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工厂污水处理介绍(四)

新闻来源:山东智信环保   发布时间:2016-04-03 08:39  点击:
工厂污水处理介绍
 
10、反渗透、纳滤原理
10.1反渗透原理
当把相同体积的稀溶液和浓液分别置于一容器的两侧,中间用半透膜阻隔,稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜,向浓溶液侧流动,浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,形成一个压力差,达到渗透平衡状态,此种压力差即为渗透压。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时,浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动,此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反,这一过程称为反渗透。
半透膜
是具有选择性透过性能的薄膜。当液体或气体透过半透膜时,一些组分透过,而另外一些组分被截留。实际上半透膜对任何组分都有透过性,只是透过的速率相差很大。在反渗透过程中,溶剂(水)的透过速率远远大于溶解在水中的溶质(盐分)。通过半透膜实现了溶剂和溶质的分离,得到纯水以及浓缩的盐溶液。
渗透
    是当流体在跨越半透膜屏障时的一种自然过程。如果将一箱纯水用一张半透膜垂直分为两部分,纯水于理想的半透膜的两面以相同的温度和压力接触,在这样的条件下没有跨越半透膜的水的流动产生,因为在膜两侧的化学势完全相等。如果在其中一侧加入溶解性盐,盐溶液一边的化学势降低了。纯水便会向盐溶液一侧渗透,从而产生一个渗透流,直到化学势的平衡重新建立为止。
    按照科学术语在半透膜的两侧存在一个‘化学势’(离子或溶解分子的浓度差)的差值,通过溶液的渗透过程对化学势差进行补偿。当平衡重新建立时,在半透膜的两侧形成一个水位差即静压差,这个压力差便是渗透压。渗透压是溶液本生的性质,取决于溶液浓度,于半透膜没有关系。
当在膜的盐水侧施加一个大于渗透压的压力时,盐水中的水将流入纯水侧,这种现象叫反渗透。
10.2纳滤原理
纳滤 ( NF,Nanofiltration)是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程,纳滤膜的孔径范围在几个纳米左右。与其他压力驱动型膜分离过程相比,出现较晚。它的出现可追溯到70年代末J.E. Cadotte的NS-30 0膜的研究,之后,纳滤发展得很快,膜组器于80年代中期商品化。纳滤膜大多从反渗透膜衍化而来,如CA、CTA膜、芳族聚酰胺复合膜和磺化聚醚砜膜等。但与反渗透相比,其操作压力更低,因此纳滤又被称作“低压反渗透”或“疏松反渗透”。
11、蒸发结晶原理
     蒸发原理
     蒸发是高温介质向低温溶液传热,使低温冷凝溶液达到沸点,部分溶剂汽化移除,使溶液浓缩的一种化工单元操作。最常用的溶液是水溶液,溶剂是水,加热介质是蒸汽。
     结晶原理
     溶质从溶液中析出的过程,可分为晶核生成(成核)和晶体生长两个阶段,两个阶段的推动力都是溶液的过饱和度(溶液中溶质的浓度超过其饱和溶解度之值)。晶核的生成有三种形式:即初级均相成核、初级非均相成核及二次成核。在高过饱和度下,溶液自发地生成晶核的过程,称为初级均相成核;溶液在外来物(如大气中的微尘)的诱导下生成晶核的过程,称为初级非均相成核;而在含有溶质晶体的溶液中的成核过程,称为二次成核。二次成核也属于非均相成核过程,它是在晶体之间或晶体与其他固体(器壁、搅拌器等)碰撞时所产生的微小晶粒的诱导下发生的。
    对结晶操作的要求是制取纯净而又有一定粒度分布的晶体。晶体产品的粒度及其分布,主要取决于晶核生成速率(单位时间内单位体积溶液中产生的晶核数)、晶体生长速率(单位时间内晶体某线性尺寸的增加量)及晶体在结晶器中的平均停留时间。溶液的过饱和度,与晶核生成速率和晶体生长速率都有关系,因而对结晶产品的粒度及其分布有重要影响。在低过饱和度的溶液中,晶体生长速率与晶核生成速率之比值较大(见图),因而所得晶体较大,晶形也较完整,但结晶速率很慢。在工业结晶器内,过饱和度通常控制在介稳区内,此时结晶器具有较高的生产能力,又可得到一定大小的晶体产品。
     晶体在一定条件下所形成的特定晶形,称为晶习。向溶液添加或自溶液中除去某种物质(称为晶习改变剂)可以改变晶习,使所得晶体具有另一种形状。这对工业结晶有一定的意义。晶习改变剂通常是一些表面活性物质以及金属或非金属离子。
    晶体在溶液中形成的过程称为结晶。结晶的方法一般有2种:一种是蒸发溶剂法,它适用于温度对溶解度影响不大的物质。沿海地区“晒盐”就是利用的这种方法。另一种是冷却热饱和溶液法[2]。此法适用于温度升高,溶解度也增加的物质。如北方地区的盐湖,夏天温度高,湖面上无晶体出现;每到冬季,气温降低,石碱(Na2CO3·10H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等物质就从盐湖里析出来。在实验室里为获得较大的完整晶体,常使用缓慢降低温度,减慢结晶速率的方法。
人们不能同时看到物质在溶液中溶解和结晶的宏观现象,但是溶液中实际上同时存在着组成物质的微粒在溶液中溶解与结晶的两种可逆的运动。通过改变温度或减少溶剂的办法,可以使某一温度下溶质微粒的结晶速率大于溶解的速率,这样溶质便会从溶液中结晶析出。
12、离心机原理
离心机转速达到额定转速以后,即3800rpm,经过充分絮凝的泥水混合物进入高速旋转的离心机,由于离心加速度的作用,重质污泥在转筒的内表面沉积,且越积越厚,这时控制系统通过输助电机使推料螺旋和转筒之间产生一个差速,推动污泥经污泥排放口排出。
13、压缩机原理
机械蒸汽再压缩时,通过机械驱动的压缩机将蒸发器蒸出的蒸汽压缩至较高压力。因此再压缩机也作为热泵来工作,给蒸汽增加能量。与用循环工艺流体(即封闭系统,制冷循环)的压缩热泵相反,因为蒸汽再压缩机是作为开放系统来工作,故可将其视为特殊的压缩热泵。在蒸汽压缩和随后的加热蒸汽冷凝之后,冷凝液离开循环。加热蒸汽(热的一侧)与二次蒸汽(冷的一侧)被蒸发器的换热表面分隔开来。开放式压缩热泵与封闭式压缩热泵的对比表明:在开放系统中的蒸发器表面基本上取代了封闭系统中工艺流体膨胀阀的功能。通过使用相对少的能量,即在压缩热泵情况下的压缩机叶轮的机械能,能量被加入工艺加热介质中并进入连续循环。在此情况下,不需要一次蒸汽作为加热介质。
14、离心泵原理
离心泵在启动前,应关闭出口阀门,泵内灌满液体,此过程称为灌泵。工作时启动原动机使叶轮旋转,叶轮中的叶片驱使液体一起旋转从而产生离心力,使液体沿叶片流道甩向叶轮出口,经蜗壳送入打开出口阀门的排出管。液体从叶轮中获得机械能使压力能和动能增加,依靠此能量使液体达到工作地点。在液体不断被甩出的同时,叶轮入口处就形成了低压。在吸液池和叶轮入口中心线的液体之间就产生了压差,吸液池中液体在这个压差作用下,便不断的经吸入管路及泵的吸入室进入叶轮之中,从而使离心泵连续的工作。
15、自吸泵原理
在水泵运转前,在泵腔内存有一定量的水,泵起动后由于叶轮的旋转作用,使吸水管路的空气和水充分混合,并被排到气水分离室。气水分离室上部的气体逸出,下部的水返回叶轮,重新和吸入管路的剩余气体混合,直到把泵及进水管路内的气体全部排尽,完成自吸,使水泵进入正常工作状态。


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