II. Terminologi Proses dan Peralatan (Peralatan adalah pembawa proses, dan proses adalah teras peralatan)
1. Bioreaktor Membran (MBR): Jenis peralatan rawatan air baharu yang menggabungkan teknologi pengasingan membran dan rawatan biologi, terutamanya digunakan dalam kumbahan perbandaran, rawatan air sisa industri dan penggunaan semula air tebus guna. Terdapat banyak jenis bioreaktor membran, tetapi dalam bidang rawatan air, ia secara amnya merujuk secara khusus kepada-jenis pengasingan cecair pepejal. Ciri teknologi terasnya ialah penggunaan modul membran untuk menggantikan tangki pemendapan sekunder. Membran MBR dikelaskan kepada membran mikroturasan MBR dan membran ultraturasan MBR mengikut ketepatan pemisahannya.
2. Penapis Sederhana Cetek: Peranti yang menapis kekotoran dalam cecair melalui lapisan media. Prinsip kerjanya terutamanya menggunakan kesan penjerapan, pengekalan dan pemendapan lapisan media (seperti pasir kuarza, garnet, dll.) untuk mengeluarkan pepejal terampai, koloid, bahan organik, bakteria, dan kekotoran lain daripada cecair, dengan itu mencapai tujuan memurnikan kualiti air.
Nota: Pada asasnya sejenis penapis pasir, penapis media cetek mempunyai ketinggian pembungkusan media yang lebih rendah dan kadar penapisan yang lebih tinggi, tetapi ketepatan penapisannya secara amnya lebih rendah daripada penapis pasir kuarza. Ia juga sesuai untuk pelbagai keadaan kualiti air yang lebih luas.
3. Penapis Pasir Kuarza: Juga dikenali sebagai penapis pasir (SF), ia menggunakan pasir kuarza sebagai medium penapis. Di bawah tekanan tertentu, air dengan kekeruhan tinggi dialirkan melalui ketebalan tertentu pasir kuarza berbutir atau bukan-berbutir. Ia menghilangkan sedimen, koloid, ion logam, dan bahan organik, dengan itu mengurangkan kekeruhan dan membersihkan air.
4. Penapis Multimedia (MMF): Menggunakan dua atau lebih media penapis. Di bawah tekanan tertentu, air dengan kekeruhan tinggi dialirkan melalui ketebalan tertentu bahan berbutir atau bukan-berbutir, dengan berkesan menanggalkan bendasing terampai dan menjernihkan air. Media penapis yang biasa digunakan termasuk pasir kuarza, antrasit dan pasir mangan. Ia digunakan terutamanya untuk rawatan air, penyingkiran kekeruhan, pelembutan air dan pra-rawatan air tulen, mencapai kekeruhan efluen di bawah 3 darjah. Nota: Dalam bidang rawatan air, penapis pasir kuarza dan penapis berbilang-media sering digunakan secara bergantian. Kunci kepada aplikasi terasnya terletak pada pemilihan (jenis dan model) media penapis dan pengisian yang betul.
5. Penapis Karbon Teraktif (ACF): Sejenis penapis yang diisi dengan karbon teraktif untuk menapis bahan bebas, mikroorganisma dan beberapa ion logam berat daripada air, dan mengurangkan warna air dengan berkesan. Karbon teraktif boleh dikelaskan terutamanya mengikut bahan, seperti berasaskan arang batu-, berasaskan kayu-dan secara ringkas-berasaskan.
Nota: Dalam bidang rawatan air, pemilihan kapasiti penjerapannya yang sesuai (nilai iodin) adalah penting. Secara amnya, 600-800 mg/g adalah mencukupi untuk prarawatan air tulen industri; piawaian air minuman secara amnya memerlukan 800-1000 mg/g; dan untuk air tulen, air untuk suntikan, dan air ultratulen gred elektronik, 1000-1200 mg/g secara amnya diperlukan.
6. Pelembut Air (SF): Juga dikenali sebagai pelembut, ia menggunakan resin pertukaran kation jenis natrium-untuk mengeluarkan ion kalsium dan magnesium daripada air, mengurangkan kekerasan air.
Nota: Pelembut air pada asasnya berdasarkan pertukaran ion, tidak seperti penapis mekanikal lain dalam peringkat prarawatan yang berfungsi terutamanya melalui pemintasan dan penjerapan. Oleh itu, pemilihan tangki memerlukan pertimbangan kadar aliran dan halaju, hubungan diameter [φ=√(4Q/π/v)], dan, yang lebih penting, menentukan jumlah pemuatan resin yang sesuai dan mengira kitaran penjanaan semula yang munasabah berdasarkan kekerasan air mentah.
Apabila air mentah adalah air paip perbandaran, kekerasannya biasanya rendah (<<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.-Penapis pembersihan sendiri (SCF): Ini ialah peranti kawalan pintar automatik sepenuhnya yang menggunakan skrin penapis untuk memintas terus kekotoran dalam air, mengeluarkan pepejal terampai dan bahan zarahan, mengurangkan kekeruhan, membersihkan kualiti air dan mengurangkan kekotoran sistem, alga dan kakisan. Ia membersihkan air dan melindungi peralatan sistem untuk operasi biasa.
8. Penapis Cakera Bertindan: Juga dikenali sebagai penapis cakera atau penapis plat bertindan, ia ialah sejenis penapis pembersihan sendiri-yang menggunakan reka bentuk modular (unit boleh digabungkan secara bebas) untuk memerangkap pepejal terampai melalui saluran yang terbentuk antara cakera penapis. Semasa mencuci belakang, air mengalir ke arah yang bertentangan untuk menghilangkan bahan cemar. Unit penapis penapis cakera terdiri daripada cakera penapis plastik bertetulang anulus bertindan, beralur atau rusuk, selalunya dilabelkan "2", "3", atau "4". Ketepatan penapisannya biasanya 5-200μm.
Nota: Dalam rawatan air, penapis cakera sering digunakan sebagai pra-penapis dalam sistem ultraturasan, dengan ketepatan 50-100μm, berfungsi sama seperti penapis keselamatan.
9. Penapis Ketepatan: Secara amnya menggunakan cangkerang luar keluli tahan karat. Secara dalaman, ia menggunakan unsur penapis tiub seperti PP cair-ditiup, wayar-diputar, berlipat, titanium atau penapis karbon diaktifkan. Elemen penapis yang berbeza dipilih berdasarkan medium penapisan dan proses reka bentuk untuk mencapai kualiti air efluen yang diperlukan.
Nota: Perbezaan antara penapisan halus dan penapisan mikro tidak sepenuhnya jelas. Penapisan mikro, ditakrifkan secara meluas, mempunyai ketepatan penapisan kira-kira 0.1-50 μm; penapisan yang ditakrifkan secara sempit (khususnya penapisan membran mikroporous) mempunyai ketepatan kira-kira 0.1-10 μm; manakala penapisan halus mempunyai julat ketepatan lebih kurang 0.1-100/200 μm.
10. Penapis Keselamatan: Seperti namanya, apabila peranti penapisan tahap-tepatan digunakan untuk melindungi peralatan lain dalam sistem seperti RO, fungsi utamanya ialah perlindungan, maka dinamakan "penapis keselamatan."
11. Penapis Beg: Juga dikenali sebagai penapis beg rawatan air, ia terdiri daripada beg penapis yang disokong oleh bakul mesh logam. Cecair mengalir masuk melalui salur masuk, ditapis oleh beg penapis, dan mengalir keluar melalui salur keluar. Kekotoran terperangkap dalam beg penapis, dan penapis boleh digunakan semula selepas beg penapis diganti. Ketepatan penapisan biasa ialah 1-100 μm, termasuk dalam kategori ketepatan, dan ia sering digunakan sebagai penapis keselamatan.
12. Penapis Kartrij-Cairan PP: Sejenis penapis kartrij. Elemen penapis terasnya ialah kartrij-letup PP, bahan penapis tiub yang diperbuat daripada polipropilena (PP) melalui proses-letup. Ketepatan penapisan biasa ialah 0.5-100μm, termasuk dalam kategori penapisan halus, dan sering digunakan sebagai penapis keselamatan.
13. Penapis Mekanikal: Penapis yang terutamanya menggunakan pemintasan fizikal mekanikal dan penjerapan. Oleh itu, pada asasnya, penapis prarawatan dan penapis keselamatan yang dinyatakan di atas, kecuali penapis pelembut, semuanya tergolong dalam kategori penapis mekanikal. Walau bagaimanapun, dalam bidang rawatan air, "penapis mekanikal" kadangkala digunakan untuk merujuk secara khusus kepada penapis pasir atau{3}}penapis berbilang media (ini adalah ungkapan yang kurang tepat).
14. Penapis Saluran Paip: Terutamanya terdiri daripada paip penyambung, silinder, bakul penapis, bebibir, penutup bebibir dan pengikat, dipasang pada saluran paip untuk mengeluarkan kekotoran pepejal yang lebih besar daripada cecair, melindungi peralatan hiliran (pam, instrumen, dll.) dan memastikan operasi yang stabil. Contoh biasa termasuk penapis tiub jenis Y-dan penapis bakul.
15. Pengadun saluran: Peranti yang mencapai pencampuran seragam cecair semasa ia mengalir melalui paip menggunakan komponen atau elemen pencampuran tertentu. Dalam sistem rawatan air, ia biasanya digunakan untuk menyambung ke saluran paip apabila menambah pelbagai agen seperti koagulan, agen pengurangan dan perencat skala.
16. Microfiltration (MF): Juga dikenali sebagai microporous membrane filtration, ia ialah proses membran yang menggunakan perbezaan tekanan statik sebagai daya penggerak dan tindakan menapis penapis-seperti membran media untuk pengasingan. Ketepatan penapisan adalah lebih kurang 0.1-10 μm. Ia terutamanya mengekalkan koloid, pepejal terampai, dan bakteria dalam bahan terlarut melalui penapisan. Tekanan operasi adalah kira-kira 0.07-0.2 MPa.
17. Ultrafiltration (UF): Proses pengasingan membran dengan ketepatan penapisan antara penapisan mikro dan penapisan nano, didorong oleh tekanan dan berdasarkan prinsip penapisan. Ketepatan penapisannya adalah kira-kira 0.002-0.1 μm (2-100 nm), dan potongan berat molekul (MWCO) adalah kira-kira 1000-200000 Dalton (Da). Ia berkesan boleh mengeluarkan zarah, koloid, bakteria, pirogen, dan bahan organik berat molekul tinggi daripada air. Tekanan operasi adalah kira-kira 0.1-0.3 MPa.
Nota: Saiz liang membran ultraturasan yang digunakan dalam sistem air ultratulen industri semikonduktor adalah lebih kurang 0.005 μm, dan MWCO adalah lebih kurang 6000 Da.
18. Nanofiltration (NF): Ketepatan penapisan adalah antara ultrafiltration dan reverse osmosis. Ia didorong oleh tekanan-dan terutamanya mencapai pemisahan melalui prinsip seperti penyaringan, resapan pelarutan, penolakan cas dan kesan Donnan. Ketepatan penapisannya adalah kira-kira 1-2 nm, dan potongan berat molekul adalah kira-kira 200-1000 Dalton. Ia boleh mengeluarkan ion sekunder dan multivalen dengan berkesan, pelbagai bahan dengan berat molekul lebih besar daripada 200, dan mengeluarkan sebahagian ion monovalen dan bahan dengan berat molekul kurang daripada 200. Ia mencapai pemisahan terpilih antara ion valens yang berbeza pada tahap tertentu. Tekanan operasi ialah 0.3-0.6 MPa.
19. Reverse Osmosis (RO): Didorong oleh perbezaan tekanan, tekanan dikenakan pada larutan suapan di bahagian suapan. Apabila tekanan melebihi tekanan osmotiknya, pelarut akan meresap melawan arah osmosis semula jadi, dengan itu memperoleh resapan pada bahagian tekanan-rendah membran dan tertumpu pada bahagian tekanan-tinggi. Prinsip kerja membran osmosis terbalik terutamanya dijelaskan oleh teori seperti resapan-pembubaran, penjerapan keutamaan-aliran kapilari dan ikatan hidrogen. Ketepatan penapisannya adalah kira-kira 0.1-1 nm, dan potongan berat molekul adalah kira-kira 100 Da. Ia berkesan membuang pelbagai ion garam tak organik dan pelbagai bahan dengan berat molekul lebih daripada 100. Tekanan operasi adalah lebih kurang 0.7-7 MPa.
20. Membran Seramik: Membran asimetri yang terbentuk daripada bahan seramik bukan organik menggunakan proses khas. Prinsip pemisahan utamanya ialah penyaringan, dengan ketepatan penapisan kira-kira 0.001-1 μm (1-1000 nm). Ia berkesan menyingkirkan pepejal terampai, koloid, mikroorganisma dan makromolekul daripada air, manakala air, molekul kecil dan ion garam tak organik boleh melaluinya secara normal.
Nota: Seperti penapisan nano, aplikasi pasaran membran seramik masih belum matang sepenuhnya, tetapi penyelidikan sangat aktif, dan aplikasi praktikal masih agak terhad.
21. Elektrodialisis (ED): Gabungan proses resapan elektrokimia dan dialisis. Didorong oleh medan elektrik DC luaran, ia menggunakan kebolehtelapan terpilih membran pertukaran ion (semi-membran telap) (iaitu, kation boleh melalui membran pertukaran kation dan anion boleh melalui membran pertukaran anion), menyebabkan kation dan anion bergerak ke arah anod dan katod, masing-masing.
22. Electrodeionization (EDI): Juga dikenali sebagai electro-deionization atau packed-bed electrodialysis, proses rawatan air ini menggabungkan elektrodialisis dan teknologi pertukaran ion. Melalui resapan terpilih membran pertukaran anion dan kation dan kesan pertukaran ion resin, ia mencapai penghijrahan ion berarah dan penyahgaraman dalam di bawah medan elektrik DC, menghasilkan air dengan kerintangan melebihi 15 MΩ*cm.
Prinsipnya melibatkan pengisian ruang membran unit elektrodialisis dengan resin penukar ion. Ion H+ dan OH- yang dihasilkan oleh pengionan hidrolisis, bersama-sama dengan medan elektrik, pada masa yang sama mencapai penghijrahan ion dan penjanaan semula resin. Ini menghapuskan keperluan untuk penjanaan semula kimia-asas, menjadikannya lebih mesra alam dan sangat automatik.
23. Elektrodeionisasi Berterusan (CEDI): Sama dalam struktur asas dan prinsip kerja dengan EDI, perbezaan terbesar terletak pada sama ada ruang pekat juga diisi dengan resin penukar ion dan sama ada pelepasan air elektrod yang berasingan berlaku.
24. Katil Anion: Penukar anion, prinsip kerja utamanya ialah menggunakan ion hidroksida dalam resin penukar anion untuk menukar anion lain di dalam air.
25. Katil Kation: Penukar kation, prinsip kerja utamanya ialah menggunakan ion hidrogen atau natrium dalam resin penukar kation untuk menukar kation lain di dalam air. Bergantung pada bahan kimia yang digunakan untuk penjanaan semula resin, ia boleh dibahagikan kepada jenis-hidrogen dan natrium-jenis; yang terakhir adalah jenis pelembut air yang biasa.
26. Penyahgas: Juga dikenali sebagai menara penyahgas/penyingkir karbon, ia ialah peranti yang mengeluarkan karbon dioksida bebas daripada air dengan menggunakan-penyahgas udara paksa.
Nota: Dalam bidang rawatan air, ia biasanya diletakkan selepas pertukaran kation (senario 2B3T) atau peralatan osmosis songsang -peringkat pertama (lebih teliti daripada pelarasan pH biasa). Apabila kepekatan HCO3- dalam air mentah adalah Kurang daripada atau sama dengan 50mg/L, baki CO2 yang ideal dalam air produk selepas dinyahgas oleh penyahgas ialah Kurang daripada atau sama dengan 5mg/L.
27. Dua-katil, tiga-menara (2B3T) / SC+DG+ (WA/SA): Ini ialah proses gabungan yang menyepadukan pertukaran kation, penyahgasan dan pertukaran anion untuk mengalihkan kedua-dua kation dan anion daripada air dengan berkesan. 2B mewakili dua katil (katil kation dan katil anion), dan 3T mewakili tiga kepada katil menara penyahkarbonan).
Prinsip kerja utamanya adalah seperti berikut: Lapisan kation: Menggunakan resin penukar kation untuk menjerap kation di dalam air. Jenis resin ialah SC (kation asid kuat, disingkat sebagai kation kuat). Menara penyahkarbonan: Digunakan untuk mengeluarkan CO2 (karbon dioksida) daripada air, mengurangkan kealkalian (HCO3-) melalui proses ini. Katil anion: Menggunakan resin penukar anion untuk menyerap anion di dalam air. Jenis resin ialah WA+SA (campuran anion lemah dan kuat).
2B3T ialah proses penyahgaraman berkesan yang mendahului RO dan digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang. Kualiti air/kapasiti penyahgaraman produknya adalah setanding dengan-peringkat RO, dan ia mempunyai julat keadaan kualiti air pengaruh yang lebih luas berbanding sistem RO. Dalam proses penyediaan air ultratulen dalam industri elektronik, 2B3T dikekalkan kerana katil anionnya mempamerkan kecekapan penyingkiran unggul untuk anion asas lemah tertentu (silikon, boron) berbanding RO konvensional.
28. Resin Kation Asid Kuat (SC): Ini ialah resin penukar ion dengan kumpulan asid sulfonik (-SO3H) sebagai kumpulan pertukaran. Urutan pertukaran ionnya ialah Fe3H.
+> Al3+> Pb2+> Ca2+> Mg2+> K+> Na+>H+. Resin pelembut biasa (resin penukar kation jenis-natrium) tergolong dalam kategori ini.
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-.
Nota: Dalam sistem air ultratulen, kerana proses penyahgaraman arus perdana mempunyai kadar penyingkiran boron yang agak terhad, proses penyingkiran boron pertukaran ion tambahan sering diperlukan. Resin penukar anion asas kuat yang digilap atau resin penyingkiran boron khas (UP7530# 760 RMB/L, CH-99# 450 RMB/L, dsb.) biasanya digunakan. Yang terakhir ini kebanyakannya resin pertukaran ion kelat makroporous, kepunyaan resin khas, dan harganya secara amnya jauh lebih tinggi, tetapi kesannya selalunya lebih ketara.
30. Resin Kation Asid Lemah (WC): Ini ialah resin penukar ion menggunakan kumpulan asid karboksilik (-COOH), kumpulan fosfat (-PO2H2) dan kumpulan fenolik (-C6H5OH) sebagai kumpulan pertukaran. Urutan pertukaran ion ialah H+ > Fe3+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+, K+ > Na+.
Nota: Selektiviti ion bagi asid lemah/resin asas bergantung terutamanya pada keadaan valensi ion dan jejari ion terhidrat, dalam susunan: ion valens lebih tinggi > ion valens rendah, ion jejari lebih kecil > ion jejari lebih besar. Walau bagaimanapun, ion H+ dan OH- membentuk sistem asid/bes konjugat dengan kumpulan berfungsi asid lemah dan bes lemah yang sepadan, dan oleh itu lebih disukai diserap. Susunan pertukaran ion-ion lain adalah konsisten dengan susunan asid kuat/asas.
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. Katil Campuran (MB): Jenis resin penukar ion ini mencampurkan resin penukar kation dan anion dalam nisbah tertentu dalam penukar ion yang sama. Oleh kerana ion H+ dan OH- yang memasuki air serta-merta membentuk molekul air dengan pengionan yang sangat rendah selepas pertukaran ion bercampur, tindak balas pertukaran berjalan dengan sangat teliti.
Nota: Tidak seperti menggilap katil bercampur, katil bercampur biasa boleh dijana semula secara berterusan. Oleh itu, walaupun kemasinan influen ke katil bercampur secara amnya tidak perlu terlalu tinggi (kemasinan yang berlebihan akan membawa kepada penjanaan semula yang terlalu kerap), ia boleh digunakan secara bersendirian apabila keperluan kualiti air produk tidak tinggi.
33. Katil Bergerak Simulasi (SMB): Menggunakan satu siri katil lajur-pembungkusan tetap, yang melaluinya cecair suapan diedarkan secara berterusan. Dalam proses ini, resin penjerapan atau resin penukar ion dalam katil tetap digunakan untuk mengeluarkan bahan sasaran, seperti kekotoran, ion, dan pigmen.
Nota: SMB dan PMB mempunyai perbezaan yang ketara dalam definisi. Walau bagaimanapun, apabila penggilap berbilang-peringkat (tandem) digunakan, sistem peredaran PMB berbilang-peringkat membentuk sistem SMB de facto. Oleh itu, dalam sistem air ultratulen, istilah SMB dan PMB sering digunakan secara bergantian.
34. Katil Campuran Menggilap (PMB): Juga dikenali sebagai katil bercampur pakai buang, ini ialah peranti penulenan dalam pada penghujung proses rawatan air. Ia menggunakan resin penukar ion campuran yang tidak-boleh diperbaharui (resin penukar kation jenis H-dan resin penukar anion jenis OH-jenis OH) untuk meningkatkan lagi kualiti air yang dihasilkan, mencapai kerintangan 18.2 MΩ*cm dan penunjuk kawalan seperti TOC dan SiO2.
35. Membrane Degassing (MDG): Ini ialah -peranti pengasingan cecair berdasarkan teknologi pengasingan membran. Ia menggunakan prinsip resapan untuk mengeluarkan gas terlarut (seperti karbon dioksida, oksigen, dan nitrogen ammonia) daripada cecair. Teknologi terasnya terletak pada penggunaan struktur membran gentian berongga untuk meningkatkan-kawasan sentuhan cecair gas. Penghijrahan gas ke luar membran didorong oleh vakum atau perbezaan tekanan, mencapai penyahgasan yang sangat cekap.
36. Pensteril Ultraviolet (UV): Kaedah fizikal yang menggunakan cahaya ultraungu untuk memusnahkan struktur molekul DNA/RNA mikroorganisma untuk mencapai pensterilan. Ia menampilkan cahaya ultraungu-tenaga tinggi serta-merta dan kuasa penembusan yang kuat. Prinsip pensterilannya terutamanya melibatkan asid nukleik yang menyerap cahaya ultraungu panjang gelombang 253.7nm, menyebabkan fungsi genetik yang tidak normal dan ketidakaktifan kekal.
37. TOC Remover (TOC-UV): Peranti yang menggunakan cahaya ultraungu-intensiti tinggi (cahaya ultraungu 185nm dan 253.7nm berfungsi secara sinergistik) untuk memusnahkan struktur molekul jumlah karbon organik (TOC) dalam air, menyebabkan ia terurai menjadi CO2 dan H2O. Ini mengurangkan kandungan bahan organik dalam air dengan berkesan, meningkatkan ketulenan air dan sesuai untuk penyediaan air ultratulen dan senario rawatan air yang memerlukan-tinggi.
38. Lampiran:
Julat kadar penapisan yang disyorkan untuk peralatan penapisan biasa:
Penapis media cetek: 10-40 m/j;
Penapis-satu lapisan: 8-10 m/j;
Penapis dwi-lapisan: 10-14 m/j;
Penapis tiga-lapisan: 18-20 m/j;
Penapis karbon diaktifkan: 8-20 m/j;
Pelembut: 15-30 m/j;
Anion-katil kation: 20-30 m/j;
Katil bercampur biasa: 30-40 m/j atau 20-30 BV/j;
Menggilap katil bercampur: 40-60 m/j atau 30-40 BV/j.
