濃水反滲透系統(tǒng)問(wèn)題分析及處理

王瀚陽(yáng)

摘要：為加快資源、能源與環(huán)境問(wèn)題的解決，反滲透水處理技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，但針對(duì)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(shù)的出現(xiàn)不僅可將節(jié)水減排變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，還能達(dá)到降低制水成本、保護(hù)水資源的目的。下面便結(jié)合反滲透濃水回用技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例展開(kāi)分析。

關(guān)鍵詞：焦化廠;反滲透膜分離技術(shù);微波化學(xué)法

1、濃水反滲透系統(tǒng)方案

1.1、零動(dòng)力裝置產(chǎn)水水質(zhì)

優(yōu)選某公司的膜元件可以滿足試驗(yàn)需要，具體表現(xiàn)為：①適應(yīng)低壓運(yùn)行條件。該膜元件在0.5～0.8MPa條件下正常穩(wěn)定運(yùn)行，可僅依靠濃水余壓作為動(dòng)力，不額外增加動(dòng)力源;②滿足焦化廠生產(chǎn)實(shí)際。以反滲透濃水為進(jìn)水的情況下，零動(dòng)力膜系統(tǒng)的出力達(dá)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(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)壓運(yùn)行而無(wú)需頻繁清洗。將零動(dòng)力膜系統(tǒng)安裝在焦化廠補(bǔ)給水系統(tǒng)一級(jí)反滲透濃水出口，反滲透濃水直接接入零動(dòng)力膜系統(tǒng)，試驗(yàn)過(guò)程中零動(dòng)力裝置與反滲透裝置同步運(yùn)行。經(jīng)測(cè)定，零動(dòng)力裝置產(chǎn)水的pH值維持在6.48左右，略低于回用標(biāo)準(zhǔn)中的6.5限值。除pH值以外，其他檢測(cè)指標(biāo)均滿足國(guó)標(biāo)對(duì)于回用水的水質(zhì)要求。產(chǎn)水pH值偏低主要是空氣中的二氧化碳溶入造成的，在后續(xù)處理中碳酸鹽平衡打破后，產(chǎn)水的pH值可恢復(fù)至6.5～8.5的范圍內(nèi)。零動(dòng)力裝置產(chǎn)水含鹽量低，可回用至焦化廠內(nèi)對(duì)于水質(zhì)有一定要求的地方，如超濾進(jìn)水、反滲透進(jìn)水、甚至是混床進(jìn)水等。

1.2、零動(dòng)力裝置濃水的處理

檢測(cè)顯示濃水COD超過(guò)了排放標(biāo)準(zhǔn)，其他指標(biāo)均符合排放要求，因此濃水的處理目標(biāo)主要是將COD降至60mg/L以下。

通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)“微波化學(xué)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(qiáng)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(qiáng)極性污染物的局部會(huì)形成高溫“熱點(diǎn)”，誘發(fā)分子極化旋轉(zhuǎn)，對(duì)極性大分子化學(xué)鍵的斷裂具有促進(jìn)作用，從而加速分解過(guò)程，強(qiáng)化廢水處理效果。加入敏化劑可增強(qiáng)體系對(duì)微波的吸收和傳熱能力，污染物在受熱后會(huì)揮發(fā)、分解或被固定。試驗(yàn)結(jié)果顯示，在敏化劑加藥量為300mg/L時(shí)，濃水COD在80～120mg/L范圍內(nèi)，出水COD可降至35～40mg/L，達(dá)到排放要求。該條件下出水的其他監(jiān)測(cè)指標(biāo)，在處理前后未發(fā)生明顯變化，均低于排放限值。

1.3、運(yùn)行效果

對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行為期一個(gè)月的持續(xù)跟蹤，零動(dòng)力裝置的進(jìn)口壓力幾乎不變，濃水壓力從0.60MPa升至0.65MPa，表明零動(dòng)力膜未出現(xiàn)明顯結(jié)垢污染。整個(gè)系統(tǒng)出水水質(zhì)呈現(xiàn)一定的變化，但始終滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，未出現(xiàn)大的波動(dòng)。

從零動(dòng)力裝置進(jìn)出口壓力變化和最終產(chǎn)水水質(zhì)兩個(gè)方面判定;該系統(tǒng)運(yùn)行較為穩(wěn)定，滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。

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

2、濃水反滲透系統(tǒng)方案應(yīng)用分析

2.1、將反滲透濃水回用為循環(huán)水補(bǔ)水

一般情況下，反滲透濃水水質(zhì)優(yōu)于循環(huán)水補(bǔ)水，完全可以作為循環(huán)水補(bǔ)水回用，混合濃水后的循環(huán)水補(bǔ)水各項(xiàng)指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)要求。但濃水的引入使得補(bǔ)水的成分發(fā)生變化，特別是循環(huán)水的堿度會(huì)因此升高，增加了循環(huán)水系統(tǒng)發(fā)生結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)，因此循環(huán)水的控制參數(shù)，如水質(zhì)穩(wěn)定劑添加量、濃縮倍率、排污量等都需要根據(jù)實(shí)際情況重新判定，同時(shí)也需要引入超聲波除垢、添加硫酸和阻垢劑等方式來(lái)應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的結(jié)垢問(wèn)題。市面上較多采用此方法對(duì)反滲透濃水進(jìn)行回用，此法無(wú)需增加水處理設(shè)備，只需將濃水引入循環(huán)水補(bǔ)水并及時(shí)跟蹤調(diào)整循環(huán)水控制情況即可。由于濃水排出量隨著制水設(shè)備的運(yùn)行而發(fā)生非周期性變化，給循環(huán)水的控制提出了更多要求。

2.2、反滲透濃水經(jīng)膜處理后回用

回用過(guò)程中產(chǎn)生的濃水經(jīng)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(zhì)好，可以滿足多方面的使用要求，但在處理的過(guò)程中會(huì)額外產(chǎn)生一定量的濃水，因此，并不能實(shí)現(xiàn)濃水的百分百回用;對(duì)于該部分濃水，需經(jīng)過(guò)相應(yīng)的處理才能達(dá)標(biāo)排放，或通過(guò)深度處理實(shí)現(xiàn)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(shí)際運(yùn)行中，需充分結(jié)合反滲透濃水特性來(lái)選擇合適的膜元件，積極跟蹤裝置的運(yùn)行情況，保障系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3、將濃水重新引入原水澄清池回用

該方法簡(jiǎn)單易操作，無(wú)需額外增加水處理設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)濃水的全部回用，同時(shí)減少原水的取水量。但該處理方法存在一個(gè)問(wèn)題：焦化廠的預(yù)處理主要去除膠體、懸浮物等大顆粒物質(zhì)，對(duì)于原水中的鹽類(lèi)幾乎沒(méi)有去除效果，長(zhǎng)期循環(huán)回用將導(dǎo)致原水含鹽量持續(xù)遞增，進(jìn)而影響化學(xué)制水系統(tǒng)的運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性。在焦化廠實(shí)際運(yùn)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(zhǎng)期處理方式。

結(jié)束語(yǔ)

總之，該項(xiàng)目中的反滲透濃水回用技術(shù)設(shè)計(jì)合理，效果顯著，符合節(jié)水減排的預(yù)期，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的節(jié)水效益，有利于水資源的保護(hù)和環(huán)境污染的減少，應(yīng)用前景廣闊。在以后的研究中還應(yīng)不斷創(chuàng)新完善，積極尋求更為高效可靠的反滲透濃水回用技術(shù)。

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