며 슬러지를 생성하지 않으므로 작동 공정이 비교적 환경 친화적입니다. 그러나이 방법은 장비에 대한 대량의 투자가 필요하고 작동 중에 전기 에너지를 소비하며 들어오는 물의 품질에 대한 높은 요구 사항이있어 막을 방지하기 위해 엄격한 전처리가 필요합니다.
2. 미생물 방법
미생물 방법은 미생물의 대사 활성 또는 미생물의 세포 외 중합체와 칼슘 및 마그네슘 이온 사이의 반응을 사용하여 폐수로부터의 경도 제거를 달성하는 것이다. 예를 들어, 일부 미생물은 알칼리성 물질을 분비함으로써 주변 환경의 pH 값을 증가시킬 수 있으며, 이는 칼슘 및 마그네슘 이온의 침전을 촉진합니다. 카르 복실 및 히드 록실 그룹과 같은 미생물 세포 외 중합체의 기능적 그룹은 또한 칼슘 및 마그네슘 이온과의 복합화 및 흡착을 겪을 수있다. 미생물 방법은 낮은 치료 비용과 환경 친화 성의 장점을 가지고 있지만, 치료 과정은 느리게 느리고 온도, pH 값, 용존 산소 등과 같은 미생물 성장 조건에 의해 크게 영향을받습니다. 현재, 실제 응용 분야에는 여전히 특정 제한이 있습니다.
4 of 경도 제거를위한 다양한 방법의 비교 및 선택
폐수에서 경도를 제거하기위한 다양한 방법에는 고유 한 장점과 단점이 있으며 적용 가능성도 다릅니다. 실제 응용에서는 폐수의 수질 특성 (예 : 경도 이온 농도, 기타 오염 물질 성분 등), 처리 척도, 치료 비용, 폐수 품질 요구 사항 및 환경 보호 요구 사항과 같은 요인을 종합적으로 고려해야하며 경도 제거를위한 적절한 방법을 선택해야합니다. 고농도 경도 폐수의 경우 화학적 강수량은보다 경제적이고 효과적인 방법 일 수 있습니다. 높은 수질이 필요한 소규모 치료의 경우, 이온 교환 또는 역삼 투 방법이 더 적합합니다. 비용에 민감한 저 농도 경도 폐수의 경우 흡착 또는 미생물 방법이 특정 적용 전위를 가질 수 있습니다. 또한, 많은 경우, 경도 제거를위한 여러 방법의 조합을 사용하여 각 방법의 장점을 완전히 활용하고 제거 효과를 향상 시키며 처리 비용을 줄일 수 있습니다.
5 pect 결론과 전망
폐수에서 경도를 제거하는 기술은 산업 생산을 보장하고, 수자원 재활용 실현 및 생태 환경을 보호하는 데 큰 의미가 있습니다. 현재, 화학 강수량, 이온 교환, 막 분리, 흡착 등과 같은 경도를 제거하기위한 다양한 방법은 실제 공학에 널리 사용되었지만 각 방법에는 특정한 한계가 있습니다. 앞으로 폐수 DE 경화 기술의 개발 추세에는 주로 다음과 같은 측면이 포함됩니다. 첫째, 효율적이고 환경 친화적이며 경제적 인 새로운 DE 경화제 및 흡착 재료를 개발하여 경화 효율성을 향상시키고 치료 비용 및 2 차 오염을 감소시킵니다. 두 번째는 막 재료의 연구 및 개발을 강화하고, 막의 오염 성능, 유지율 및 막의 서비스 수명을 개선하며, 막 분리 기술의 운영 비용을 줄이는 것입니다. 세 번째는 미생물 경도 제거 메커니즘에 대한 심층적 인 연구를 수행하고 미생물 처리 과정을 최적화하며 안정성 및 처리 효율을 향상시키는 것입니다. 네 번째는 경도를 제거하기위한 여러 방법의 공동 적용 프로세스를 탐색하고 보완적인 이점을 달성하며 전반적인 치료 효과를 향상시키는 것입니다. 지속적인 기술 혁신 및 프로세스 최적화를 통해 폐수 탈수 기술은 미래의 수자원 활용 및 환경 보호에 더 중요한 역할을 할 것입니다.
