STARK WATER TREATMENT:純水処理のプロセスと処理原理

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2022年9月16日

STARK WATER TREATMENT:純水処理のプロセスと処理原理


純水処理とは?

純水とは、純水が一般的に都市の水道水を水源として使用することを意味します。多層ろ過により、微生物などの有害物質を除去すると同時に、フッ素、カリウム、カルシウム、マグネシウムなど人体に必要なミネラルも除去します。

産業廃水、生活排水、農業汚染の無秩序な排出により、現在の地表水には泥、砂、動植物の腐敗が含まれているだけではありません。漂白剤、農薬、重金属、石灰、鉄、その他の人間の健康を危険にさらす物質も多数あります。これらの汚染物質が人体に長期間蓄積すると、人間の健康に非常に有害であり、癌、突然変異誘発、および歪みを引き起こす可能性があります。真の殺人者。しかし、従来の水道水製造プロセスでは、その中の有機化合物を除去できないだけでなく、水道水の生産に塩素を追加すると、クロロホルムなどの新しくより強力な有機汚染が発生し、水道水は天然水よりも変異原性が高くなります。さらに、水道水が工場を出た後、それは長い水供給パイプラインシステム、特に高層住宅の屋上の水タンクを通過する必要があり、比較的深刻な「二次汚染」があります。もちろん、このタイプの水は生で飲むことはできません。煮沸しても殺菌はでき、有害な薬品を取り除くことはできません。さらに、純水を飲むことは、健康への害を排除するだけでなく、健康と長寿にも利益をもたらすことができます。水が純粋であるほど、キャリアの機能が向上し、体内のさまざまな代謝産物を溶解する能力が強くなればなるほど、人体に吸収されやすくなり、喉の渇きを癒し、疲労を和らげる体液の生成に有益です。したがって、健康を維持し、人々の健康を改善し、純水事業を発展させ、高品質の飲料水を生産するために、純水処理は水道水を2回浄化し、さらに水道水中の塩化物やバクテリアなどの有害物質をろ過して排除することです。バクテリアと消毒効果。

純水処理の方法

1. 膜精密ろ過(MF)純水処理

膜微孔質ろ過法には、深さろ過、スクリーンろ過、および表面ろ過の3つの形態があります。デプスフィルトレーションは、織物繊維または圧縮材料で作られたマトリックスであり、一般的に使用されるマルチメディアろ過や砂ろ過などの粒子を保持するために不活性吸着または捕捉を使用します。深層ろ過は、下流の精製ユニットが詰まるのを防ぎながら、浮遊物質の98%以上を除去する比較的経済的な方法であるため、通常は前処理として使用されます。

表面ろ過は多層構造です。溶液がフィルター膜を通過すると、フィルター膜の内側の細孔よりも大きな粒子が残され、一般的に使用されるPP繊維ろ過など、主にフィルター膜の表面に蓄積します。表面ろ過は、浮遊物質を99.9%以上除去できるため、前処理や清澄化としても使用できます。

ふるいフィルター膜は、基本的にふるいのように一貫した構造をしており、表面に細孔サイズよりも大きな粒子を残します(このフィルター膜の細孔測定は非常に正確です)、超純水機で使用される端末など、ポイントセキュリティフィルターを使用します。メッシュろ過 精密ろ過は、一般的に精製システムの最終用途に配置され、樹脂フレーク、カーボンチップ、コロイド、微生物の最後の残りの痕跡を除去します。

2.活性炭吸着純水処理

活性炭吸着とは、水中の有害物質を1つ以上固体表面に吸着させ、活性炭の多孔質性を利用して除去する方法です。活性炭の吸着は、水中の有機物、コロイド、微生物、残留塩素、臭気などの除去に良い効果があります。同時に、活性炭には一定の還元効果があるため、水中の酸化剤に対しても優れた除去効果があります。

活性炭の吸着機能には飽和値があるため、飽和吸着容量に達すると、活性炭フィルターの吸着機能が大幅に低下します。したがって、活性炭の吸着能力を分析し、時間内に活性炭を交換するか、高圧蒸気による消毒と回収を行うように注意する必要があります。しかし、同時に、活性炭の表面に吸着した有機物が細菌繁殖の栄養源や繁殖地になる可能性があるため、活性炭フィルター内の微生物繁殖の問題も注目に値します。細菌の増殖を抑えるためには、定期的な消毒が必要です。活性炭を使用する初期段階(または新たに交換された活性炭の運転の初期段階)では、少量の非常に微細な粉末活性炭が水の流れとともに逆浸透システムに入り、逆浸透膜流路が汚れて動作を引き起こす可能性があることは注目に値します。圧力が上昇し、浸透物の生産量が低下し、システム全体の圧力損失が増加しますが、この損傷は従来の洗浄方法では回復が困難です。したがって、ろ過された水を後続のROシステムに送信する前に、活性炭をすすぎ、微粉末を除去する必要があります。活性炭は大きな効果がありますが、消毒には注意が必要で、新しい活性炭は使用中にきれいにすすぐ必要があります。
Activated carbon adsorption pure water treatment
3.逆浸透(RO)純水処理

逆浸透とは、濃縮溶液の側面に浸透圧を超える圧力が加えられると、濃縮溶液中の溶媒が希薄溶液に流れ、この溶媒の流れ方向が元の浸透の方向と逆になることを意味します。このプロセスは逆浸透と呼ばれます。この原理は、液体物質の精製、不純物除去、および処理のための液体分離の分野で使用されます。

逆浸透膜の動作原理:透過性物質に対して選択的な膜は半透膜と呼ばれ、溶媒のみを透過でき、溶質を透過できない膜は一般に理想的な半透膜と呼ばれます。半透膜の両側に同量の希薄溶液(淡水など)と濃縮溶液(塩水など)を置くと、希薄溶液中の溶媒は自然に半透膜を通過し、自然に濃縮溶液側に流れます、この現象は浸透と呼ばれます。浸透が平衡に達すると、濃縮溶液の側面の液面は希薄溶液の液面よりも一定の高さで高くなり、つまり圧力差が形成され、この圧力差が浸透圧です。逆浸透は、浸透の逆移動運動です。これは、圧力駆動下で半透膜を選択的に遮断することにより、溶質と溶媒を溶媒中に分離する分離方法です。さまざまな溶液の精製に広く使用されています。最も一般的な応用例は、逆浸透技術を使用して原水中の無機イオン、バクテリア、ウイルス、有機物、コロイドなどの不純物を除去し、高品質の純水を得る水処理プロセスです。
Reverse osmosis (RO) pure water treatment
4. イオン交換(IX)純水処理

イオン交換純水装置は、陰イオンと陽イオン交換樹脂を介して水中のさまざまな陰イオンと陽イオンを置き換える従来の水処理プロセスです。陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂は、イオン交換陽イオン床システムを形成するために、異なる比率で一致します。陰イオン床システムとイオン交換混合床(複合床)システム、および混合床(複合床)システムは、通常、逆浸透浸透およびその他の水処理プロセス後に超純水と高純度水を生成する最終プロセスで使用されます。超純水や高純度水を作るためのかけがえのない手段の一つです。排水の導電率は1uS/cmより低くすることができ、流出物の抵抗率は1MΩ.cm以上に達することができます。さまざまな水質と使用要件に応じて、排水抵抗率は1~18MΩ.cmの間で制御できます。電子機器、電力超純水、化学工業、電気めっき超純水、ボイラー給水、医療用超純水などの産業で、超純水や高純度水の調製に広く使用されています。

Ca(HCO3)2、MgSO4、その他のカルシウムおよびマグネシウムナトリウム塩などの原水に含まれる塩は、交換樹脂層を流れると、カチオンCa2+、Mg2+などはカチオン樹脂の活性基に置き換えられ、アニオンHCO3-、SO42-など。陰イオン樹脂の活性基に置き換えられた水は、超精製されます。原水中の重炭酸塩含有量が高い場合は、陰イオン交換塔と陽イオン交換塔の間に脱気塔を設置して、CO2ガスを除去し、陰イオン床の負荷を軽減する必要があります。
Ion exchange (IX) pure water treatment
5. 紫外線(UV)超純水処理

細胞再生の主なプロセスは、DNAの長い鎖が開かれることです。開いた後、各長鎖のアデニン単位は結合するチミン単位を探し、各長鎖は分離したばかりの他の長鎖と同じ鎖をコピーできます。、元の分裂の前に完全なDNAを復元し、新しい細胞基盤になります。波長240〜280nmの紫外線は、DNAがタンパク質を生成して複製する能力を破壊する可能性があります。その中でも波長265nmの紫外線は、細菌やウイルスに対して最も強い殺傷能力を持っています。細菌やウイルスのDNAやRNAが損傷を受けた後、タンパク質を生産する能力や生殖能力が失われます。細菌やウイルスは一般的にライフサイクルが非常に短いため、繁殖できない細菌やウイルスはすぐに死んでしまいます。紫外線は、水道水中の微生物の生存を防ぎ、殺菌と消毒の効果を達成するために使用されます。
人工水銀(合金)光源のみが、工学消毒に十分な紫外線強度(UVC)強度を出力できます。紫外線殺菌ランプ管は石英ガラスでできています。水銀ランプは、点灯後のランプ内の水銀蒸気圧の違いと紫外線出力強度の違いにより、低圧低強度水銀ランプ、中圧高強度水銀ランプ、低圧高強度水銀ランプの3種類に分けられます。

殺菌効果は、微生物が受ける照射量によって決まると同時に、ランプの種類や光の強度、使用時間に関係する紫外線の出力エネルギーにも影響されます。ランプが古くなると、その強度の30%〜50%が失われます。.

紫外線照射量とは、特定の細菌不活化率を達成するために必要な特定の波長の紫外線の量を指します:照射線量(J / m2)=照射時間(s)×UVC強度(W / m2)照射線量が大きいほど、消毒効率が高くなります。装置のサイズ要件により、一般的な照射時間はわずか数秒です。したがって、ランプのUVC出力強度は、紫外線消毒装置の性能を測定するための最も重要なパラメータとなっています。
 Ultraviolet (UV) ultrapure water treatment
6. 限外ろ過(UF)純水処理

限外ろ過技術は、浄水、溶液分離、濃縮、廃水からの有用物質の抽出、廃水の浄化と再利用に広く使用されているハイテクです。これは、単純な使用プロセス、加熱なし、省エネ、低圧操作、およびデバイスの小さなフットプリントによって特徴付けられます。

限外ろ過(UF)純水処理の原理:限外ろ過は、ふるい分けと圧力を駆動力とする分離原理に基づく膜分離プロセスです。、バクテリアクッション、高分子有機物。物質の分離、濃縮、精製に広く使用できます。限外ろ過プロセスは相転移を持たず、室温で動作します。特に熱に弱い物質の分離に適しています。耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性、耐酸化性に優れています。60°C未満、pH2-11の条件下で長期間連続して使用できます。.

中空糸限外ろ過膜は、最も成熟した先進的な形態の限外ろ過技術です。中空糸の外径は0.5〜2.0mm、内径は0.3〜1.4mmです。中空糸の壁は微細孔で覆われています。原水は、中空糸の外側または内部のキャビティに圧力がかかって流れ、それぞれ外圧タイプと内圧タイプを形成します。限外ろ過は動的ろ過プロセスであり、閉じ込められた物質は、膜の表面を塞ぐことなく、濃縮によって除去することができ、長時間連続して実行できます。
Ultrafiltration (UF) pure water treatment
7. EDI純水処理

EDI超純水処理装置の動作原理:電気脱イオン(EDI)システムは、主にDC電界の作用、セパレータを介した水中の誘電体イオンの方向移動、および交換膜によるイオンの選択的浸透による水質の改善です。精製のための科学的な水処理技術。電気透析装置の一対の電極の間には、通常は陰イオン膜、陽イオン膜およびセパレータ(A、B)が交互にグループに配置されて、濃縮チャンバーと薄いチャンバーが形成されます(つまり、陽イオンはカチオン膜を通過でき、陰イオンは陰極膜を通過できます。淡水中の陽イオンは、カチオン膜を通って負極に移動し、濃縮チャンバー内の負の膜によって遮断されます。水中の陰イオンは、負の膜に向かって正極に移動し、濃縮チャンバー内のカチオン性膜によって遮断されるため、新鮮なチャンバーを通過する水中のイオンの数が徐々に減少し、それは淡水になり、濃縮チャンバー内の水は、濃縮チャンバー内の陰イオンと陽イオンの連続的な流入により、 誘電体イオン濃度は上昇し続け、濃縮水となり、海水淡水化、精製、濃縮、精製の目的を達成します。

EDI超純水処理装置の利点:

(1)酸塩基再生の必要がない:混合床では、樹脂を化学薬品と酸塩基で再生する必要がありますが、EDIはこれらの有害物質の取り扱いと重労働を排除します。環境を保護します。

(2)連続的で簡単な操作:混合床では、EDIの水生成プロセスは安定して連続的であり、生成された水の水質は一定であるのに対し、混合床では、各再生と水質の変化により操作プロセスが複雑になります。複雑な操作手順により、操作が大幅に簡素化されます。

(3)設置要件の削減:EDIシステムは、同様の水処理能力を持つ混合ベッドよりも体積が小さくなっています。ビルディングブロック構造を採用しており、敷地の高さや香りに合わせて柔軟に施工できます。モジュラー設計により、生産作業中のEDIの保守が容易になります
RDI PURE WATER TREATMENT
8.オゾン殺菌超純水処理

オゾン(O3)の消毒原理は、オゾンの分子構造が常温常圧で不安定であり、酸素(O2)と単一の酸素原子(O)に急速に分解することです。後者は強い活性を持ち、バクテリアに非常に有害です。強い酸化はそれを殺し、余分な酸素原子はそれ自体で通常の酸素原子(O2)に再結合し、有毒な残留物がないため、無公害消毒剤と呼ばれています。ウイルス、大腸菌、緑膿菌、その他非常に強力な殺傷能力を持ち、マイシンを殺すのにも非常に効果的です。

(1)オゾンの殺菌メカニズムとプロセスは、細菌内のブドウ糖の酸化に必要なブドウ糖酸化酵素を酸化および分解する生化学的プロセスに属します。

(2)細菌やウイルスと直接相互作用し、それらの細胞小器官やリボ核酸を破壊し、DNA、RNA、タンパク質、脂質、多糖類などの高分子ポリマーを分解し、細菌の代謝産生と繁殖プロセスを破壊します。

(3)細胞膜組織に浸透し、細胞膜に侵入して外膜リポタンパク質と内部リポ多糖類に作用し、細胞を透過して歪ませ、細胞溶解と死を引き起こします。そして、死んだ細菌の遺伝遺伝子、寄生株、寄生ウイルス粒子、バクテリオファージ、マイコプラズマ、パイロジェン(細菌およびウイルス代謝産物、エンドトキシン)は溶解し、変性して死にます。
Ozone sterilization ultra pure water treatment

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