II. Prosess- og utstyrsterminologi (Utstyr er bæreren av prosessen, og prosessen er kjernen i utstyret)
1. Membrane Bioreactor (MBR): En ny type vannbehandlingsutstyr som kombinerer membranseparasjonsteknologi og biologisk behandling, hovedsakelig brukt i kommunalt kloakk, industriell avløpsvannbehandling og gjenbruk av gjenvunnet vann. Det finnes mange typer membranbioreaktorer, men i vannbehandlingsfeltet refererer det vanligvis spesifikt til typen fast-væskeseparasjon. Dens kjerneteknologiske funksjon er bruken av membranmoduler for å erstatte den sekundære sedimentasjonstanken. MBR-membraner er klassifisert i MBR-mikrofiltreringsmembraner og MBR-ultrafiltreringsmembraner i henhold til deres separasjonspresisjon.
2. Shallow Medium Filter: En enhet som filtrerer urenheter i en væske gjennom et medielag. Arbeidsprinsippet bruker hovedsakelig adsorpsjons-, retensjons- og sedimentasjonseffektene til medielaget (som kvartssand, granat, etc.) for å fjerne suspenderte faste stoffer, kolloider, organisk materiale, bakterier og andre urenheter fra væsken, og oppnår dermed formålet med å rense vannkvaliteten.
Merk: I hovedsak er en type sandfilter, grunne mediefiltre har en lavere mediepakkehøyde og en høyere filtreringshastighet, men deres filtreringsnøyaktighet er generelt lavere enn for kvartssandfiltre. De er også egnet for et bredere spekter av vannkvalitetsforhold.
3. Kvartssandfilter: Også kjent som et sandfilter (SF), det bruker kvartssand som filtermedium. Under et visst trykk føres vann med høy turbiditet gjennom en viss tykkelse av granulær eller ikke-granulær kvartssand. Den fjerner sediment, kolloider, metallioner og organisk materiale, og reduserer dermed turbiditet og renser vannet.
4. Multimedia Filter (MMF): Bruker to eller flere filtermedier. Under et visst trykk føres vann med høy turbiditet gjennom en viss tykkelse av granulært eller ikke-kornformet materiale, noe som effektivt fjerner suspenderte urenheter og klarner vannet. Vanlige filtermedier inkluderer kvartssand, antrasitt og mangansand. Den brukes hovedsakelig til vannbehandling, fjerning av turbiditet, mykgjøring av vann og for-forbehandling av rent vann, og oppnår en turbiditet i avløpet på under 3 grader. Merk: I vannbehandlingsfeltet brukes ofte kvartssandfiltre og multi-mediafiltre om hverandre. Nøkkelen til deres kjerneapplikasjon ligger i valg (type og modell) av filtermediet og riktig fylling.
5. Activated Carbon Filter (ACF): En type filter fylt med aktivt karbon for å filtrere fritt materiale, mikroorganismer og noen tungmetallioner fra vann, og effektivt redusere vannfarge. Aktivt karbon kan hovedsakelig klassifiseres etter materiale, for eksempel kull-basert, tre-basert og nøtteskall-basert.
Merk: I vannbehandlingsfeltet er riktig valg av adsorpsjonskapasitet (jodverdi) avgjørende. Generelt er 600-800 mg/g tilstrekkelig for industriell forbehandling av rent vann; drikkevannsstandarder krever vanligvis 800-1000 mg/g; og for renset vann, vann til injeksjon og ultrarent vann av elektronisk kvalitet kreves vanligvis 1000-1200 mg/g.
6. Vannmykner (SF): Også kjent som mykner, bruker den natrium-kationbytterharpiks for å fjerne kalsium- og magnesiumioner fra vann, og reduserer vannets hardhet.
Merk: Vannmyknere er i hovedsak basert på ionebytting, i motsetning til andre mekaniske filtre i forbehandlingsstadiet som primært fungerer gjennom avlytting og adsorpsjon. Derfor krever tankvalg å ta hensyn til strømningshastighet og hastighet, diameterforholdet [φ=√(4Q/π/v)], og, enda viktigere, å bestemme passende harpiksbelastningsmengde og beregne en rimelig regenereringssyklus basert på hardheten til råvannet.
Når råvannet er kommunalt vann fra springen, er hardheten generelt lav (<<50mg/L), and softening is usually unnecessary (scale inhibitors can be used as a substitute). Alternatively, tank selection and resin loading can be simply calculated based on flow rate.
7. Selv-rensende filter (SCF): Dette er en helautomatisk intelligent kontrollenhet som bruker en filterskjerm for å direkte fange opp urenheter i vannet, fjerne suspenderte faste stoffer og partikler, redusere turbiditet, rense vannkvaliteten og redusere systemtilgroing, alger og korrosjon. Den renser vann og beskytter systemutstyret for normal drift.
8. Stablet skivefilter: Også kjent som et skivefilter eller stablet platefilter, er det en type selv-rensende filter som bruker en modulær design (enhetene kan kombineres fritt) for å fange opp suspendert stoff gjennom kanaler dannet mellom filterskivene. Ved tilbakespyling strømmer vannet i motsatt retning for å fjerne forurensningene. Filterenheten til et skivefilter består av stablede, rillede eller ribbede ringformede forsterkede plastfilterskiver, ofte merket "2", "3" eller "4". Filtreringsnøyaktigheten er vanligvis 5-200μm.
Merk: Ved vannbehandling brukes skivefiltre ofte som for-filtre i ultrafiltreringssystemer, med en nøyaktighet på 50-100μm, som fungerer på samme måte som et sikkerhetsfilter.
9. Presisjonsfilter: Bruker vanligvis et ytre skall i rustfritt stål. Internt bruker den rørformede filterelementer som PP-smelte-blåst, tråd-spunnet, plissert, titan- eller aktivert karbonfiltre. Ulike filterelementer velges basert på filtreringsmediet og designprosessen for å oppnå den nødvendige avløpsvannkvaliteten.
Merk: Skillet mellom finfiltrering og mikrofiltrering er ikke helt klart. Mikrofiltrering, bredt definert, har en filtreringspresisjon på omtrent 0,1-50 μm; snevert definert filtrering (spesifikt mikroporøs membranfiltrering) har en presisjon på omtrent 0,1-10 μm; mens finfiltrering har et presisjonsområde på omtrent 0,1-100/200 μm.
10. Sikkerhetsfilter: Som navnet antyder, når en presisjonsfilter-nivåfiltreringsenhet brukes til å beskytte annet utstyr i et system som RO, er dens primære funksjon beskyttelse, derav navnet "sikkerhetsfilter."
11. Posefilter: Også kjent som et vannbehandlingsposefilter, består det av en filterpose støttet av en metallkurv. Væske strømmer inn gjennom innløpet, filtreres av filterposen og strømmer ut gjennom utløpet. Urenheter er fanget i filterposen, og filteret kan gjenbrukes etter at filterposen er skiftet. Vanlig filtreringspresisjon er 1-100 μm, som faller inn under presisjonskategorien, og det brukes ofte som et sikkerhetsfilter.
12. PP-smelte-blåst patronfilter: En type patronfilter. Kjernefilterelementet er en PP-smelte-blåst patron, et rørformet filtermateriale laget av polypropylen (PP) gjennom en -smelteblåst prosess. Vanlig filtreringspresisjon er 0,5-100μm, faller inn i kategorien finfiltrering, og brukes ofte som et sikkerhetsfilter.
13. Mekanisk filter: Et filter som primært bruker mekanisk fysisk avlytting og adsorpsjon. Derfor tilhører i hovedsak forbehandlingsfiltrene og sikkerhetsfiltrene nevnt ovenfor, bortsett fra mykgjørende filtre, alle kategorien mekaniske filtre. Men i vannbehandlingsfeltet brukes "mekanisk filter" noen ganger for spesifikt å referere til sandfiltre eller multi-mediafiltre (dette er et mindre presist uttrykk).
14. Rørledningsfilter: Hovedsakelig sammensatt av koblingsrør, en sylinder, en filterkurv, flenser, flensdeksler og festemidler, installert på rørledninger for å fjerne større faste urenheter fra væsker, beskytte nedstrømsutstyr (pumper, instrumenter osv.) og sikre stabil drift. Vanlige eksempler inkluderer Y-rørfiltre og kurvfiltre.
15. Kanalblander: En enhet som oppnår jevn blanding av væsker når de strømmer gjennom et rør ved hjelp av en spesifikk komponent eller blandeelement. I vannbehandlingssystemer brukes det ofte til å koble til rørledninger når man legger til forskjellige midler som koagulanter, reduksjonsmidler og avleiringshemmere.
16. Mikrofiltrering (MF): Også kjent som mikroporøs membranfiltrering, er det en membranprosess som bruker statisk trykkforskjell som drivkraften og siktevirkningen til en sil-lignende filtermediemembran for separering. Filtreringspresisjonen er omtrent 0,1-10 μm. Den beholder hovedsakelig kolloider, suspenderte faste stoffer og bakterier i det oppløste stoffet gjennom sikting. Driftstrykket er omtrent 0,07-0,2 MPa.
17. Ultrafiltrering (UF): En membranseparasjonsprosess med filtreringspresisjon mellom mikrofiltrering og nanofiltrering, drevet av trykk og basert på siktingsprinsippet. Filtreringspresisjonen er omtrent 0,002-0,1 μm (2-100 nm), og molekylvektsgrensen (MWCO) er omtrent 1000-200000 Dalton (Da). Den kan effektivt fjerne partikler, kolloider, bakterier, pyrogener og organisk materiale med høy molekylvekt fra vann. Driftstrykket er omtrent 0,1-0,3 MPa.
Merk: Porestørrelsen til ultrafiltreringsmembraner som brukes i ultrarent vannsystemer i halvlederindustrien er omtrent 0,005 μm, og MWCO er omtrent 6000 Da.
18. Nanofiltrering (NF): Filtreringspresisjon er mellom ultrafiltrering og omvendt osmose. Den er trykkdrevet- og oppnår hovedsakelig separasjon gjennom prinsipper som sikting, oppløsningsdiffusjon, ladningsfrastøtning og Donnan-effekten. Filtreringspresisjonen er omtrent 1-2 nm, og molekylvektsgrensen er omtrent 200-1000 Dalton. Den kan effektivt fjerne sekundære og multivalente ioner, ulike stoffer med molekylvekt større enn 200, og delvis fjerne monovalente ioner og stoffer med molekylvekt mindre enn 200. Den oppnår til en viss grad selektiv separasjon mellom ioner med forskjellige valenser. Driftstrykket er 0,3-0,6 MPa.
19. Omvendt osmose (RO): Drevet av trykkforskjell påføres det trykk på fôrløsningen på fôrsiden. Når trykket overstiger dets osmotiske trykk, vil løsningsmidlet trenge inn mot den naturlige osmotiske retningen, og dermed oppnå permeat på lav-siden av membranen og konsentrere seg på høy-siden. Arbeidsprinsippet til omvendt osmosemembraner forklares hovedsakelig av teorier som oppløsning-diffusjon, fortrinnsrett adsorpsjon-kapillærstrøm og hydrogenbinding. Filtreringspresisjonen er omtrent 0,1-1 nm, og molekylvektsgrensen er omtrent 100 Da. Den fjerner effektivt ulike uorganiske salioner og ulike stoffer med molekylvekter større enn 100. Driftstrykket er omtrent 0,7-7 MPa.
20. Keramisk membran: En asymmetrisk membran dannet av uorganiske keramiske materialer ved hjelp av en spesiell prosess. Hovedseparasjonsprinsippet er sikting, med en filtreringspresisjon på omtrent 0,001-1 μm (1-1000 nm). Den fjerner effektivt suspenderte faste stoffer, kolloider, mikroorganismer og makromolekyler fra vann, mens vann, små molekyler og uorganiske salioner kan passere normalt.
Merk: I likhet med nanofiltrering er markedsanvendelsen av keramiske membraner ennå ikke helt moden, men forskningen er veldig aktiv, og praktiske anvendelser er fortsatt relativt begrenset.
21. Elektrodialyse (ED): En kombinasjon av elektrokjemiske og dialysediffusjonsprosesser. Drevet av et eksternt DC elektrisk felt, utnytter den den selektive permeabiliteten til ionebyttermembraner (semi-permeable membraner) (dvs. kationer kan passere gjennom kationbyttermembraner, og anioner kan passere gjennom anionbyttermembraner), noe som får kationer og anioner til å bevege seg mot henholdsvis anoden og katoden.
22. Elektrodeionisering (EDI): Også kjent som elektro-avionisering eller elektrodialyse med pakket-seng, kombinerer denne vannbehandlingsprosessen elektrodialyse og ionebytterteknologier. Gjennom den selektive permeasjonen av anion- og kationbyttermembraner og ionebyttereffekten til harpiks, oppnår den retningsbestemt ionemigrering og dyp avsalting under et elektrisk DC-felt, og produserer vann med en resistivitet som overstiger 15 MΩ*cm.
Prinsippet innebærer å fylle membranrommet til elektrodialyseenheten med ionebytterharpiks. H+- og OH--ionene generert ved hydrolyseionisering, sammen med det elektriske feltet, oppnår samtidig ionemigrering og harpiksregenerering. Dette eliminerer behovet for kjemisk-syrebase-regenerering, noe som gjør det mer miljøvennlig og svært automatisert.
23. Kontinuerlig elektrodeionisering (CEDI): I likhet med grunnleggende struktur og arbeidsprinsipp som EDI, ligger den største forskjellen i om konsentratkammeret også er fylt med ionebytterharpiks og om det oppstår en egen elektrodevannutladning.
24. Anionbed: En anionbytter, dens hovedprinsipp er å bruke hydroksidioner i anionbytterharpiks for å bytte andre anioner i vannet.
25. Kationbed: En kationbytter, dens hovedprinsipp er å bruke hydrogen eller natriumioner i kationbytterharpiks for å bytte andre kationer i vannet. Avhengig av kjemikaliene som brukes til harpiksregenerering, kan den deles inn i hydrogen-type og natrium-type; sistnevnte er den vanlige typen vannmykner.
26. Avgasser: Også kjent som et avgassingstårn/karbonfjerner, er det en enhet som fjerner fri karbondioksid fra vann ved å bruke tvungen -luftavgassing.
Merk: I vannbehandlingsfeltet plasseres den vanligvis etter kationbytte (2B3T-scenario) eller første-omvendt osmoseutstyr (mer grundig enn vanlig pH-justering). Når HCO3-konsentrasjonen i råvannet er mindre enn eller lik 50mg/L, er den ideelle rest-CO2 i produktvannet etter avgassing med avgasseren mindre enn eller lik 5mg/L.
27. To-sengs, tre-tårn (2B3T) / SC+DG+ (WA/SA): Dette er en kombinert prosess som integrerer kationutveksling, avgassing og anionbytte for effektivt å fjerne både kationer og anioner fra vann. 2B representerer to senger (kationseng og anionseng), og +3T representerer to lag).
Hovedarbeidsprinsippet er som følger: Kationbed: Bruker kationbytterharpiks for å adsorbere kationer i vannet. Harpikstypen er SC (strong acid cation, forkortet sterkt kation). Avkarboneringstårn: Brukes til å fjerne CO2 (karbondioksid) fra vannet, og reduserer alkaliteten (HCO3-) gjennom denne prosessen. Anionbed: Bruker anionbytterharpiks for å adsorbere anioner i vannet. Harpikstypen er WA+SA (en blanding av svake og sterke anioner).
2B3T er en effektiv avsaltingsprosess som går før RO og er mye brukt i ulike felt. Produktets vannkvalitet/avsaltingskapasitet er sammenlignbar med enkelt- RO, og den har et bredere spekter av innflytende vannkvalitetsforhold sammenlignet med RO-systemer. I prosesser for fremstilling av ultrarent vann i elektronikkindustrien beholdes 2B3T fordi dets anionlag viser overlegen fjerningseffektivitet for spesifikke svakt basiske anioner (silisium, bor) sammenlignet med konvensjonell RO.
28. Strong Acid Cation Resin (SC): Dette er en ionebytterharpiks med sulfonsyregrupper (-SO3H) som byttegrupper. Ionebyttersekvensen er Fe3H.
+> Al3+> Pb2+> Ca2+> Mg2+> K+> Na+>H+. Vanlige mykgjørende harpikser (kationbytterharpikser av natrium-type) tilhører denne kategorien.
29. Strong Base Anion Exchange Resin (SA): This is an ion exchange resin with quaternary ammonium groups (such as -N(CH3)3OH) as its core functional groups. Its basicity depends on the type of amine group and its spatial structure. The ion exchange order is SO42--> NO3-> Cl-> HCO3->OH-.
Merk: I ultrarent vannsystemer, fordi vanlige avsaltingsprosesser har relativt begrensede borfjerningshastigheter, er det ofte nødvendig med ytterligere ionebytterborfjerningsprosesser. Polerte sterke anionbytterharpikser eller spesielle borfjerningsharpikser (UP7530# 760 RMB/L, CH-99# 450 RMB/L, etc.) brukes ofte. Sistnevnte er for det meste makroporøse chelaterende ionebytterharpikser, som tilhører spesielle harpikser, og prisene deres er generelt mye høyere, men effektene er ofte mer betydelige.
30. Svak syrekationharpiks (WC): Dette er en ionebytterharpiks som bruker karboksylsyregrupper (-COOH), fosfatgrupper (-PO2H2) og fenolgrupper (-C6H5OH) som utvekslingsgrupper. Ionebytterrekkefølgen er H+ > Fe3+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+, K+ > Na+.
Merk: Ioneselektiviteten til svake sure/basiske harpikser avhenger hovedsakelig av ionevalenstilstanden og hydratisert ioneradius, i rekkefølgen: høyere valensioner > lavere valensioner, mindre radiusioner > større radiusioner. Imidlertid danner H+- og OH--ioner konjugerte syre/base-systemer med deres tilsvarende svake syre- og svake-basefunksjonelle grupper, og blir derfor fortrinnsvis adsorbert. Utvekslingsrekkefølgen for andre ioner er i samsvar med den for sterke sure/basiske harpikser.
31. Weak-Base Anion Exchange Resin (WA): This type of ion exchange resin uses primary amine groups (-NH2), secondary amine groups (-NHR), or tertiary amine groups (-NR2) as its core functional groups. Its basicity depends on the type and spatial structure of the amine groups. The ion exchange sequence is: OH ->sitrat 3- > SO42- > tartrat 2- > oksalat 2- > PO43- > NO3- > Cl- > CH3COO- > HCO3-.
32. Blandet seng (MB): Denne typen ionebytterharpiks blander kation- og anionbytterharpikser i et spesifikt forhold i samme ionebytter. Fordi H+- og OH--ionene som kommer inn i vannet umiddelbart danner vannmolekyler med svært lav ionisering etter blandet ionebytting, går utvekslingsreaksjonen veldig grundig.
Merk: I motsetning til polering av blandede senger, kan vanlige blandede senger kontinuerlig regenereres. Derfor, selv om saltholdigheten av tilløpet til et blandet lag generelt ikke er nødvendig å være for høyt (for høyt saltholdighet vil føre til for hyppig regenerering), kan det brukes alene når produktets vannkvalitetskrav ikke er høye.
33. Simulert bevegelig seng (SMB): Bruker en serie faste-pakkekolonnesenger, gjennom hvilke matevæsken kontinuerlig sirkuleres. I denne prosessen brukes adsorpsjonsharpiksen eller ionebytterharpiksen i det faste sjiktet for å fjerne målstoffer, som urenheter, ioner og pigmenter.
Merk: SMB og PMB har betydelige forskjeller i definisjon. Men når fler-trinns (tandem) polering brukes, danner flertrinns PMB-sirkulasjonssystemet et de facto SMB-system. Derfor, i ultrarent vannsystemer, brukes ofte begrepene SMB og PMB om hverandre.
34. Polishing Mixed Bed (PMB): Dette er også kjent som en blandet engangsseng, og er en dyprensingsenhet på slutten av en vannbehandlingsprosess. Den bruker en ikke-fornybar blandet ionebytterharpiks (H-type kationbytterharpiks og OH-type anionbytterharpiks) for å forbedre kvaliteten på det produserte vannet ytterligere, oppnå en resistivitet på 18,2 MΩ*cm og kontrollerende indikatorer som TOC og SiO2.
35. Membrane Degassing (MDG): Dette er en gass-væskeseparasjonsenhet basert på membranseparasjonsteknologi. Den bruker diffusjonsprinsippet for å fjerne oppløste gasser (som karbondioksid, oksygen og ammoniakknitrogen) fra væsker. Kjerneteknologien ligger i å bruke en hulfibermembranstruktur for å øke gass-væskekontaktområdet. Gassmigrering til utsiden av membranen drives av vakuum eller trykkforskjell, noe som gir svært effektiv avgassing.
36. Ultrafiolett (UV) sterilisator: En fysisk metode som bruker ultrafiolett lys for å ødelegge DNA/RNA-molekylstrukturen til mikroorganismer for å oppnå sterilisering. Den har øyeblikkelig høy-ultrafiolett lys og sterk penetrerende kraft. Dets steriliseringsprinsipp innebærer hovedsakelig at nukleinsyrer absorberer 253,7 nm bølgelengde ultrafiolett lys, noe som forårsaker unormal genetisk funksjon og permanent inaktivering.
37. TOC Remover (TOC-UV): En enhet som bruker ultrafiolett lys med høy-intensitet (185nm og 253,7nm ultrafiolett lys som virker synergistisk) for å ødelegge den molekylære strukturen til totalt organisk karbon (TOC) i vann, noe som får det til å brytes ned til CO2 og H2O. Dette reduserer effektivt innholdet av organisk materiale i vann, forbedrer vannrenheten og er egnet for ultrarent vann og vannbehandlingsscenarier med høye-krav.
38. Vedlegg:
Anbefalte filtreringshastighetsområder for vanlig filtreringsutstyr:
Grunne mediefilter: 10-40 m/t;
Enkelt-lagsfilter: 8-10 m/t;
Dobbelt-lagsfilter: 10-14 m/t;
Trippel-lagsfilter: 18-20 m/t;
Aktivt kullfilter: 8-20 m/t;
Mykner: 15-30 m/t;
Anion-kationseng: 20-30 m/t;
Vanlig blandet seng: 30-40 m/t eller 20-30 BV/t;
Polering av blandet seng: 40-60 m/t eller 30-40 BV/t.