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现代工业水处理如何工作？

2022-08-09 10:49:00

工业水处理是生产清洁水所必需的，清洁水是一种对生命至关重要的资源，也是从纺织品到药品等产品的关键成分。

在实践中，现代工业水处理设施加速了净化水的自然过程。这些设施可以为消费、制造目的甚至安全处置准备水。为此，设施可以利用各种水处理技术、技术和工业软件。

目前，随着工业 4.0技术和其他创新帮助水处理更加高效和有效，水处理行业也正在发生重大转变。

初级处理

所有的水处理设施都是从某种形式的未经处理的水开始的。根据设施的不同，这可能是住宅废水、工业废水、原水（环境中自然产生的未经处理的水）或另一种需要处理的未经处理的水。

进水系统将这些水吸入设施本身，通常使用重力或动力水泵。水流过金属筛网或格栅，以防止可能损坏处理设备的大型物体（如棍棒或抹布）进入系统。

接下来，一些系统会将水送到沉砂池，从水中去除沙子、砾石和小石头等固体。这些腔室通常在处理原水或住宅废水的废水设施中更为常见，特别是在沙子或砾石污染水的社区中。

接下来，水将进入澄清系统。该系统强制水通过去除悬浮固体的多步骤过程。

某些固体可能需要使用特殊的澄清技术从水中去除。石灰软化是一种通过沉淀去除硬度（钙和镁盐沉积物）的流行技术，例如，也可用于从废水中去除颗粒状二氧化硅。

具体的技术和系统通常取决于当地的水条件——或者该地区的水受到的污染类型。

水通过设施的澄清系统后，未处理水中存在的大部分无机固体物质已被去除。

然而，离开初级处理系统的水仍然可能含有有机物，处理系统需要在水准备好用于消费或处置之前去除这些有机物。

二次处理

各种系统将帮助水处理设施从水中去除有机污染物。

例如，在废水处理设施中，二级处理通常由使用滴滤器和“活性污泥法”的两部分处理系统组成。该工艺也用于处理工业废水。

滴滤器是一层石头，三到六英尺深，污水通过它。更现代的滴滤器可以使用波纹塑料或类似材料的联锁件来提供改进的过滤。在任何一种情况下，滴滤器都有助于捕获有机物并为活性污泥工艺准备污水。

活性污泥法通过利用污水中已经存在的细菌来帮助去除污水中的有机物，这些细菌能够降解有机物并去除水中的营养物质。这个过程将这些有机污染物转化为能量、额外的水和二氧化碳。

这些细菌能够去除废水中大约 85% 的有机物，但这个过程很慢。活性污泥系统通过使充满额外细菌的氧气和污泥与废水密切接触来加速这一过程。热量也可以加速这一过程，但气候较冷的设施也可以利用活性污泥法。

其他消毒方法可能有助于支持活性污泥工艺或完全取代它。化学消毒（通常使用氯）、紫外线消毒或加热都是市政和工业水处理厂的流行策略。

在此过程之后，水通常用氯处理，然后排放到接收水或排放到工业设施周围的管道中。氯会杀死水中约 99% 的细菌，并有助于控制异味。脱氯过程将有助于确保排放水中不会留下多余的氯。

许多设施将在现场生产氯气——否则，他们将被迫将大量氯气（有时以气态形式）运输和储存到设施中。现场制造氯气可简化处理并减少与氯气相关的潜在安全隐患。

其他水处理方法

一些水处理设施可能需要处理水以解决水硬度或硫酸盐含量等问题。这些设施可以使用石灰软化或膜过滤来进行澄清和软化水。

石灰软化

硬水会给家庭、商业建筑和工业设施的水系统带来各种问题——比如热水器结垢。一些供水设施软化水以提高其质量，供家庭和工业使用。

石灰软化是用于软化硬质地下水的常用处理策略。水处理设施将向待处理的水中添加熟石灰（氢氧化钙）或生石灰（氧化钙）。

这些物质使水的 pH 值升高到足以导致碳酸钙和氢氧化镁从导致水硬度的碳酸氢盐和碳酸盐化合物中沉淀出来。

准备好石灰软化的水的典型 pH 值在 6.5 和 8.5 之间。石灰软化会将 pH 值提高到 10 左右。

膜过滤

膜过滤涉及使用膜从水中过滤掉颗粒。膜过滤系统类似于滴流过滤器或其他使用沙子和介质过滤器的系统，因为它有助于去除颗粒，但通常不会去除溶解的固体。

存在几种类型的膜过滤器，包括微滤（MF）、超滤（UF）、反渗透（RO）和纳滤（NF）膜。这些膜中的每一种都提供不同水平的水净化。

现代工业水处理关键技术

市政和工业废水设施都使用许多相同的技术来净化水。

过滤、化学或生物净化和软化都可以在一个设施中使用，以确保水得到有效处理并可供消费、工业使用或处置。

一些设施也可能使用紫外线或热处理来确保水真正可以使用或消耗。

审核编辑：彭静