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反滲透(RO)膜技術(shù)是20世紀(jì)60年代興起的一門新型分離技術(shù)。以超濾、反滲透為主的膜 法深度處理工藝在煉油、化肥、石化等行業(yè)的污水回用中得到了規(guī)模應(yīng)用,其具有流程簡單、操作方便 、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。通常情況下,反滲透工藝的實(shí)際產(chǎn)水率不足75%,約有25%的濃水。RO濃水的深度 處理難度較大。目前,弘峻環(huán)保對RO濃水的處理方式有提高回收率、直接或間接排放、綜合利用、蒸發(fā)濃縮、去除污染物。針對不同水質(zhì)利用不同的方法對RO濃水進(jìn)行處理,使其達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)中的一級標(biāo)準(zhǔn),無論從經(jīng)濟(jì)利益還是社會利益來講都具有重要的意義。3、反滲透在重金屬廢水處理方面的應(yīng)用,含重金屬離子廢水的常規(guī)處理方法都只是一種污染轉(zhuǎn)移,即將廢水中溶解的重金屬轉(zhuǎn)化成沉淀或更加易于處理的形式,其最終處置常常是進(jìn)行填埋,而重金屬對地下水和地表水環(huán)境造成二次污染的危害依然長期存在。
弘峻水處理反滲透機(jī)
弘峻水處理反滲透機(jī)——反滲透膜預(yù)處理方法
反滲透膜過濾方式與濾床式過濾器過濾不同,濾床是全過濾方式,即原水全部通過濾層。而反滲透膜過濾是橫流過濾方式(如圖3-21 反滲透膜橫向過濾示意圖),即原水中的一部分水沿與膜垂直方向透過膜,此時(shí)鹽類和各種污染物被膜截流下來,并被沿膜與膜面平行方向流動的剩余的另一部分原水?dāng)y帶出,但污染物并不能完全帶出,隨著時(shí)間的推移,殘留的污染物會會使膜元件污染加重,而且原水污染物及回收率越高,膜污染越快。此外,在廢水回用中,因?yàn)镽O膜表面會較快地被一層污染物覆蓋而同質(zhì)化,膜面本身的電性特點(diǎn)不鮮明,因此其抗污染的實(shí)際效用有待研討。
1 結(jié)垢控制
當(dāng)原水中的難溶鹽在膜元件內(nèi)不斷被濃縮且超過其溶解度極限時(shí),它們就會在反滲透膜表面上沉淀,我們稱之為“結(jié)垢”。當(dāng)水源確定后,隨著反滲透系統(tǒng)的回收率的提高,結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)就越大。目前出于水源短缺或排放廢水對環(huán)境影響考慮,提高回收率是一種習(xí)慣做法,在這種情況下,考慮周全的結(jié)垢控制措施尤為重要。在反滲透系統(tǒng)中,常見的難溶鹽為CaCO3、CaSO4和SiO2,其他會產(chǎn)生結(jié)垢的化合物為CaF2、BaSO4、SrSO4和Ca3(PO4)2。常用的阻垢方法是加阻垢劑。我車間用的阻垢劑為納爾科的PC191,歐美的NP200。這樣式的水,當(dāng)然不能生喝,即使煮沸,也只能殺菌而不能去除有害化學(xué)物質(zhì)。
2 膠體和固體顆粒污染的控制
膠體和顆粒污堵會嚴(yán)重影響反滲透膜元件的性能,如大幅度降低淡水產(chǎn)量,有時(shí)也會降低脫鹽率,膠體和顆粒污染的初期癥狀是反滲透膜組件進(jìn)出水壓差增加。
判斷反滲透膜元件進(jìn)水膠體和顆粒通用的辦法是測量水中的SDI值,有時(shí)也稱FI值(污染指數(shù)),它是監(jiān)測反滲透預(yù)處理系統(tǒng)運(yùn)行情況的重要指標(biāo)之一。
SDI(淤泥密度指數(shù))是以單位時(shí)間內(nèi)水濾過速度的變化來表示水質(zhì)的污染性。水中膠體和顆粒物的多少會影響SDI大小。SDI值可用SDI儀來測定。
3 膜微生物污染控制
原水中微生物主要包括:細(xì)jun、藻類、真jun、病毒和其他高等生物。反滲透過程中,微生物伴隨水中溶解性營養(yǎng)物質(zhì)會在膜元件內(nèi)不斷濃縮和富集,成為形成生物膜的理想環(huán)境與過程。反滲透膜元件的生物污染,將會嚴(yán)重影響反滲透系統(tǒng)的性能,出現(xiàn)反滲透組件間的進(jìn)出口壓差迅速增加,導(dǎo)致膜元件產(chǎn)水量下降,有時(shí)產(chǎn)水側(cè)會出現(xiàn)生物污染,導(dǎo)致產(chǎn)品水受污染。如某些火電廠反滲透裝置在檢修時(shí)發(fā)現(xiàn),膜元件及淡水管側(cè)長滿綠青苔,這是一種典型的微生物污染。5海水淡化海水淡化技術(shù)經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,從技術(shù)上已經(jīng)比較成熟,目前主要的海水淡化方法有反滲透(SWRO)、多級閃蒸(MSF)、多效蒸發(fā)(MED)和壓汽蒸餾(VC)等,而適用于大型的海水淡化的方法只有SWRO、MSF和MED。
膜元件一旦出現(xiàn)微生物污染并產(chǎn)生生物膜,對膜元件的清洗就非常困難。此外,沒有徹底清除的生物膜將引起微生物的再次快速的增長。因此微生物的防治也是預(yù)處理的主要任務(wù)之一,尤其是對于以海水、地表水和廢水作為水源的反滲透預(yù)處理系統(tǒng)。
防止膜微生物的方法主要有:加氯、微濾或超濾處理、臭氧氧化、紫外線殺菌、投加亞硫酸氫na。在火電廠水處理系統(tǒng)常用的方法是加氯殺菌和在反滲透前采用超濾水處理技術(shù)。
氯作為一種滅菌劑,它能夠使許多致病微生物快速失活。氯的效率取決于氯的濃度、水的pH值和接觸時(shí)間。在工程應(yīng)用中,水中余氯一般控制在0.5~1.0mg/L以上,反應(yīng)時(shí)間控制在20~30min,氯的加藥量需要通過調(diào)試確定,因?yàn)樗杏袡C(jī)物也會耗氯。采用加氯殺菌,嘴 佳實(shí)用pH 值為4~6。由于環(huán)保水處理反滲透膜設(shè)備運(yùn)行過程簡單,能耗低,近20年來得到迅速發(fā)展。
在海水系統(tǒng)中采用加氯殺菌與苦咸水中的情況不同。通常海水中還有65mg/L左右的xiu,當(dāng)海水進(jìn)行氯的化學(xué)處理時(shí),xiu會首先與次氯酸反應(yīng)生成次xiu酸,這樣其殺菌作用的是次xiu酸而不是次氯酸,而次xiu酸在pH值較高的情況下不會分解,因此,海水采取加氯殺菌效果比在苦咸水中要好。2—2001標(biāo)準(zhǔn)配套使用,規(guī)定了中空纖維反滲透膜組件的技術(shù)要求,適用于纖維素材質(zhì)膜,對產(chǎn)品規(guī)格和尺寸(包括接口尺寸)做出了規(guī)定。
由于復(fù)合材質(zhì)的膜元件對進(jìn)水余氯有一定要求,因此,采用加氯殺菌后,需要進(jìn)行脫氯還原處理。
4 有機(jī)物污染控制
有機(jī)物在膜表面上的吸附會引起膜通量的下降,嚴(yán)重時(shí)會造成不可逆的膜通量損失,影響膜的實(shí)用壽命。
對于地表水來說,水中大多為天然物,通過混凝澄清、直流混凝過濾及活性炭過濾聯(lián)合處理的工藝,可以大大降低水中有機(jī)物,滿足反滲透進(jìn)水要求。
5 濃差極化控制
在反滲透過程中,膜表面的濃水與進(jìn)水之間有時(shí)會產(chǎn)生很高的濃度梯度,這種現(xiàn)象稱為濃差極化。隨著膜技術(shù)的不斷發(fā)展,從19世界60年代kai始膜技術(shù)開始應(yīng)用于海水淡化。產(chǎn)生這種現(xiàn)象時(shí),在膜表面會形成一層濃度比較高、比較穩(wěn)定的所謂“臨界層”,它妨礙反滲透過程的有效進(jìn)行。這是因?yàn)?,濃差極化會使膜表面溶液滲透壓增大,反滲透過程的推動力會降低,導(dǎo)致產(chǎn)水量和脫鹽率均降低。濃差極化嚴(yán)重時(shí),某些微溶鹽會在膜表面沉淀結(jié)垢。為避免濃差極化,有效的方法是使?jié)馑牧鲃邮冀K保持紊流狀態(tài),即通過提高進(jìn)水流速來提高濃水流速的方法,使膜表面微溶鹽的濃度減少到嘴低值;另外在反滲透水處理裝置停運(yùn)后,應(yīng)及時(shí)沖洗置換濃水側(cè)的濃水。