反滲透技術在污水處理工程中的應用

張建

摘要：水污染治理刻不容緩，將反滲透技術處理應用在水污染處理技術中不僅能大大提升水處理效果還能使廢水有效回收利用。在水處理工作上做好反滲透技術應用尤為重要。反滲透水處理技術操作簡單、易于掌握、成本低廉得到人們的廣泛關注。本文圍繞淺析反滲透水處理技術的基本原理、反滲透水處理具體應用技術和反滲透水處理技術未來應用趨勢，三個維度展開深入解析。

關鍵詞：反滲透水處理;技術特點;應用前景

我國是一個水資源嚴重短缺的國家，水災害、水污染嚴重影響國家的經(jīng)濟和環(huán)境發(fā)展。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和工業(yè)的進步，水環(huán)境污染亦日趨嚴重，水環(huán)境污染問題成為世界性的頭號環(huán)境治理難題。水環(huán)境嚴重影響生態(tài)環(huán)境的同時，已經(jīng)嚴重影響到人們的生產(chǎn)及生活問題。為此，加強水污染防治工作迫在眉睫。反滲透技術的本質(zhì)是膜分離技術，在壓力作用下利用反滲透膜將溶液中的溶劑、溶質(zhì)有效分離。當反滲透技術在水污染中日益受到人們的關注。特別是在城市水污染治理、日常飲用水處理等方面得到普遍應用。

一、淺析反滲透水處理技術的基本原理

反滲透技術是一種新型膜分離技術，其應用原理是在高于溶液滲透壓的作用下，利用膜孔徑極小的反滲透膜攔截其他溶質(zhì)，實現(xiàn)溶液中溶質(zhì)與溶劑的有效分離，適用于溶解于水中的鹽類、膠體、微生物以及有機物等物質(zhì)。

通常在電廠運轉(zhuǎn)過程中需消耗大量的循環(huán)冷卻水，基于環(huán)保理念進行廢水處理需投入較大的成本，采用反滲透技術可實現(xiàn)對排污水的回收利用，為循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充足量用水，且可實現(xiàn)對循環(huán)水的有效凈化處理、提升循環(huán)水水質(zhì)，兼具經(jīng)濟與生態(tài)效益。

采用反滲透技術進行酸堿廢水、場地沖洗水、日常生活污水等電廠運行廢水的處理，由于這類廢水呈酸性，因此需預先針對廢水進行弱酸處理，以此提升廢水回收利用率，滿足電廠用水需求。

二、反滲透水處理具體應用

2.1反滲透水處理在城市水污染應用

隨著城市化進程節(jié)奏加快，城市生產(chǎn)生活用水呈現(xiàn)逐年上升趨勢。城市對水污染治理包括對污染水的回收及凈化工作，污水處理廠將回收回來的污水通過凈化后，提取水中優(yōu)質(zhì)的淡水資源。反滲透水處理技術現(xiàn)已廣泛應用到城市水污染回收利用中。例如，日本屬于島國，地域狹窄、資源匱乏。日本政府對水資源問題高度重視。在日本污水處理廠注重對污水回收利用，將反滲透水處理技術通過改進后，提高污水回收率。

2.2反滲透水處理在日常飲用水應用

在我國長江以北流域，城市用水多為地下水，地下水中鹽分及微生物含量較高，致使水分子中攜帶電離子含量極高。在這些地區(qū)的污水處理廠采用高科技反滲透水處理技術，提高地下水使用率。通過升級后的反滲透水處理技術使用8.5inch的中空纖維組件，透水水質(zhì)在200-2500ppm，反滲透水處理工藝可靠穩(wěn)定污水回收率高達45%。城市日常水污染處理采用反滲透水處理的集成技術，替代傳統(tǒng)沉淀+過濾+臭氧-活性炭等較粗處理工藝，100%去除市政給水中的藻類、微生物、細菌、大腸桿菌等，大幅降低殺菌用氯用量，保障飲用水安全。此項集成技術處理出的水質(zhì)較為穩(wěn)定，而且也不受未處理前的水質(zhì)波動影響;處理工藝流程短，整體占地面積小（比傳統(tǒng)減少1/2-2/3）;使用壽命長，產(chǎn)水率高;是市政給水管理的發(fā)展方向。作為新一代自來水生產(chǎn)技術，能夠很好解決生活飲用水的安全和衛(wèi)生問題，出水水質(zhì)好，滿足或超過國家《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）。

2.3反滲透水處理在工業(yè)廢水中的應用

環(huán)境污染伴隨著工業(yè)發(fā)展而來，工業(yè)廢水中含有大量的金屬物質(zhì)，工業(yè)廢水處理中主要是去除化學需氧量、懸浮物、硫化物、石油類、氰化物、六價鉻、鉛、鎘等物質(zhì)。工業(yè)廢水區(qū)別于其他的廢水，根據(jù)排放廢水的水質(zhì)結構制定不同的治理和回收方法。工業(yè)廢水回收是一項有效的防治水污染措施，既可以充分利用循環(huán)利用水資源，又可以有效減少和避免水環(huán)境污染。

針對現(xiàn)階段我國工業(yè)廢水反滲透水技術處理及應用實行分別收集的制度。反滲透水技術處理工藝在工業(yè)廢水處理中利用，符合工業(yè)經(jīng)濟合理的總體設計原則，力求節(jié)能降耗、工程投資低、運行成本低、操作管理方便的廢水處理要求。其中，用于工業(yè)上，如處理鉻、鎬、鎳，含氰，含酸，含堿，含有大量重金屬離子和處理電鍍廢水的反滲透水處理裝置已經(jīng)達到120臺套。在反滲透水處理裝置中的組件采用卷狀式及內(nèi)管式結構，當裝置過濾運行時，壓強在218MPa，可以充分的、有效的對重金屬離子回收。

2.4反滲透水處理在火電廠中的應用

火電廠在水污染處理中，主要包括：沉淀、過濾、超濾、反滲透和電滲析幾個方面。為了達到火電廠廢水零排放的目標，廢水治理系統(tǒng)可分為廢水處理系統(tǒng)和廢水回收系統(tǒng)兩個部分。廢水處理系統(tǒng)由反滲透、弱酸及外排方式，其中，反滲透技術應用于處理微濾過程，將回水直接返還到管網(wǎng)中，有效提升水資源循環(huán)利用率減少水資源的浪費。廢水回收系統(tǒng)將火電廠內(nèi)各處廢水集中回收后，利用電廠的除塵和除渣作用直接回收利用。通過反滲透技術在火電廠的污水處理中的應用，能夠高效的加快火電廠污染防治工作的發(fā)展。

三、反滲透水處理技術未來應用趨勢

反滲透水處理技術具有低能耗、高效率等突出優(yōu)點，是目前應用最為廣泛的分離技術之一。反滲透膜的性能是影響反滲透過程效率的決定因素，反滲透膜的研制一直是國內(nèi)外膜領域的研究熱點。特別是近年來，石墨烯、碳納米管等新型材料展現(xiàn)出優(yōu)異的水傳遞行為，成為新型反滲透膜材料的研究熱點。

20世紀60年代，反滲透膜在廢水處理和海水淡化方面發(fā)揮了重要作用，隨著我國近年來對水污染治理力度上不斷的加強，在反滲透水處理技術和新型的反滲透膜研制領域?qū)⒂瓉硇碌陌l(fā)展機遇。反滲透水處理工藝應用向低耗能、高效率過濾水、抗污染、適用于更為廣泛的水質(zhì)方向發(fā)展。反滲透水處理技術被廣泛應用，是現(xiàn)代社會對水環(huán)境及生態(tài)環(huán)境重視的結果，隨著時代的發(fā)展，必將加速反滲透水處理革新。當前我國反滲透水處理水平與外國技術相比存在一定差距。這需要提升國家對防治水污染工作高度重視的同時，相關行業(yè)積極開展反滲透水的研究實驗工作，開展在膜反應機制與膜性能調(diào)控研究、連續(xù)化成膜條件控制與膜結構關系、膜產(chǎn)品應用性能評價等將是規(guī)模化反滲透膜研究的方向工作，為反滲透水處理技術的發(fā)展助力。

結束語

隨著科學技術的發(fā)展、時代文明的進步，帶來人口數(shù)量的迅猛增長、水環(huán)境受到污染等一系列生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境問題。水污染問題已經(jīng)不單是地域性，逐步走向全球性。隨著時代發(fā)展，反滲透水處理技術被廣泛應用到廢水處理中，依托當代科學技術的變革創(chuàng)新和反滲透水處理技術的日趨成熟，充分發(fā)揮滲透膜在分離技術中的作用。更好的服務于水處理工作同時，提高污染水的回收利用價值。

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（作者單位：成盛建設集團有限公司）