高效反滲透技術(shù)在煤化工廢水零排放中的應(yīng)用

梁 鑫

（華陽(yáng)新材料科技集團(tuán)有限公司節(jié)能環(huán)保部，山西 陽(yáng)泉 045000）

引言

當(dāng)前，隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得煤化工企業(yè)逐漸涌現(xiàn)出來(lái)，而在煤化工企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)消耗大量的水資源，并且也會(huì)產(chǎn)生大量廢水，若是不對(duì)其進(jìn)行有效的處理，則會(huì)在排放過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成污染。為了降低煤化工企業(yè)的用水量，減少?gòu)U水排放，避免環(huán)境污染問(wèn)題的產(chǎn)生，煤化工企業(yè)則將高效反滲透技術(shù)科學(xué)應(yīng)用其中，同時(shí)還要對(duì)該技術(shù)的具體內(nèi)容以及標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行全面了解，并要求工作人員嚴(yán)格按照相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，對(duì)高效反滲透技術(shù)進(jìn)行正確操作，使其能夠在廢水零排放中發(fā)揮出實(shí)際效用，進(jìn)一步提高水資源的利用率，減少污染問(wèn)題，促進(jìn)煤化工企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

1 高效反滲透技術(shù)

1.1 高效反滲透技術(shù)的原理

所謂的反滲透，就是利用反滲透膜本身所具備的選擇性，透過(guò)相關(guān)溶劑截留相應(yīng)的溶質(zhì)，以此實(shí)現(xiàn)有效的物質(zhì)分離。在對(duì)煤化工廢水進(jìn)行處理時(shí)，就是促使水流通過(guò)半透膜，使得廢水中存在的污染物質(zhì)被截留。反滲透這一技術(shù)本身的驅(qū)動(dòng)力則是膜兩側(cè)的壓力作用。在具體的反滲透處理過(guò)程中，濃度較高的溶液會(huì)隨著水分的不斷流入逐漸被稀釋，當(dāng)水向濃溶液的方向流動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一定的壓力，這樣則能夠阻止凈水流入其中，這樣就會(huì)促使?jié)B透保持良好的平衡狀態(tài)。處在這一狀態(tài)之中，水向濃溶液一側(cè)與稀溶液一側(cè)流動(dòng)時(shí)的速度一樣，也就是說(shuō)水處在動(dòng)態(tài)平衡階段，這一階段的壓力就被稱為滲透壓。當(dāng)濃溶液一側(cè)存在外在壓力，那么水就會(huì)從濃溶液這一側(cè)流向稀溶液一側(cè)，進(jìn)而促使?jié)馊芤簜?cè)的濃度逐漸增大，這一過(guò)程所呈現(xiàn)出來(lái)的就是滲透的反過(guò)程，即為反滲透[1]。

對(duì)于高效反滲透技術(shù)而言，其本身就是一種特殊的反滲透工藝，該工藝技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠在整體的基礎(chǔ)上，對(duì)常規(guī)滲透工藝予以科學(xué)優(yōu)化，同時(shí)還能夠?qū)σ恍┨幚黼y度較高的原水進(jìn)行高效處理。若是將高效反滲透技術(shù)合理應(yīng)用到煤化工的循環(huán)廢水處理工作中，則能夠提高工業(yè)廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)，甚至能夠幫助工業(yè)廢水實(shí)現(xiàn)零排放，以此減少對(duì)環(huán)境的污染。在對(duì)高效反滲透技術(shù)進(jìn)行具體應(yīng)用時(shí)，有關(guān)工作人員需要利用相應(yīng)的軟化工藝，將廢水中的硬度予以去除，并將存在于廢水中的二氧化硫予以全部清除，還要提升其堿性，借此提高pH 值。與常規(guī)的反滲透技術(shù)相比較，該技術(shù)的產(chǎn)水回收率比較高，并且能夠在廢水零排放工作中發(fā)揮出重要作用，也能夠獲得預(yù)期的處理效果。

1.2 制約反滲透回收率的相關(guān)因素

對(duì)于反滲透回收率而言，對(duì)其產(chǎn)生制約的相關(guān)因素通常體現(xiàn)在常規(guī)的苦咸水方面，在廢水處理工作中采用反滲透預(yù)脫鹽技術(shù)，其所獲得的回收率一般為75%，就整體來(lái)看，存在相對(duì)較大的制約。其中制約因素則包括懸浮物及微生物污垢、有機(jī)物等，這些因素的存在，使得反滲透回收率難以得到較高的提升。若想做好有效的預(yù)處理工作，借此提高反滲透回收率，則可以采用該方式：具體的廢水處理中，可以使用石灰軟化技術(shù)，對(duì)廢水中存在的暫時(shí)硬度及懸浮物等物質(zhì)予以清除，接著使用離子交換軟化工藝技術(shù)，對(duì)廢水中的硬度予以全面清除。另外，相關(guān)技術(shù)人員還需要使用脫氣對(duì)廢水中存在的二氧化碳進(jìn)行去除，還可以增加適量的阻垢劑，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中二氧化硅的高效清除，這樣才能夠在一定程度上提升反滲透回收率[2]。

1.3 高效反滲透技術(shù)的特點(diǎn)

其一，該技術(shù)的產(chǎn)水回收率相對(duì)較高，能夠在最大程度上降低反滲透水的排放量，提高對(duì)廢水的利用率。其二，高效反滲透技術(shù)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，使得膜的價(jià)格逐漸降低，與蒸餾工藝技術(shù)相比較而言，尤其是將其應(yīng)用到含有高濃縮鹽量的廢水處理工作中，其自身的投資成本相對(duì)較低。

2 高效反滲透技術(shù)在煤化工零排放中的應(yīng)用分析

2.1 裝置設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

2.1.1 進(jìn)水水量及水質(zhì)的設(shè)計(jì)

相關(guān)技術(shù)人員在對(duì)高效膜濃縮裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要使其處理量保持在375 m3/h，對(duì)于煤化工廢水而言，其主要來(lái)源于含鹽廢水膜處理裝置中的常規(guī)反滲透濃縮溶液之中，其中的含鹽廢水膜處理裝置，一般都是對(duì)循環(huán)冷卻水、化學(xué)水處理站等方面的排污水進(jìn)行處理，對(duì)于污水生化處理裝置的產(chǎn)水也會(huì)予以處理。在對(duì)進(jìn)水水質(zhì)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以參照表1 的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，還需要使得鹽分質(zhì)量濃度處在6 000 mg/L。

表1 設(shè)計(jì)指標(biāo)

2.1.2 產(chǎn)水水量及水質(zhì)的設(shè)計(jì)

對(duì)于高效膜濃縮裝置來(lái)說(shuō)，其本身具有產(chǎn)水水質(zhì)好的優(yōu)勢(shì)，其產(chǎn)水也被稱之為優(yōu)質(zhì)再生水，該裝置的水回收率處在90%以上，產(chǎn)水還能夠替代生產(chǎn)給水，大大節(jié)省了水資源，在對(duì)水質(zhì)及產(chǎn)水水量進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要參考相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。

2.2 高效反滲透裝置技術(shù)工藝

在完成高效膜濃縮裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)之后，就可以對(duì)煤化工廢水進(jìn)行科學(xué)有效的處理。在具體的處理過(guò)程中，上游含鹽廢水膜處理裝置會(huì)產(chǎn)生的RO濃水，并且會(huì)直接進(jìn)入到高效膜濃縮進(jìn)料水罐之中，然后才能夠?qū)λ考八|(zhì)進(jìn)行科學(xué)調(diào)節(jié)。

廢水本身具有硬度非常高的特點(diǎn)，可以設(shè)置并使用石灰、純堿等材料對(duì)其進(jìn)行有效的軟化處理。相關(guān)技術(shù)人員可以在原水中加入適量的石灰以及純堿，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水硬度的有效去除，接著還要將廢水引入到高效沉淀池中，借此對(duì)廢水中的固體懸浮物予以清除。在此之后，需要對(duì)廢水中的剩余硬度進(jìn)行去除，這就需要使用兩級(jí)離子交換的方式，其中一級(jí)則要使用強(qiáng)酸鈉離子軟化器這一設(shè)備，對(duì)廢水中剩余的大部分硬度進(jìn)行有效清除，二級(jí)就要利用弱酸陽(yáng)離子交換器該設(shè)備，對(duì)廢水中剩下的硬度進(jìn)行全部清除，在完成廢水硬度脫除工作后，就要接著將軟水送入到脫氣塔之中，這樣則能夠?qū)④浰写嬖诘拇蟛糠侄趸加枰悦摮沟卯a(chǎn)水中存在的二氧化碳質(zhì)量濃度低于5 mg/L[3]。

在脫碳后，要利用超濾成套設(shè)備裝置對(duì)產(chǎn)水進(jìn)行科學(xué)過(guò)濾，借助反滲透進(jìn)水泵將過(guò)濾之后的廢水提升到保安過(guò)濾器設(shè)備之中，借助該設(shè)備對(duì)產(chǎn)水中可能存在的直徑超出5 μm 的顆粒進(jìn)行去除，然后再利用反滲透高壓泵，對(duì)其進(jìn)行增壓之后，將產(chǎn)水送入到高效反滲透單元之中。在將反滲透的產(chǎn)水送到反滲透HERO 產(chǎn)水的再生水池設(shè)施中后，需要再利用泵將該池中的反滲透產(chǎn)水，送入到強(qiáng)酸陽(yáng)床交換器除氨系統(tǒng)之中，經(jīng)過(guò)最后一道流程的精細(xì)處理之后，產(chǎn)生出來(lái)的水就可以直接進(jìn)入到再生水回用水罐之中，進(jìn)而將其應(yīng)用到煤化工生產(chǎn)過(guò)程中。

另外，通過(guò)反滲透濃縮處理之后，產(chǎn)生出來(lái)的濃水應(yīng)該儲(chǔ)存在HERO 濃水中間池之中，利用反滲透濃水泵將其泵送到蒸發(fā)結(jié)晶單元之中。對(duì)經(jīng)由鈉離子軟化器、弱酸陽(yáng)離子交換器設(shè)備處理之后，得出的再生廢液都要送到再生廢水池之中，再由其泵送到蒸發(fā)結(jié)晶單元之中。對(duì)于經(jīng)過(guò)強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換器處理之后，所得出的再生廢液，則要將其送入SAC 強(qiáng)酸陽(yáng)床再生廢液水池這一裝置之中，接著泵送到脫氨塔之中對(duì)其進(jìn)行有效處理，經(jīng)過(guò)處理之后的廢水，則要送到蒸發(fā)結(jié)晶單元處理，最終所有的廢液物質(zhì)都在這一單元中得到高效處理，降低其污染度。

3 結(jié)語(yǔ)

在煤化工企業(yè)的廢水零排放工作中，有效應(yīng)用高效反滲透技術(shù)，能夠在較大程度上減少水資源的消耗，同時(shí)還能夠降低煤化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的廢水排放量，以此提高生產(chǎn)質(zhì)量與效率。因此，相關(guān)煤化工企業(yè)應(yīng)該提高對(duì)高效反滲透技術(shù)的重視程度，并且要對(duì)該技術(shù)進(jìn)行深入了解，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況，采用科學(xué)合理的方式，對(duì)該技術(shù)進(jìn)行規(guī)范有效的操作應(yīng)用，使其發(fā)揮出積極作用。