淺析反滲透技術(shù)在中水回用裝置中的應(yīng)用

(安徽節(jié)源環(huán)?？萍加邢薰?，安徽 合肥 230088)

在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，大量的工業(yè)廢水能被產(chǎn)生，如果我們想要回收利用的話必須采用一定的技術(shù)手段，不只能夠縮小廢水的排放，并且能夠降低工業(yè)生產(chǎn)本錢。反滲透技術(shù)在眾多的工業(yè)廢水回用技術(shù)中是普遍的常用的技術(shù)之一，其具有操作簡(jiǎn)略、廢水回用率高的特點(diǎn)，因而廣泛地適宜用于廢水中水回用工程中。

1 反滲透原理簡(jiǎn)介

反滲透(RO)膜技術(shù)是許多年來使用十分嫻熟的制備超純水技術(shù)。其機(jī)理主要是，擱置相同體積的稀溶液和濃溶液在半透膜的兩邊，稀溶液因濃度差會(huì)滲透到濃溶液側(cè)的歷程叫做滲透。滲透平衡狀態(tài)時(shí)，濃溶液的液面就比稀溶液液面高出一定的高度，造成的壓力差稱為滲透壓。滲透壓的大小被液體的性質(zhì)支配著，而與種類、濃度、溫度等性質(zhì)無關(guān)。假定人為的施加一個(gè)比滲透壓大的壓力在濃溶液一端的話，此時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象是濃溶液側(cè)向稀溶液側(cè)移動(dòng)，即原來的方向與滲透壓方向互為反方向的現(xiàn)象叫做反滲透。通過研討詮釋出0.3 nm～1.2 nm粒度的溶質(zhì)分子能被反滲透膜從水溶液中去除，因此對(duì)水溶液中的其他無機(jī)離子(除氫離子和氫氧離子外)的去除率高至90%以上，去除其他有機(jī)物(低分子量)可達(dá)100%，這說明此技術(shù)對(duì)含氮和氯的化合物以及磷具備良好的脫除功用，所以反滲透技術(shù)對(duì)污水回用工程特別是某些工業(yè)廢水的回用有著十分明顯的優(yōu)勢(shì)[1-2]。

2 回用水處理裝置

某化工企業(yè)年產(chǎn)40萬噸合成氨60萬噸尿素，根據(jù)工藝條件的不同，該化工企業(yè)回用水的綜合進(jìn)、出水水質(zhì)包括原水水質(zhì)(初次調(diào)試用水)，循環(huán)水排污水及除鹽水站排污水水質(zhì)，污水處理站排水水質(zhì)等?；赜盟幚硌b置進(jìn)水包括處理后的污水，具體的回收水站進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。

回用水裝置主要處理對(duì)象為除鹽，目前在我國(guó)常用的水的除鹽工藝包括化學(xué)除鹽、電滲析、電吸附、膜分離技術(shù)、蒸餾法除鹽水處理等工藝。由于該化工企業(yè)回收水站中的污水處理站出水及清凈廢水的水質(zhì)差別較大，水質(zhì)穩(wěn)定性也不同，對(duì)應(yīng)的回用水處理有差別。同時(shí)也為了考慮后續(xù)濃鹽水的處理，確定回用水裝置采用以反滲透為核心的處理工藝，工藝流程為：石化軟化+多介質(zhì)過濾+超濾+一級(jí)反滲透。

表1 回用水站進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)

3 回用水裝置工藝流程

產(chǎn)品水回用于循環(huán)水補(bǔ)充水或用于其它化工工藝裝置代替新鮮水。反滲透濃水進(jìn)入濃水排放處理工序?；赜盟b置工藝流程簡(jiǎn)圖如圖1所示。

圖1 回用水裝置工藝流程簡(jiǎn)圖

通過生化解決后的出水中主要包括懸浮物、鹽分、菌體和少量殘留的CODcr等，故回用水單元在流程設(shè)置上充分思量對(duì)這些凈化物質(zhì)的去除能力和適用性。

污水處理裝置出水提升進(jìn)入回用水處理裝置，首先通過多介質(zhì)過濾器除去懸浮物和大分子有機(jī)污染物，出水進(jìn)入超濾單元，經(jīng)過超濾膜完成了去除廢水中的生物污染物、顆粒物、膠體、濁度、細(xì)菌等，滿足反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水水質(zhì)，超濾裝置的產(chǎn)水率為92%，按時(shí)清水反洗和加藥反洗，每隔3～6月對(duì)膜進(jìn)行一次化學(xué)清洗，清除膜表面污堵。超濾單元包括超濾水罐、提升泵、精密過濾器、超濾主機(jī)以及配套的加藥和清洗設(shè)備。

超濾出水進(jìn)入超濾產(chǎn)水罐，提升去反滲透單元。經(jīng)RO給水泵提升，RO給水泵出口設(shè)置管道混合器，向其投加還原劑和阻垢劑，恢復(fù)水中的氧化劑，防止其挫傷反滲透膜，投加阻垢劑是避免水中的鹽在膜表面結(jié)垢；加藥后的水通過RO高壓泵和保安過濾器后進(jìn)入反滲透膜堆，一級(jí)反滲透膜堆產(chǎn)水進(jìn)入產(chǎn)品水池、濃水進(jìn)入濃水池；反滲透水回收率為75%，脫鹽率大于95%。

反滲透產(chǎn)生的濃水進(jìn)入濃水排放處理單元，進(jìn)入Fenton[3-4]單元進(jìn)行反應(yīng)，首先進(jìn)行加酸調(diào)節(jié)pH值到3～4，加入雙氧水及硫酸鹽鐵，實(shí)行反應(yīng)，氧化難生化有機(jī)物，通過加堿反調(diào)pH值至中性，進(jìn)入出水檢測(cè)池，達(dá)標(biāo)后排放。為安全起見，流程中加入活性炭吸附系統(tǒng)，出水不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)時(shí)采用活性炭吸附把關(guān)。

4 運(yùn)行出水水質(zhì)

該化工企業(yè)回用水裝置出水用于循環(huán)水補(bǔ)充水，運(yùn)行結(jié)果穩(wěn)定，執(zhí)行《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50050-2007中再生水直接作為間冷開式系統(tǒng)補(bǔ)充水時(shí)的再生水水質(zhì)指標(biāo)。具體的出水水質(zhì)如表2所示。

表2 出水水質(zhì)指標(biāo)表

5 結(jié)語

結(jié)合復(fù)雜的進(jìn)水水質(zhì)，設(shè)計(jì)采用反滲透技術(shù)對(duì)該化工企業(yè)廢水進(jìn)行深度處理與回用。作為比較先進(jìn)的工業(yè)廢水回用技術(shù)，反滲透技術(shù)具備降低功耗、節(jié)約成本、操作簡(jiǎn)略及凈化率高等方面的優(yōu)勢(shì)，能夠廣泛地應(yīng)用在各類工業(yè)廢水的處理和回收過程中，有效的提高工業(yè)廢水的回用率，有利于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。