濃水反滲透系統問題分析及處理

王瀚陽

摘要：為加快資源、能源與環境問題的解決，反滲透水處理技術得以廣泛應用，但針對濃水的處理卻存在能耗大、回收率低等缺陷。而反滲透濃水回用技術的出現不僅可將節水減排變為現實，還能達到降低制水成本、保護水資源的目的。下面便結合反滲透濃水回用技術的應用實例展開分析。

關鍵詞：焦化廠;反滲透膜分離技術;微波化學法

1、濃水反滲透系統方案

1.1、零動力裝置產水水質

優選某公司的膜元件可以滿足試驗需要，具體表現為：①適應低壓運行條件。該膜元件在0.5～0.8MPa條件下正常穩定運行，可僅依靠濃水余壓作為動力，不額外增加動力源;②滿足焦化廠生產實際。以反滲透濃水為進水的情況下，零動力膜系統的出力達3t/h以上，回收率可大于50%;3在此條件下，膜元件不易污堵，可較長時間穩壓運行而無需頻繁清洗。將零動力膜系統安裝在焦化廠補給水系統一級反滲透濃水出口，反滲透濃水直接接入零動力膜系統，試驗過程中零動力裝置與反滲透裝置同步運行。經測定，零動力裝置產水的pH值維持在6.48左右，略低于回用標準中的6.5限值。除pH值以外，其他檢測指標均滿足國標對于回用水的水質要求。產水pH值偏低主要是空氣中的二氧化碳溶入造成的，在后續處理中碳酸鹽平衡打破后，產水的pH值可恢復至6.5～8.5的范圍內。零動力裝置產水含鹽量低，可回用至焦化廠內對于水質有一定要求的地方，如超濾進水、反滲透進水、甚至是混床進水等。

1.2、零動力裝置濃水的處理

檢測顯示濃水COD超過了排放標準，其他指標均符合排放要求，因此濃水的處理目標主要是將COD降至60mg/L以下。

通過試驗發現“微波化學法”可有效降低濃水的COD，具體方法是向濃水中加入一定量的敏化劑和混凝劑，在微波催化作用下，強化降低COD的效果。微波是指頻率為300MHz～300GHz的電磁波，在微波照射下廢水中某些強極性污染物的局部會形成高溫“熱點”，誘發分子極化旋轉，對極性大分子化學鍵的斷裂具有促進作用，從而加速分解過程，強化廢水處理效果。加入敏化劑可增強體系對微波的吸收和傳熱能力，污染物在受熱后會揮發、分解或被固定。試驗結果顯示，在敏化劑加藥量為300mg/L時，濃水COD在80～120mg/L范圍內，出水COD可降至35～40mg/L，達到排放要求。該條件下出水的其他監測指標，在處理前后未發生明顯變化，均低于排放限值。

1.3、運行效果

對整個系統的運行情況進行為期一個月的持續跟蹤，零動力裝置的進口壓力幾乎不變，濃水壓力從0.60MPa升至0.65MPa，表明零動力膜未出現明顯結垢污染。整個系統出水水質呈現一定的變化，但始終滿足排放標準，未出現大的波動。

從零動力裝置進出口壓力變化和最終產水水質兩個方面判定;該系統運行較為穩定，滿足實際生產的需要。

該回收裝置運行時，電耗和藥劑費用占運行成本的主要部分。電耗主要是微波裝置工作用電，藥劑費用主要是敏化劑，考慮到敏化劑在反應中主要起到催化作用，可將澄清池底部污泥收集起來回用，從而節省藥劑費用。

2、濃水反滲透系統方案應用分析

2.1、將反滲透濃水回用為循環水補水

一般情況下，反滲透濃水水質優于循環水補水，完全可以作為循環水補水回用，混合濃水后的循環水補水各項指標均遠遠低于標準要求。但濃水的引入使得補水的成分發生變化，特別是循環水的堿度會因此升高，增加了循環水系統發生結垢的風險，因此循環水的控制參數，如水質穩定劑添加量、濃縮倍率、排污量等都需要根據實際情況重新判定，同時也需要引入超聲波除垢、添加硫酸和阻垢劑等方式來應對可能出現的結垢問題。市面上較多采用此方法對反滲透濃水進行回用，此法無需增加水處理設備，只需將濃水引入循環水補水并及時跟蹤調整循環水控制情況即可。由于濃水排出量隨著制水設備的運行而發生非周期性變化，給循環水的控制提出了更多要求。

2.2、反滲透濃水經膜處理后回用

回用過程中產生的濃水經處理后排放或深度處理。本文所提出的回用方法即屬于此范疇。該方法可有效提升反滲透濃水的回用比例，回用水水質好，可以滿足多方面的使用要求，但在處理的過程中會額外產生一定量的濃水，因此，并不能實現濃水的百分百回用;對于該部分濃水，需經過相應的處理才能達標排放，或通過深度處理實現零排放。因此使用膜濃縮的方法一般還需配置一套水處理裝置。焦化廠在實際運行中，需充分結合反滲透濃水特性來選擇合適的膜元件，積極跟蹤裝置的運行情況，保障系統的長期穩定運行。

2.3、將濃水重新引入原水澄清池回用

該方法簡單易操作，無需額外增加水處理設備，可實現濃水的全部回用，同時減少原水的取水量。但該處理方法存在一個問題：焦化廠的預處理主要去除膠體、懸浮物等大顆粒物質，對于原水中的鹽類幾乎沒有去除效果，長期循環回用將導致原水含鹽量持續遞增，進而影響化學制水系統的運行安全性和經濟性。在焦化廠實際運行中，該方法只適用于反滲透濃水的短期處理或減量處理，不宜作為長期處理方式。

結束語

總之，該項目中的反滲透濃水回用技術設計合理，效果顯著，符合節水減排的預期，為企業創造了良好的節水效益，有利于水資源的保護和環境污染的減少，應用前景廣闊。在以后的研究中還應不斷創新完善，積極尋求更為高效可靠的反滲透濃水回用技術。

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