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水処理手順

2020-12-09

水処理一般的に飲料水処理と工業用水処理に分けられます。飲用水処理ステップ一般に、物理的プロセス(沈殿やろ過など)、化学的プロセス(消毒や凝固など)、生物学的プロセス(緩速砂ろ過など)、工業用水処理ステップは、一般に工業用水処理の主なプロセスです。

I.水処理の定義:

水処理 is the process of improving water quality for specific end-use. End-uses may be drinking water, industrial water supply, irrigation, river maintenance, water recreation, and other uses, including safe return to the environment. 水処理 can remove contaminants and undesirable constituents or reduce their concentration to make the water suitable for its desired end-use. This treatment is essential to human health, benefiting people from both drinking and irrigation.

飲料水処理。

基本的な定義:飲料水の生産には、汚染物質を除去するのに十分な原水が含まれ、短期的または健康への悪影響の長期的なリスクはありません。一般に、最大の微生物リスクは、人間または動物(鳥を含む)の糞便で汚染された水の摂取に関連しています。糞便は、病原体、ウイルス、原生動物、およびワームの発生源となる可能性があります。微生物病原体の破壊は不可欠であり、反応性化学物質(例えば、浮遊物質)は、細菌、藻類、ウイルス、真菌、および鉄やマンガンを含むミネラルを除去するためによく使用されます。これらの物質は、水を浄化できないいくつかの開発途上国で甚大な被害を引き起こし続けています。

水質を確保するために、水を処理し、処理水を輸送および分配するための対策が講じられているため、分配プロセスで細菌汚染を殺すために、処理水に残留消毒剤を残すのが一般的です。

他の用途に使用するために供給される生活用水は、通常はインライン処理プロセスによって、使用前にさらに処理することができます。この処理には、軟水化またはイオン交換が含まれる場合があります。多くの独自のシステムは、残留消毒剤と重金属イオンを除去するとも主張しています。

基本的なプロセス:汚染物質の除去に関連するプロセスには、物理​​的プロセス(例:沈降とろ過)、化学的プロセス(例:消毒と凝固)、および生物学的プロセス(例:緩速砂ろ過)が含まれます。

以下のプロセスから選択された組み合わせは、地方自治体の飲料水処理に世界中で使用されています。


Driinkling water treatment


化学工業。

サンドフィルター付きのタンクは、沈殿した鉄を取り除きます(その時点では機能しません)。

前塩素処理は藻類を制御し、生物学的成長を防ぐことができます。

少量のマンガンが存在する場合、曝気と前塩素処理により溶存鉄を除去できます。

塩素、オゾン、紫外線による消毒は、病原体、ウイルス、その他の病原体を消毒します。

(2)物理的。

固形物分離のための沈降、すなわち、フロックに閉じ込められた浮遊物質の除去。

ろ過は、洗浄可能で再利用可能な砂床または特別に設計された洗浄可能なフィルターのいずれかを介して、水を通して粒子を除去します。

溶存空気浮上による浮遊物質の除去。

(3)物理化学。

凝固補助剤(高分子電解質としても知られています)は、凝固を改善して、より強力な凝固物を形成します。

高分子電解質、またはフィールドで呼ばれるポリマーは、通常、処理プラントの水源の特性に純粋に基づいて、正または負に帯電した材料で構成されます。

これらは、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、ミョウバンなどの一次凝固剤と組み合わせて使用​​されることがよくあります。

(4)生物学的。

バイオフィルムによる砂代謝有機物のゆっくりとしたろ過。

(5)技術的。

水を飲むための十分に開発された技術は、特定の水源のためのユニバーサルデザインとオプションの処理技術パイロットテストを可能にします。その上、民間企業は特定の汚染物質を処理するための特許技術ソリューションを提供しています。水処理の自動化は先進国では一般的です。季節、サイズ、および環境への影響にわたる水源の品質は、資本コストと運用コストを決定する可能性があります。処理水の最終用途によって必要な品質監視技術が決まり、現地のスキルによって採用される自動化のレベルが決まります。

(6)脱塩。

塩水を処理して新鮮な水を生成することができます。逆浸透または蒸留の2つの主要なプロセスが使用されます。 [1]これらの2つの方法は、局所的な地表水を処理するよりも多くのエネルギーを必要とし、通常、沿岸地域や地下水などの高塩分地域でのみ使用されます。

(7)携帯用浄水器。

飲料水源から離れて生活するには、通常、何らかの形の携帯型水処理プロセスが必要です。これらの複雑なバリエーションは、消毒剤の錠剤をハイカーのウォーターボトルに単純に追加することから、ボートまたは飛行機で被災地に輸送する複雑な多段階プロセスにまで及びます。

第三に、工業用水処理。

1基本的なプロセス:工業用水処理の2つの主なプロセスは、ボイラー水処理と冷却水処理です。大量の適切な水処理により、配管やボイラー室で固形物や細菌が反応する可能性があります。未処理のままにしておくと、スチームボイラーはスケールや腐食を起こす可能性があります。スケールは、機械の性能を低下させ、危険なものにする可能性がありますが、熱抵抗が増加するため、同じ水位を加熱するには追加の燃料が必要になります。質の悪い排水は、レジオネラ菌などの細菌の繁殖地になり、公衆の健康を脅かす可能性があります。

低圧ボイラーの腐食は、高レベルの溶存酸素、酸性度、アルカリ度によって引き起こされる可能性があります。したがって、水処理では溶存酸素を除去して、ボイラー水の適切なpHとアルカリ度を維持する必要があります。効果的な水処理がないと、冷却水システムがスケーリング、腐食、スケーリングし、有害なバクテリアの繁殖地になる可能性があります。これにより、効率が低下し、機器の寿命が短くなり、操作の信頼性と安全性が低下します。


Industry water treatment


2.ボイラー水処理。

ボイラー水処理は、ボイラーに損傷を与える可能性のある物質を除去または化学的に修飾するために使用される工業用水処理です。ファウリング、腐食、または発泡を避けるために、さまざまな場所でさまざまな処理方法が使用されます。ボイラー内で使用する予定の原水供給の外部処理は、不純物がボイラーに到達する前に除去することに重点を置いています。ボイラーの内部処理は、ボイラーを溶解する水の傾向を制限することに集中し、不純物がボイラー汚染から除去されるまで問題を引き起こさないようにします。

3.冷却水処理。

水冷は、部品や産業機器から熱を取り除く方法です。空冷が効果的でない場合、水がより効率的な熱伝達流体である可能性があります。人々が住むほとんどの環境では、水には高い熱伝導率と高い比熱容量を備えた液体という利点があります。だけでなく、蒸発冷却のオプション。低コストのクーラントループは、通常、廃棄物として1回の使用が可能ですが、加圧してリサイクルでき、蒸発による損失を排除し、携帯性と清浄度を向上させます。蒸発冷却を使用する非加圧再循環冷却回路は、蒸発濃縮不純物を除去するために廃棄物の流れを排出する必要があります。水冷システムの欠点には、腐食とメンテナンスの要件の加速、生物付着と汚損の形成を防ぐことによる熱伝達の減少が含まれます。これらの欠点を軽減する化学添加物は、廃水に対して有毒である可能性があります。水冷却は、自動車の内燃機関や、原子力発電所や蒸気発電所、水力発電所、石油精製所、化学プラントなどの大規模な産業施設の冷却に一般的に使用されています。

4.主な技術。

(1)化学処理。

化学処理は、工業用水を使用または排出に適したものにする技術です。これらには、化学的沈殿、化学的消毒、化学的酸化、高度な酸化、イオン交換、および化学的中和が含まれます。

(2)理学療法。

ろ過は水から微粒子を取り除き、急速重力フィルターやメカニカルフィルターなどの砂を通過することができます。溶存空気浮上は、水から浮遊固形物を取り除きます。これは、圧力下の水に空気を溶解し、浮揚タンク内で大気圧の水/空気を放出することによって達成されます。放出された空気は小さな気泡を形成し、フロートに付着して水面に浮かび、スカム装置やオーバーフロー装置から取り除くことができます。

(3)生物学的治療。

慢性砂ろ過器は、生物学的プロセスを使用して原水を浄化し、飲料水を生成します。それらは、砂の表面で自然に成長する複雑なバイオフィルムで機能します。胚軸またはシュムッツデッキと呼ばれるゲル状のバイオフィルムは、砂層の数ミリメートル上にあります。 Schmutzdeckeは、バクテリア、菌類、原生動物、ワムシ、およびさまざまな水生昆虫の幼虫で構成されています。バイオフィルムが古くなると、より多くの藻類が成長し、コケ、カタツムリ、環形動物などのより大きな水生生物が成長します。水が菌糸を通過すると、物質粒子が粘液マトリックスに閉じ込められ、可溶性有機物が吸着されます。細菌、真菌、および原生動物は汚染物質を代謝します。

緩速ろ過器の深さは通常1〜2メートルで、水力負荷率は1時間あたり0.2〜0.4 m3 / m2です。バイオフィルムが厚くなるとフィルターの性能が低下し、流量が減少します。バイオフィルムと薄い砂を取り除いてフィルターを取り付け直します。水はフィルターに戻され、再循環されて新しいバイオフィルムを形成します。また、湿式レーキ法では、砂を攪拌し、処理のためにバイオフィルムを洗い流します。

(4)物理化学的処理。

化学凝集剤は、水中でフロックを生成し、浮遊物質をトラップするために使用されます。化学高分子電解質は、浮遊物質の凝固を促進し、除去を改善するために使用されます。これは、凝固セルに入る前に、一次凝固剤(硫酸第二鉄など)と凝固剤カチオン性ポリマーを急速に混合することで構成されます。処理される水は、一次凝固剤およびポリマーと急速に混合され、凝集タンクに入れられ、そこで水はゆっくりと渦巻くか、化学物質と混合されて、フロック盆地の底に沈殿するいわゆるフロックを形成します。水が混ざり合ってフロックを形成した後、沈砂池の次の段階に進みます。ここでは、プロセスにはチューブセトラーまたはプレートセトラーのいずれかがあります。水はこれらのチューブとプレートを通って上向きに流れ、淡水が流出ロジスティクスタンクに流れ込み、そこで沈殿した水がフィルターに運ばれてさらに処理されます。沈下段階では、チューブ/プレートはFloccが沈むための大きな表面積を持っています。これらのプレートは通常30〜45°の角度にあり、Flocc粒子がチューブやプレートに集まり、沈殿槽の底に到達します。通常、スラッジ収集システムは、沈殿するフロックまたはスラッジをすべて収集し、次に廃棄物をポンプで汲み上げるか、デカント内のタンクまたはジャーに移して処分します。これらの沈殿した水はフィルターに入り、フィルターを通過して浄水井戸に保管され、そこでろ過されたすべての水が集められて他の化学物質(pH調整剤、塩素など)が追加されます。その後、適切な接触時間とスラッジの消散が必要です。その後、適切な接触時間と散逸時間で、水は淡水シンクとヘッダーから貯蔵タンクに排出されるか、顧客の蛇口に分配されて使用されます。