反渗透纯水机

工艺流程：

自来水或原水箱→原水加压泵→石英砂过滤器→活性碳过滤器→阳树脂软水器/阻垢剂（根据水质二选一或均不配）→保安过滤器→高压泵→反渗透膜组→纯水储罐（按需求配置）

设备配置：

原水加压泵：南方特种泵/GRUNDFOS等

石英砂过滤器：材料（不锈钢/玻璃钢/碳钢），冲洗方式（自动/手动）；

活性碳过滤器：材料（不锈钢/玻璃钢/碳钢），冲洗方式（自动/手动）；

阳树脂软水器：材料（不锈钢/玻璃钢/碳钢），冲洗方式（自动/手动）；

高压泵：南方特种泵/GRUNDFOS等

反渗透膜元件：KOOSON/TORAY/HYDRANAUTICS/DOW等

管道：UPVC/不锈钢

设备特点
·低压开关保护高压泵不会因供水停止而损坏
·高效率、低噪音的高压泵，降低运行噪音，减少能耗。
·脱盐率高，运行压力低的卷式复合膜提高了产水水质、降低运行成本且使用           寿命长。
·产水、浓水各设有流量计以监视并调节运行出水量及系统回收率。
·产水电导率表连续监视产水水质。
·进水及排水压力表，连续监测反渗透膜的压差，提示何时需要清洗
·自动停水阀以避免停机时水继续流入
·快速冲洗阀门定时冲洗膜表面，降低污染速度。

产水水质：纯水电导率≤10us/cm(自来水电导率≤300us/cm，水温25℃)
应用行业：

   轻纺、化工行业工艺用水/化工循环水、化工产品制造等净化与制备用水；

   电子、工业、医药、食品等工业中纯水、超纯水的制备；

   食品饮料用水、饮用纯净水、啤酒、白酒、保健品等用水的净化与制备用水；

   火力发电锅炉、厂矿中低压锅炉动力系统等锅炉补给水的预脱盐处理；

   房产物业、学校、工厂、医院、茶楼、宾馆、美容院、食堂等单位饮用水；

   制药行业用水：大输液、针剂、片剂、生化制品、设备清洗等；

   集成电路、硅晶片、显示管等电子元器件冲洗水；

   其它工艺用水：汽车、家电涂装、镀膜玻璃、化妆品、精细化学品等用纯水；

    城市污水中的氮、磷主要来自生活污水和部分工业废水。氮、磷的主要危害:一是使受纳水体富营养化;二是影响水源水质，增加给水处理成本;三是对人和生物产生毒害。上述危害严重制约了城市水环境正常功能的发挥，并使城市缺水状况加剧，而且随着人民生活水体的提高和环境的恶化，对水质的要求也越来越高。为了达到较好的脱氮除磷效果，环境工作者对一些传统工艺进行了改进或设计出新工艺，本文简单介绍一些脱氮除磷工艺。

    2生物脱氮原理

    一般来说，生物脱氮过程可分为三步:第一步是氨化作用，即水中的有机氮在氨化细菌的作用下转化成氨氮。在普通活性污泥法中，氨化作用进行得很快，无需采取特殊的措施。第二步是硝化作用，即在供氧充足的条件下，水中的氨氮首先在亚硝酸菌的作用下被氧化成亚硝酸盐，然后再在硝酸菌的作用下进一步氧化成硝酸盐。为防止生长缓慢的亚硝酸细菌和硝酸细菌从活性污泥系统中流失，要求很长的污泥龄。第三步是反硝化作用，即硝化产生的亚硝酸盐和硝酸盐在反硝化细菌的作用下被还原成氮气。这一步速率也比较快，但由于反硝化细菌是兼性厌氧菌，只有在缺氧或厌氧条件下才能进行反硝化，因此需要为其创造一个缺氧或厌氧的环境(好氧池的混合液回流到缺氧池)。反应方程式如下:

    (1)硝化反应:

    硝化反应总反应式为:

    (2)反硝化反应:

    另外，由荷兰Delft大学Kluyver生物技术实验室试验确认了一种新途径，称为厌氧氨(氮)氧化。即在厌氧条件下，以亚硝酸盐作为电子受体，由自养菌直接将氨转化为氮，因而不必额外投加有机底物。反应式为:NH4+NO2→N2+2H2O

    3生物除磷原理

    所谓生物除磷，是利用聚磷菌一类的微生物，在厌氧条件下释放磷。而在好氧条件下，能够过量地从外部环境摄取磷，在数量上超过其生理需要，并将磷以聚合的形态储藏在菌体内，形成高磷污泥排出系统，达到从污水中除磷的效果。

    生物除磷过程可分为3个阶段，即细菌的压抑放磷、过渡积累和奢量吸收。首先将活性污泥处于短时间的厌氧状态时，储磷菌把储存的聚磷酸盐进行分解，提供能量，并大量吸收污水中的BOD、释放磷(聚磷酸盐水解为正磷酸盐)，使污水中BOD下降，磷含量升高。然后在好氧阶段，微生物利用被氧化分解所获得的能量，大量吸收在厌氧阶段释放的磷和原污水中的磷，完成磷的过渡积累和最后的奢量吸收，在细胞体内合成聚磷酸盐而储存起来，从而达到去除BOD和磷的目的。反应方程式如下:

    (1)聚磷菌摄取磷:

    ADP+H3PO4+能量→ATP+H2O

    (2)聚磷菌的放磷:

    ATP+H2O→ADP+H3PO4+能量

    4.脱氮除磷工艺

    4.1AB法

    AB法污水处理工艺是一种新型两段生物处理工艺，是吸附生物降解法的简称。该工艺将高负荷法和两段活性污泥法充分结合起来，不设初沉池，A、B两段严格分开，形成各自的特征菌群，这样既充分利用了上述两种工艺的优点，同时也克服了两者的缺点。所以AB法工艺具有较传统活性污泥法高的BOD、COD、SS、磷和氨氮的去除率。但AB法工艺不具备深度脱氮除磷的条件，对氮、磷的去除量有限，出水中含有大量的营养物质，容易引起水体的富营养化。AB法工艺对氮、磷的去除以A段的吸附去除为主。污水中的部分有机氮和磷以不溶解态存在，在A段生物吸附絮凝的作用下通过沉淀转移到固相中，同时生物同化也可以去除一部分以溶解态存在的氮和磷。剩余的磷进入B段用于B段的微生物的合成而得到进一步去除。这样AB法工艺整体显示出了比传统活性污泥法高的氮、磷的去除效果。但是AB法由于自身组成上的特点，决定了其对氮、磷的去除量是有限的。

    4.2A²/O工艺

    4.2．1传统A²/O法

    A²/O是20世纪70年代在厌氧-缺氧工艺上开发出来的同步除磷脱氮工艺，传统A²/O法即厌氧→缺氧→好氧活性污泥法。污水在流经三个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有机物、氮和磷得到去除。其流程简图见图1。原污水的碳源物质(BOD)首先进入厌氧池聚磷菌优先利用污水中易生物降解有机物成为优势菌种，为除磷创造了条件，然后污水进入缺氧池，反硝化菌利用其它可利用的碳源将回流到缺氧池的硝态氮还原成氮气排入到大气中，达到脱氮的目的。

    4.2．2改良型A²/O法

    为了克服传统A²/O工艺的一个缺点，即由于厌氧区居前，回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响，改良A/O工艺在厌氧池之前增设厌氧/缺氧调节池，来自二沉池的回流污泥10%左右的进水进入调节池，停留时间20～30min，微生物利用约10%进水中有机物去除回流污泥中的硝态氮，消除硝态氮对厌氧池的不利影响，从而保证厌氧池的稳定性改良A/O工艺虽然解决了传统A/O工艺中厌氧段回流硝酸盐对放磷的影响，但增加调节池，占地面积及土建费用需相应增加。

    4.3氧化沟法

    氧化沟工艺是20世纪50年代初期发展起来的一种污水处理工艺形式，因其构造简单、易于维护管理，很快得到广泛应用。主要有Passveer单沟型、Orbal同心圆型、Carrousel循环折流型、D型双沟式和Ｔ型三沟式等。传统Passveer单沟型和Carrousel型氧化沟不具备脱氮除磷功能，但是在Carrousel氧化沟前增设厌氧池，在沟体内通过曝气装置的合理设置形成缺氧区和好氧区，形成改良型氧化沟，便具备生物脱氮除磷功能。但Carrousel氧化沟缺氧区要求的充足碳源和缺氧区条件不能很好的满足，因此，脱氮除磷效果不是很好。为了提高脱氮效果，在沟内增加了一个预反硝化区，就成了Carrouse2000型氧化沟工艺。氧化沟池型具有独特之处，兼有完全混合和推流的特性，且不需要混合液回流系统，但氧化沟采用机械表面曝气，水深不易过大，充氧动力效率低，能耗较高，占地面积较大。

    4.4SBR法

    SBR法是间歇式活性污泥法，降解有机物，属循环式活性污泥法范围，主要是好氧活性污泥，回流到反应池前部的污泥吸附区，回流污泥中硝酸盐得以反硝化在充分条件下可大量吸附进水中的有机物达到脱氮除磷的效果。

    其去除机理如下：

    a.脱氮是在适当条件下进行的和自然界中氮循环过程相同的过程，即含氮化合物在氨化菌作用下首先进行氨化，然后在硝化菌作用下进行硝化，最后经反硝化菌进行反硝化，将NO3-N、NO2-N还原为N2进入大气中。

    b.除磷是利用聚磷菌能过量地从外部摄取磷并以聚合物形式贮藏于菌体内形成高磷污泥，从而通过定期除泥而去除磷。SBR工艺在去除有机物的同时，可以完成脱氮除磷。从常规测定数据可以得到很好的证实，只要掌握合理的SBR运行参数，就会收到更理想的脱氮除磷效果。

    4.5CAST工艺(循环活性污泥法)

    CAST(CyclicActivatedSludgeTechnology)工艺实质上是可变容积活性污泥法过程和生物选择器原理的有机结合，整个工艺为一间歇式反应器，主反应器前端有一个生物选择器，在主反应器中活性污泥法过程按曝气和非曝气阶段不断重复。将生物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子中进行.CAST方法是一种“充水和排水”活性污泥法系统，废水按一定的周期和阶段得到处理，是SBR(SequencingBatchReactor)工艺的一种变型。

    4.6OCO工艺

    OCO工艺见图2，它是由丹麦PuritekA/S公司经过多年研究与实践推出的，它实际上是集BOD、N、P去除于一池的活性污泥法。原水经过格栅、沉砂池的物理处理后，进入OCO反应池的1区，在厌氧区污水与活性污泥混合，混合液流入缺氧区2，并在缺氧区和好氧区3之间循环一定时间后流入沉淀池，澄清液排入处理厂出口，污泥一部分回流到OCO反应池，另外一部分作为剩余污泥予以处理。OCO工艺的特点在于：集厌氧－缺氧－好氧环境于一池，占地少，土建投资低；利用水解作用和反硝化作用，降解有机物时对充氧量要求低，使运行维护费用降低；污泥浓度高，有机负荷低，污泥絮凝沉降好，且沉降污泥稳定，剩余污泥少。

    图2OCO工艺流程图

    4.7Dephanox工艺

    Dephanox脱氮除磷工艺(图3)Kuba等人提出的，它具有硝化和反硝化除磷两套污泥系统(一套是完成硝化的生物膜系统，另一套是悬浮生长的反硝化脱氮除磷污泥系统)，将不同的微生物种群控制在各自最佳的泥龄条件下。此工艺满足了兼性厌氧反硝化除磷细菌(DPB)所需环境，解决了除磷系统反硝化碳源不足的问题，具有低能耗、低污泥产量且COD消耗量低的特点。初沉池直接为缺氧段提供反硝化所需的碳源(富含PHB的污泥)，为好氧段富含氨氮的上清液。中沉池可尽量保证硝化菌泥龄长、溶解氧浓度高的特点，而且使供氧仅用于硝化和厌氧后剩余有机物的氧化，从而节省了曝气能耗。

    Sorm等通过将厌氧段和初沉池合建，改进了Dephanox工艺设置，证明优化后的系统能够有效地抑制污泥膨胀并且证实了同时反硝化脱氮除磷现象。  

图3Dephanox工艺流程图

    5.结语

    随着环境保护工作者对脱氮除磷机理的深入探究，新工艺的不断出现及其可行性，为水处理工艺提供了新的理论和思路。但社会的可持续发展给污水脱氮除磷处理提出了越来越高的要求，污水处理已不仅限于满足排放标准，更要考虑污水的资源化和能源化的问题，必须朝着最小的COD氧化、最低的氮磷排放量、最少的剩余污泥排放等可持续污水处理工艺的方向发展。而生物学及其技术的发展，能使生物脱氮除磷工艺得到更大的发展。

全自动加药装置使用前注意事项：

1、净水剂应符合国家标准的要求。

2、检查各部件是否正常，有无泄漏。

3、检查各阀门开关位置是否正确。

4、检查安全阀、背压阀是否正常、灵活。

5、按计量泵说明书对计量泵进行设定。

6、各台泵的接线是否正确、泵的转向是否正确。

7、打开设备电源开关，观察显示和各指示灯状态是否正常。

    清华大学环境学院教授级高工张鸿涛指出，我国工业化正在加速发展的过程中，工业总体规模还在增加，用水需求也会增加，虽然全国工业废水排放量呈缓慢下降趋势，但总体下降幅度较小。目前，我国工业行业发展趋势是工业企业向园区集中，特别是大型煤化工项目在资源聚集地发展，这些地区是缺水地区和环境脆弱地区，很多地区和行业逐渐要求废水零排放。

    张鸿涛表示，工业废水零排放是未来技术发展趋势，其中高盐、难降解工业废水是重要领域，也是难点，必须走零排放的技术路线，但下一步将面临化工、精细化工、煤化工、制药母液、渗滤液等一系列行业难题。

    周岳溪介绍，化工行业作为我国基础产业，为工农业生产和人民生活提供基本原料和能源保障，但石化行业也成为全局性环境风险源，其中石油类、挥发酚、氰化物、氨氮等有毒污染物排放量均为行业之首。由于石化生产工艺复杂、中小企业和老企业多、生产环境和流程复杂、化工涉及物料广泛且成分不一、有毒污染物多、产业集群趋势明显、化工污染与管理水平密切相关、治理要求高，园区综合污水治理难度较大。

    据周岳溪分析，由于难降解及有毒污染物在传统处理工艺中难于充分去除，成为石化废水环境风险的主要来源，而石化废水中难降解及有毒污染物种类及浓度与石化生产过程密切相关。

    周岳溪表示，目前我国现有石化废水治理模式以末端处理为主，许多有毒污染物直接排入以生物处理为核心工艺的综合污水厂，影响其运行稳定性;部分有毒污染物“穿透”综合污水厂，直接排入受纳水体或在污泥中富集，成为潜在的环境安全风险源。因此，一是狠抓工业污染防治，必须取缔染料、炼焦、炼油、农药等“十小”企业，专项整治焦化、氮肥、原料药制造等十大重点行业，集中治理工业集聚区水污染;二是抓好工业节水2020年石油化工、食品发酵等高耗水行业达到先进定额标准;三是优化空间布局，推动污染企业退出，对城市建成区内现有钢铁、有色金属、造纸、印染、原料药制造、化工等污染较重的企业，应有序搬迁改造或依法关闭。

基本原理：

    软水器采用钠型强酸性阳离子树脂将原水中的钙、镁离子置换出去，经软化除盐设备处理后的水可直接做为蒸汽锅炉的补给水。其化学反应为：2RNa+Ca2+(Mg2)=R2Ca(Mg)+2Na+。当树脂吸附到一定量的钙、镁离子后必须进行再生-用饱和盐水浸泡树脂把树脂里的钙、镁离子等硬度置换出来，恢复树脂的软化交换能力，并将废液排出。其化学反应为：R2Ga=2RNa+Ca2+ 。

主要技术指标

1.进水压力：0.2~0.5Mpa

2.原水硬度：<12mmol/L（当原水硬度>8 mmol/L时，应根据不同地域水质做特殊设计）

3.出水硬度：<0.03mmol/L (达到《国家低压锅炉水质标准》GB1576-2001要求)；

4.原水含盐量<1500mg/L，浊度<5 铁离子<0.3mg/L

5.电源：~220V，50HZ

6.盐耗量<100g/克当量(与原水硬度有关)；

7.水耗<2%；电耗<50W

超滤设备：

超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一。

以大分子与小分子分离为目的，膜孔径在20－1000A°之间。中空纤维超滤器（膜）具有单位溶器内充填密度高，占地面积小等优点。 
  在超滤过程中，水深液在压力推动下，流经膜表面，小于膜孔的深剂（水）及小分子溶质透水膜，成为净化液（滤清液），比膜孔大的溶质及溶质集团被截留，随水流排出，成为深缩液。超滤过程为动态过滤，分离是在流动状态下完成的。溶质仅在膜表面有限沉积，超滤速率衰减到一定程度而趋于平衡，且通过清洗可以恢复。
    超滤起源于是1748年，Schmidt用棉花胶膜或璐膜分滤溶液，当施加一定压力时，溶液（水）透过膜，而蛋白质、胶体等物质则被截留下来，其过滤精度远远超过滤纸，于是他提出超滤一语，1896年，Martin制出了第一张人工超滤膜，其20世纪60年代，分子量级概念的提出，是现代超滤的开始，70年代和80年代是高速发展期，90年代以后开始趋于成熟。我国对该项技术研究较晚，70年代尚处于研究期限，80年代末，才进入工业化生产和应用阶段。
超滤设备原理
  超滤是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。
超滤设备分类
  超滤根据所加的操作压力和所用膜的平均孔径的不同，可分为微孔过滤、超滤。微孔过滤所用的操作压通常小于4×10^4 Pa，膜的平均孔径为500埃～14微米，用于分离较大的微粒、细菌和污染物等。超滤所用操作压为4×10^4 Pa～7×10^5 Pa，膜的平均孔径为10-100埃，用于分离大分子溶质。
超滤设备优点&缺点
  超滤技术的优点是操作简便，成本低廉，不需增加任何化学试剂，尤其是超滤技术的实验条件温和，与蒸发、冷冻干燥相比没有相的变化，而且不引起温度、pH的变化，因而可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。在生物大分子的制备技术中，超滤主要用于生物大分子的脱盐、脱水和浓缩等。超滤法也有一定的局限性，它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液，一般只能得到10～50％的浓度。
超滤膜
  超滤技术的关键是膜。膜有各种不同的类型和规格，可根据工作的需要来选用。早期的膜是各向同性的均匀膜，即现在常用的微孔薄膜，其孔径通常是0.05mm 和0.025mm。近几年来生产了一些各向异性的不对称超滤膜，其中一种各向异性扩散膜是由一层非常薄的、具有一定孔径的多孔"皮肤层"（厚约0.1mm～1.0mm），和一层相对厚得多的（约1mm）更易通渗的、作为支撑用的"海绵层"组成。皮肤层决定了膜的选择性，而海绵层增加了机械强度。由于皮肤层非常薄，因此高效、通透性好、流量大，且不易被溶质阻塞而导致流速下降。

一级反渗透纯水机

工艺流程：

自来水或原水箱→原水加压泵→石英砂过滤器→活性碳过滤器→阳树脂软水器/阻垢剂（根据水质二选一或均不配）→保安过滤器→高压泵→反渗透膜组→纯水储罐（按需求配置）

设备配置：

原水加压泵：南方特种泵/GRUNDFOS等

石英砂过滤器：材料（不锈钢/玻璃钢/碳钢），冲洗方式（自动/手动）；

活性碳过滤器：材料（不锈钢/玻璃钢/碳钢），冲洗方式（自动/手动）；

阳树脂软水器：材料（不锈钢/玻璃钢/碳钢），冲洗方式（自动/手动）；

高压泵：南方特种泵/GRUNDFOS等

反渗透膜元件：KOOSON/TORAY/HYDRANAUTICS/DOW等

管道：UPVC/不锈钢

   轻纺、化工行业工艺用水/化工循环水、化工产品制造等净化与制备用水；

   电子、工业、医药、食品等工业中纯水、超纯水的制备；

   食品饮料用水、饮用纯净水、啤酒、白酒、保健品等用水的净化与制备用水；

   火力发电锅炉、厂矿中低压锅炉动力系统等锅炉补给水的预脱盐处理；

   房产物业、学校、工厂、医院、茶楼、宾馆、美容院、食堂等单位饮用水；

   制药行业用水：大输液、针剂、片剂、生化制品、设备清洗等；

   集成电路、硅晶片、显示管等电子元器件冲洗水；

   其它工艺用水：汽车、家电涂装、镀膜玻璃、化妆品、精细化学品等用纯水；