反滲透水處理設備在工業污水處理中的應用

閆婷婷 陳偉鵬

摘 要：隨著經濟的迅速發展以及科學技術水平的不斷提高，我國的工業化發展迅速，隨之帶來的工業污水也逐漸增多，污水處理一直是工業生產中的一項重要內容，近年來污水處理技術也不斷改革與創新，本文就針對反滲透水處理設備在工業污水處理中的應用進行研究與分析。

關鍵詞：反滲透；膜處理；污水處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.052

1 反滲透水處理設備的基本情況

（1）隔欄裝置：在對垃圾污水進行處理之后可能會存在著體積較大的懸浮物，因此需要設置隔欄裝置將之隔離出來，在設計上，主要是為三層孔隙分別為 4、8、15 mm組成的隔欄裝置。

（2）保安過濾器：保安過濾器的設置主要是為了對可能存在的固體懸浮物進行隔離，以此來防止懸浮物的污染。采用的是過濾精度為10?m的PP微濾器。

（3）超濾系統：超濾系統主要是由中空纖維膜并聯組成。一般情況下，在使用1至2小時后需要對其進行沖洗與反沖洗，以此來保證過濾操作的有效性。

（4）加藥裝置：由于污水中存在著一定量的懸浮物，因此處理的過程中需要添加混凝劑提高懸浮物的顆粒度，以便于正常砂濾。

（5）RO膜系統：這一系統主要是由多支反滲透膜串聯而成，一般情況下是使用60至90分鐘后，需要對其沖洗，防止有機物污染膜系統。RO膜系統的重要作用是促使水中水分子和各種溶解雜質進行分離，并由此形成普通純水與濃縮水，并運用于其它運作環境中。

（6）雙砂過濾器：雙砂過濾器主要采用的是兩級壓力式過濾罐，通過無煙煤和石英沙組成的雙砂過濾器截留水中絮凝體和其他懸浮物，以此來對渾濁度進行有效的降低。雙砂過濾器在設置上充分結合了濾料含污量大的特征，在其處理之下絮凝體進入到濾料層中間，部分絮凝過程在濾床孔隙內完成，這樣一來，就能夠對絮凝體在濾層中的穿透深度進行一定程度的增加，這對防止濾層過早堵塞起到重要的作用，進而延長反滲透膜的使用年限。

2 膜系統的工藝設計分析

對于垃圾污水而言，其中的有機物含量相對較高，在未進行污水處理之前其氧耗的均值測定為22000mg/L左右，在對其進行了相應的生物化學處理后，其氧耗量測定在310mg/L，為了適應反滲透膜處理需要進行優質預處理，設置了兩級砂濾、精濾以及中空纖維超濾系統，從而對水質的濁度進行有效的控制，并對膜系統的使用年限與清洗周期進行一定程度的保證。在此膜系統之中，截留顆粒與分子量逐級進行，具體順序為兩級砂濾、保安過濾器、中空纖維超濾，在每一級的污水處理過程中對顆粒量與分子量的控制也存在不同的標準。兩級砂濾的顆粒量在2mm-0.45mm，保安過濾器的顆粒量在10um之內，中空纖維超濾的分子量在2至30萬的范圍內，而反滲透膜分子量在100至2000之間。根據研究發現，濃差極化是引起膜初始通量衰減的主要因素，一般情況下，通量衰減率隨著膜截留分子量的減少而增加。而膜長期運行的通量衰減主要是由于膜污染引起，膜截留分子量愈大 ， 通量衰減幅度愈大。

3 優化操作方式與水力學特性

在對膜系統的系統工藝進行確定之后，影響膜污染的主要因素便是操作方式，而反沖洗是減緩膜污染的重要操作之一。為了保證膜系統的使用年限，需要用成品水對超濾進行沖洗與反沖洗處理，對反滲透膜系統進行沖洗處理。一般情況下，在系統運行2小時后，需要對超濾進行反沖洗處理80秒，沖洗處理50秒，對反滲透系統沖洗60秒，這樣一來，就能夠對膜系統的污染進行一定程度上的減緩，并對系統的有效運行進行作出保障。就一般情況而言，除了污泥濃度、混合粘液度等因素會對膜通量造成影響，污水本身的過濾性能也會在一定程度上影響膜通量，例如活性污泥性狀等。基于這一方面的考慮，在操作過程中加入一定量的絮凝劑，這能夠對泥水的分離性能進行改善，使其形成體積相對較大、粘性更小的污泥絮體，減小了污泥污染堵塞的可能性。值得一提的是，絮凝劑的添加一定要適量，過多的話會在一定程度上抑制污泥活性，進而對系統的處理效果造成影響。

通過對水力學特性做出合理改善，能夠對膜污染起到有效的減緩作用。改善水力學特性即度膜面附近料液的流體力學條件進行一定程度的改善，具體方式有提高流體的膜面流速以及減少濃差極化等，這樣一來，被截留的溶質及時被帶走，進而起到減緩膜污染的作用。

4 超濾膜預處理延緩反滲透膜污染

傳統工藝一般都是采用超濾膜作為反滲透預處理工藝，這種方法存在著一定的弊端，主要表現為絕對屏障較少，現階段的超濾和微濾膜的性能相對更高，所產出的水質相比傳統工藝的產水水質有了較大程度上的提升。現在一般情況下使用中空纖維膜居多，其特性主要表現在兩個方面：一方面，纖維絲在進行沖洗與反洗的過程中頻率更高、耗時更短，且自動化程度較高，在這種情況下系統能夠在短期脫機時保持穩定的透水通量；另一方面，中空纖維膜能夠在較低的錯流流速之下運行。現有超濾預處理方式的主要優勢在于膜技術， 給水與透水之間膜屏障的存在， 使膠體物質與病菌下降幾個log值。在對垃圾污水進行處理的過程之中，原先的石灰澄清、介質過濾已經被新型可反洗中空纖維膜預處理所取代，而這種操作模式對于污水處理效果更佳，經過觀察與研究，處理過后的進水水質控制在了0.2NUT之內。

5 結束語

本文就針對反滲透水處理設備在工業污水處理中的應用進行研究與分析。首先對反滲透水處理設備的基本情況進行了一定程度上的介紹，并在此基礎之上做出了膜系統的工藝設計分析，最后從優化操作方式、改善水力學特性以及超濾膜預處理三個方面重點分析了反滲透水處理設備在工業污水處理中的應用。反滲透水處理設備在污水處理中應用只要工藝設計合理， 優化操作系統， 防止膜的污染， 它在污水處理和污水回用方面的應用具有重要意義。

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