天津眾邁工業(yè)污水處理反滲透水處理技術(shù)

一，概要

 工業(yè)污水來(lái)源

(1)含汞廢水

含汞廢水主要來(lái)源于有色金屬冶煉廠、化工廠、農(nóng)藥廠、造紙廠、染料廠及熱工儀器儀表廠等。從廢水中去除無(wú)機(jī)汞的方法有硫化物沉淀法、化學(xué)凝聚法、活性炭吸附怯、金屬還原法、離子交換法和微生物法等。一般偏堿性含汞廢水通常采用化學(xué)凝聚法或硫化物沉淀法處理。

(2)重金屬?gòu)U水

重金屬?gòu)U水主要來(lái)自礦山、冶煉、電解、電鍍、農(nóng)藥、醫(yī)藥、油漆、顏料等企業(yè)排出的廢水。廢水中重金屬的種類、含量及存在形態(tài)隨不同生產(chǎn)企業(yè)而異。由于重金屬不能分解破壞，而只能轉(zhuǎn)移它們的存在位置和轉(zhuǎn)變它們的物理和化學(xué)形態(tài)。

(3)含氰廢水

含氰廢水主要來(lái)自電鍍、煤氣、焦化、冶金、金屬加工、化纖、塑料、農(nóng)藥、化工等部門。含氰廢水是一種毒性較大的工業(yè)廢水，在水中不穩(wěn)定，較易于分解，無(wú)機(jī)氰和有機(jī)qinghuawu皆為劇毒性物質(zhì)，人食入可引起急性中毒。

(4)造紙工業(yè)廢水

造紙廢水主要來(lái)自造紙工業(yè)生產(chǎn)中的制漿和抄紙兩個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。制漿是把植物原料中的纖維分離出來(lái)，制成漿料，再經(jīng)漂白；抄紙是把漿料稀釋、成型、壓榨、烘干，制成紙張。

這兩項(xiàng)工藝都排出大量廢水。制漿產(chǎn)生的廢水，污染為嚴(yán)重。洗漿時(shí)排出廢水呈黑褐色，稱為黑水，黑水中污染物濃度很高，BOD高達(dá)5—40g/L，含有大量纖維、無(wú)機(jī)鹽和色素。

(5)化學(xué)工業(yè)廢水

化學(xué)工業(yè)廢水主要來(lái)自石油化學(xué)工業(yè)、煤炭化學(xué)工業(yè)、酸堿工業(yè)、化肥工業(yè)、塑料工業(yè)、制藥工業(yè)、染料工業(yè)、橡膠工業(yè)等排出的生產(chǎn)廢水。

化工廢水污染防治的主要措施是：首先應(yīng)改革生產(chǎn)工藝和設(shè)備，減少污染物，防止廢水外排，進(jìn)行綜合利用和回收；必須外排的廢水，其處理程度應(yīng)根據(jù)水質(zhì)和要求選擇。

反滲透水技術(shù)及其設(shè)備概述

(1)反滲透水技術(shù)的發(fā)展歷程。

　　在我國(guó)，反滲透水技術(shù)早被應(yīng)用是在1965年，由于初期使用，應(yīng)用于該項(xiàng)技術(shù)的設(shè)備性能、功能等都存在很大的局限性，使用過(guò)程中也存在較大問題。發(fā)展4年后(1969年)，反滲透水處理設(shè)備就在淡化海水方面取得了很大的突破，這時(shí)，這項(xiàng)設(shè)備在過(guò)濾方法處理上，得到了很大進(jìn)步。在當(dāng)時(shí)，反滲透水處理這項(xiàng)膜分離技術(shù)，利用透過(guò)(半透過(guò))性膜和壓力推動(dòng)實(shí)現(xiàn)的海水淡化效果(指標(biāo))已經(jīng)達(dá)到可以投入生產(chǎn)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，它在海水淡化產(chǎn)業(yè)中得到良好的效果反饋。1980年以后，反滲透水技術(shù)在提煉純水和超純水方面獲得了提升，當(dāng)時(shí)，反滲透水處理設(shè)備的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)就在于在同樣功能的設(shè)備當(dāng)中，它在降低制作成本上的優(yōu)勢(shì)*，對(duì)于提升經(jīng)濟(jì)效益具有重大的推力。隨著技術(shù)研究的深入，反滲透水處理設(shè)備在污水處理方面也得到了很好的發(fā)展。調(diào)查顯示，在技術(shù)落后的時(shí)代，80%以上的污水排放是未經(jīng)過(guò)任何處理的，這對(duì)我國(guó)環(huán)境質(zhì)量的影響，而反滲透水技術(shù)在污水處理上的進(jìn)步和應(yīng)用，使我國(guó)的環(huán)境質(zhì)量得到了高幅度提升。

(2)反滲透水處理設(shè)備及工作原理。

從反滲透水技術(shù)的改革發(fā)展過(guò)程來(lái)看，反滲透水處理設(shè)備目前具有3大主要用途：淡化海水、提煉純水和超純水、污水處理。目前，用于進(jìn)行工業(yè)污水處理的反滲透水處理設(shè)備的基本構(gòu)成包括：隔欄裝置、保安過(guò)濾器、超濾系統(tǒng)、加藥裝置、RO膜系統(tǒng)、DTRO膜系統(tǒng)等等。反滲透技術(shù)是目前jing密的膜方法分離技術(shù)，在其設(shè)備應(yīng)用中，它的原理是：在進(jìn)水(濃溶液)側(cè)施加操作壓力以克服自然滲透壓，當(dāng)高于自然滲透壓的操作壓力加于濃溶液側(cè)時(shí)，水分子自然滲透的流動(dòng)方向就會(huì)逆轉(zhuǎn)，進(jìn)水(濃溶液)中的水分子部分通過(guò)反滲透膜成為稀溶液側(cè)的凈化產(chǎn)水。

工業(yè)污水處理中反滲透水處理設(shè)備的應(yīng)用及優(yōu)化

近年來(lái)，我國(guó)廢水和污水的排放量，高達(dá)18億噸/年。因此，我國(guó)對(duì)污水處理的需求十分大。在本項(xiàng)目中，反滲透處理設(shè)備對(duì)工業(yè)污水進(jìn)行處理時(shí)，可以使廢液中的銅、鋅、氯化物、氟化物等離子脫除90%～99%。以下將以本項(xiàng)目使用的反滲透污水處理設(shè)備為研究對(duì)象，對(duì)該設(shè)備的應(yīng)用進(jìn)行分析。

(1)水處理工藝。

污水前處理→隔欄裝置→加藥→砂濾→砂濾→保安過(guò)濾→反滲透→出水。污水處理全工序流程見圖1。

(2)RO膜系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)。

RO(反滲透技術(shù))膜材料的選取。RO膜材料的選擇是十分重要的工作，它的性能與耐久性關(guān)系到反滲透處理設(shè)備的終使用效果。一般而言，RO膜材料主要分為有機(jī)高分子材料和無(wú)機(jī)材料。其中，以經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)看，有機(jī)高分子材料制成的透過(guò)膜更容易被選擇。

RO膜系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)。根據(jù)本項(xiàng)目在實(shí)踐過(guò)程中做的試驗(yàn)表明：尚未處理的污水，其耗氧量一般在22000mg/L，而經(jīng)過(guò)生化處理以后，這些污水的氧化量能夠被降低6～7倍。為了使膜系統(tǒng)的使用時(shí)間和性能不被破壞，在污水進(jìn)入膜系統(tǒng)之前，必須將水質(zhì)濁度控制在1NTU以下。因?yàn)?，在膜系統(tǒng)工藝流程中，要行優(yōu)質(zhì)預(yù)處理(本項(xiàng)目采用膜格柵過(guò)濾+AO生化+MBR中空纖維超濾等系統(tǒng))。在此階段，工藝流程為：膜格柵過(guò)濾→AO生化→MBR中空纖維超濾→保安過(guò)濾→反滲透→出水。工藝設(shè)計(jì)中需優(yōu)化的部分。RO膜系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，需要保持RO膜的清洗恢復(fù)率，這樣才能有效地保證設(shè)備的使用壽命。因而，在系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，要保證RO膜的通量衰減。根據(jù)技術(shù)人員對(duì)RO膜通量衰減規(guī)律的研究來(lái)看，RO膜截留分子量愈大，通量衰減幅度愈大，則化學(xué)清洗恢復(fù)率愈低。而該項(xiàng)目RO膜系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)，對(duì)RO膜的截留分子量進(jìn)行了參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量，在整個(gè)系統(tǒng)循環(huán)中，保證了RO膜截留分子量在100～2000之間，保證了能量衰減。

(3)操作方法：對(duì)系統(tǒng)工藝的確定，保證了物化性質(zhì)。而后，在影響膜污染的主要因素里操作方法躍居前位。在操作中，反沖洗是維持MBR(分離式膜生物反應(yīng)器)穩(wěn)定運(yùn)行的重要操作。在這項(xiàng)操作中，通過(guò)對(duì)反沖洗周期的調(diào)整，能夠使膜通量達(dá)到佳。為了保證膜的使用壽命，需要優(yōu)化沖洗工作，一般而言，沖洗工作包括2項(xiàng)內(nèi)容：一是對(duì)超濾進(jìn)行沖洗和反沖洗;二是對(duì)反滲透膜系統(tǒng)進(jìn)行沖洗。就實(shí)際的沖洗操作而言，需要考慮掌握系統(tǒng)建設(shè)后運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，將沖洗參數(shù)進(jìn)行穩(wěn)定的調(diào)整，這樣就可以達(dá)到減緩膜系統(tǒng)污染的作用，從而保證系統(tǒng)正常工作。

除了duichong洗和反沖洗進(jìn)行控制能夠減輕膜污染的程度，還有一種操作方法：利用絮凝劑可以有效地減輕膜堵塞情況的發(fā)生。在污水處理過(guò)程中，影響RO膜通量的參數(shù)有很多，例如：污泥濃度、混合液粘度等等。另外，影響RO膜通量的因素還有活性污泥性狀、生物相等等，這些都易造成RO膜堵塞。另外，要降低膜堵塞情況，在操作中使用絮凝劑可以有效地改善泥水分離性能，形成體積更大、粘性更小的污泥絮體，減少RO膜堵塞的幾率。但在使用絮凝劑這種化學(xué)藥物用劑時(shí)，需要注意它的用量，對(duì)用量的掌握和使用，是維護(hù)系統(tǒng)正常工作的重要因素。如果添加了過(guò)量的絮凝劑，將會(huì)使污泥活性受到抑制，影響系統(tǒng)的處理能力和處理效果。

(4)流體力學(xué)特性：在本項(xiàng)目實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，膜通量的影響因素還包括膜面循環(huán)流速，因而，如果對(duì)膜面循環(huán)流速進(jìn)行調(diào)節(jié)，就可以對(duì)膜通量進(jìn)行控制。

在本項(xiàng)目中，為了降低RO膜污染，保證RO膜通量，可以通過(guò)優(yōu)化RO膜面附近料液的流體(水)力學(xué)條件來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)化的方式方法為：提高流體的膜面流速、減少濃差極化，使被截留的溶質(zhì)及時(shí)被帶走。

(5)超濾膜預(yù)處理。相較于卷式結(jié)構(gòu)超濾膜這種傳統(tǒng)的預(yù)處理工藝，中空纖維膜具有很大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗軌驅(qū)Ω呶廴镜膹U水進(jìn)行處理，也就是說(shuō)它的應(yīng)用使水質(zhì)更加純凈。應(yīng)用中空纖維膜的超濾預(yù)處理，具有如下優(yōu)勢(shì)：，可反洗的中空纖維膜，保證了系統(tǒng)在短期脫機(jī)狀態(tài)下，還能夠具備穩(wěn)定的透水通量;第二，中空纖維膜超濾預(yù)處理使系統(tǒng)能夠在非常低的錯(cuò)流流速下運(yùn)行

在使用中空纖維膜超濾預(yù)處理后，可將進(jìn)水水質(zhì)濁度控制在0.2NTU以下。根據(jù)現(xiàn)在的技術(shù)指標(biāo)要求來(lái)看，這個(gè)參數(shù)已經(jīng)十分精密。這種超濾作業(yè)，能夠起到有效延緩反滲透膜污染的作用。因此，在設(shè)備優(yōu)化上，對(duì)超濾膜預(yù)處理的應(yīng)用是一個(gè)能夠使水質(zhì)濁度下降的好方式。

結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)中，污水處理慣用的技術(shù)和設(shè)備就是反滲透處理設(shè)備。從應(yīng)用范圍來(lái)看，反滲透處理設(shè)備已經(jīng)在全國(guó)多數(shù)地區(qū)的工業(yè)污水處理中得到了程度的使用。目前，在使用反滲透處理設(shè)備的工廠，他們?cè)趯?duì)這項(xiàng)技術(shù)設(shè)備的使用過(guò)程中，已經(jīng)具有一套符合自己工廠生產(chǎn)情況的較為成熟的工藝工序。一般而言，在使用反滲透處理設(shè)備的過(guò)程中，對(duì)RO膜系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)、優(yōu)化操作、改善水力學(xué)特性和超濾膜預(yù)處理等方面的應(yīng)用是重點(diǎn)，也是故障高發(fā)點(diǎn)，需做重點(diǎn)的應(yīng)用研究。未來(lái)，在防止膜污染、優(yōu)化操作系統(tǒng)方面，這項(xiàng)技術(shù)將得到進(jìn)一步的改良。