微濾-反滲透技術(shù)在工業(yè)污水再生回用中的應(yīng)用

馬鋒 嚴(yán)飛鵬（陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司，陜西 榆林 719319）

微濾-反滲透技術(shù)在工業(yè)污水再生回用中的應(yīng)用

馬鋒 嚴(yán)飛鵬（陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司，陜西 榆林 719319）

我國(guó)人均水資源占有率極低，與此同時(shí)，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)不僅會(huì)消耗大量的水資源，而且還會(huì)產(chǎn)生成分復(fù)雜的工業(yè)污水，因此促進(jìn)污水的回收和循環(huán)利用勢(shì)在必行。微濾-反滲透技術(shù)是膜分離技術(shù)的典型代表，更是實(shí)現(xiàn)污水轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵技術(shù)，憑借其高效、節(jié)能以及清潔生產(chǎn)等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)污水再生回用中取得了優(yōu)異的成果。

微濾；反滲透；工業(yè)污水；再生回用

我國(guó)水資源相對(duì)匱乏，日益緊張的水資源問(wèn)題和逐漸提高的水價(jià)讓人們意識(shí)到，通過(guò)處理工業(yè)污水來(lái)提供水資源的利用率，對(duì)于緩解目前日益嚴(yán)峻的水資源壓力具有重要意義。然而工業(yè)污水的污染成分異常復(fù)雜，水質(zhì)和水量的變化均非常大，因此通過(guò)污水處理來(lái)實(shí)現(xiàn)循環(huán)再利用過(guò)程具有一定的難度。目前，關(guān)于工業(yè)污水處理進(jìn)行循環(huán)再利用的研究和相關(guān)技術(shù)已經(jīng)初具規(guī)模，并取得了一定的成績(jī)，而在工業(yè)污水處理中應(yīng)用微濾-反滲透技術(shù)卻屬于最新前沿技術(shù)。微濾-反滲透雙膜法組合工藝最早應(yīng)用于城鎮(zhèn)污水再生回用，它主要以微絮凝和微濾作反滲透系統(tǒng)的預(yù)處理，運(yùn)用反滲透雙膜法深度處理城鎮(zhèn)污水處理廠二級(jí)生化處理出水。研究結(jié)果表明，微濾-反滲透工藝能有效去除原水的膠體物質(zhì)和懸浮物質(zhì)，有效地避免反滲透系統(tǒng)堵塞和污染，這就為工業(yè)污水處理提供了有力的參考并奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 工業(yè)污水的危害與再生回用的意義

工業(yè)生產(chǎn)從材料的準(zhǔn)備到產(chǎn)品的生成，都要依靠大量的水來(lái)保障完成。其污水來(lái)源主要包括生產(chǎn)廢水、生產(chǎn)污水及冷卻水。工業(yè)廢水種類繁多，成分復(fù)雜。例如石油、煤化、石化、紡織和冶金等行業(yè)在生產(chǎn)加工中會(huì)產(chǎn)生各種具有污染性質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)，因此廢水中會(huì)含有多種有毒物質(zhì)，不僅對(duì)環(huán)境造成污染，同時(shí)對(duì)人類居住健康還會(huì)造成巨大威脅。其次，隨著國(guó)內(nèi)環(huán)保力度的加大，工業(yè)用水價(jià)格的不斷攀升，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到工業(yè)廢水處理后循環(huán)回用經(jīng)濟(jì)的重要性。因此開(kāi)發(fā)綜合利用、化害為利的處理工藝極為必要。此外根據(jù)廢水中污染物成分和濃度，采取相應(yīng)的凈化措施進(jìn)行處置后，才可進(jìn)行排放。深度處理工業(yè)廢水并循環(huán)回用，一方面能減少?gòu)U水排放量和保證廢水達(dá)標(biāo)排放，另一方面還能減少新鮮工業(yè)用水量，完全符合國(guó)家節(jié)能環(huán)保的政策要求。

2 對(duì)微濾-反滲透技術(shù)及優(yōu)勢(shì)的分析

首先，微濾技術(shù)是以壓力差作為推動(dòng)力的篩分原理實(shí)現(xiàn)膜分離過(guò)程。微濾膜是指孔徑為0.02-10μs，所施加的壓力差為0.01-0.2Mpa，具有篩分過(guò)濾作用的高度均勻的多孔固體連續(xù)介質(zhì)。其次，反滲透技術(shù)是滲透的逆過(guò)程，通過(guò)半透膜只透過(guò)溶劑且截留溶質(zhì)的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)溶液中溶劑和溶質(zhì)的分離。根據(jù)操作壓力分類，反滲透膜可以分為低壓膜、超低壓膜和高壓膜。微濾-反滲透技術(shù)作為一種高效、節(jié)能的分離凈化和濃縮工藝，具有無(wú)相變、能耗低、效率高、工藝簡(jiǎn)單、操作方便、節(jié)約投資、管理成本低等優(yōu)勢(shì)。與傳統(tǒng)凈化方法的區(qū)別在于，膜分離工藝能在不添加其他化學(xué)藥劑的前提下有選擇性地透過(guò)某些物質(zhì)而保留混合物中其它組分，不僅可以使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，而且可以回收部分原材料、提高水的利用率。面對(duì)越來(lái)越復(fù)雜的工業(yè)廢水生化出水，采用微濾-反滲透雙膜技術(shù)進(jìn)行深度處理，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水處理回收應(yīng)用的新趨勢(shì)。

3 微濾-反滲透技術(shù)在工業(yè)污水再生回用中的應(yīng)用

3.1 制水原理

一方面，微孔過(guò)濾是以靜壓差為推動(dòng)力,利用膜的“篩分”作用進(jìn)行分離的過(guò)程,膜的物理結(jié)構(gòu)起決定性作用。微濾膜的截留機(jī)理因其結(jié)構(gòu)上的差異而不盡相同,包括膜表面層截留,如機(jī)械截留作用、物理作用或吸附截留作用和電性能的影響、架橋作用以及膜內(nèi)部截留。另一方面，反滲透是精密的液體過(guò)濾技術(shù)，反滲透膜對(duì)溶解性的鹽等無(wú)機(jī)分子和相對(duì)分子量大于100的有機(jī)物起截留作用。此外，反滲透系統(tǒng)是整個(gè)工業(yè)污水處理系統(tǒng)的核心工藝，其主要功能是對(duì)經(jīng)過(guò)微濾預(yù)處理的水進(jìn)行脫鹽。該系統(tǒng)包括高壓泵設(shè)備、反滲透裝置、反滲透清洗裝置。經(jīng)過(guò)預(yù)處理的水經(jīng)高壓泵加壓后進(jìn)入反滲透裝置，由反滲透膜分離H20和可溶性離子、有機(jī)物、細(xì)菌病毒及極細(xì)小顆粒。97%以上的可溶性離子、有機(jī)物、細(xì)菌病毒及極細(xì)小顆粒隨小部分濃水排入下水溝。

3.2 對(duì)應(yīng)用微濾-反滲透技術(shù)處理工業(yè)污水的優(yōu)化分析

該處理系統(tǒng)產(chǎn)水量低的瓶頸一般多發(fā)生在是微濾預(yù)處理區(qū)域，主要反映在膜能量衰減快，清洗頻率高，而清洗又需要耗用微濾所產(chǎn)的水，因而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的產(chǎn)水量只能維持在較低水平。調(diào)查顯示，導(dǎo)致微濾產(chǎn)水量低的原因主要有以下原因：首先，微濾設(shè)計(jì)時(shí)通量選取偏大，膜總面積偏小。其次，微濾膜的運(yùn)行狀態(tài)。微濾膜運(yùn)行分為全流運(yùn)行和錯(cuò)流運(yùn)行兩種。全流運(yùn)行過(guò)濾時(shí)，進(jìn)水全部透過(guò)膜表面成為產(chǎn)水，水中被過(guò)濾除掉的雜質(zhì)全部停留在膜絲的外表面，然后通過(guò)定期的清洗將雜質(zhì)清除。全流過(guò)濾適用于水質(zhì)相對(duì)較好的條件。錯(cuò)流運(yùn)行過(guò)濾時(shí)，優(yōu)化建議為增加膜數(shù)量的同時(shí)，改變超濾膜運(yùn)行狀態(tài)。而錯(cuò)流運(yùn)行時(shí)，將有大量濃水排出，造成水浪費(fèi)的同時(shí)，還會(huì)增加外排水量。因此為使原水能充分利用，在微濾裝置應(yīng)加設(shè)循環(huán)系統(tǒng)，排放液可再新循環(huán)進(jìn)入微濾膜，最后少量廢棄排放。優(yōu)化后的新系統(tǒng)在于沉積于膜表面形成的污染物處于較松散的狀態(tài)，通過(guò)簡(jiǎn)單的反沖洗就能恢復(fù)膜通量。

總之，隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保的日益重視以及在水資源嚴(yán)重匱乏的背景下，工業(yè)污水處理工作面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。為了提高工業(yè)污水再生回用的效率，應(yīng)加大微濾-反滲透技術(shù)的創(chuàng)新和優(yōu)化，同時(shí)確保工藝設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而最大限度地提升污水處理的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)以及環(huán)境效益。

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