目前,我國麵臨著兩(liǎng)方麵的矛盾:一方(fāng)麵(miàn)是水資源的過度貧乏,另一方(fāng)麵鋼鐵工業不斷擴大生產規模,用水量不斷增加。如何實現(xiàn)對於鋼廠的汙水(shuǐ)再利用,減少對於新水的損耗(hào),實現鋼(gāng)鐵企業的持續(xù)健康發展,是當前鋼鐵企業需要解決(jué)的重要問題,並且也(yě)是保護(hù)我國環境,造福(fú)子孫後代的一件大事(shì)。 鋼廠在煉鋼、冷卻等操作中會產生大量的廢水,在車間地麵清洗和職工生產生(shēng)活中(zhōng)也會(huì)生成一定的廢水,這部分汙水的綜合水量較多(duō)、水質波動範圍大,並(bìng)且含有較多的懸浮雜質(zhì),需要處理後才能排放或循環利用(yòng)。常規的水處(chù)理技術隻(zhī)能減少廢水(shuǐ)中的不容雜質以及部分重金屬的含量,卻不能滿足更高的水質要求,而反滲透技術可(kě)以(yǐ)取(qǔ)得更好的淨化效果,實現廢水的零汙染排放或循環再利用,這對於水資源緊缺的我國來說,具有重要的現實意(yì)義。 1 反滲(shèn)透技術的原(yuán)理 反滲透(tòu)技術是一種通過反滲透膜將汙水中的有害鹽分、有機物等從水中分離(lí)出來(lái)的新興技術,其技術的關鍵是反滲透膜,反滲透(tòu)膜是一種具有選(xuǎn)擇透過性的(de)高分子膜材料,它對汙(wū)水中的不同成分具有不同的(de)滲透速率,其中水分子(zǐ)對膜(mó)的穿透速率較高,而(ér)可溶性鹽和其他一(yī)些分子量較大的有機物(wù)對膜的滲透速率較低,從而實現了雜質與純水的滲透分離。
2 反滲透水處理的工藝流程 在進行反滲透(tòu)處理之前,必須對汙水進行(háng)預處理,快速除去水中的(de)不溶雜質,以減小後續反滲(shèn)透工藝中反滲透膜的負擔,降低對反滲透膜的損壞,延長其使用壽命(mìng),並提高反滲透水處理的(de)效率。
預處理(lǐ)裝置通過一係列操作實現水質的初步改善,它主要由幾下幾(jǐ)部分結構組成:
(1)沉(chén)降(jiàng)池。通過向沉澱池中加入(rù)聚合氯化鋁等絮凝劑,以及調(diào)整水體的PH,破壞汙水的膠體環境(jìng),促使(shǐ)一些(xiē)懸浮雜質自行沉降下來(lái)。 (
2)過濾(lǜ)器。過濾器中一般裝有(yǒu)沙石、活性炭等吸附劑,可以對水中的懸浮雜質進行過濾和吸附,使不容(róng)雜質進一(yī)步減少。
(3)去COD氧化(huà)池。氧化池可以氧化水中的還原(yuán)性雜質,特別是一些有機雜質,從而降低水的COD,防止有機物對反(fǎn)滲透膜造成堵塞。
(4)UF微濾(lǜ)係統。UF係統的核心元件是UF微濾膜,這是一種表麵遍(biàn)布微小細孔的滲透膜,但不同於反(fǎn)滲透膜,它的孔徑相對要大一些,隻能攔截水中的微小不容雜質,對(duì)溶於水中的雜質沒有過濾效果(guǒ)。 經過預處理後的水仍然不能(néng)進(jìn)行(háng)反(fǎn)滲透處理(lǐ),還(hái)需要(yào)用阻(zǔ)垢劑和保安過濾裝置進行進一步的處理,然後便可以用高壓泵送入(rù)RO反滲透裝(zhuāng)置進行淨化,通過一係列的參數調(diào)整,設(shè)置合理的汙水流速和泵壓(yā),使純水(shuǐ)不斷的過濾出來,而可溶性鹽等雜質不斷累積和(hé)濃縮。為保障正常的產(chǎn)水效率和(hé)設備的正常運轉,還要即時調整泵壓,定期處理濃縮鹽水,同時做好膜的清洗工作。反(fǎn)滲透技術處理之後的(de)水在完成PH調節等後續操作後就(jiù)達到了(le)排放標準或生產用水標準,可以直接排放(fàng)或供其他地方循環利用。反滲透技術總的處(chù)理流程如圖1所示:
3 反滲透處理過程中常見的(de)問題及其對策 反(fǎn)滲透處(chù)理是整個(gè)水處理中的關鍵環節,直接決定產水的水質,它對預處理後的水進行(háng)深度過濾操作,將水中(zhōng)的可溶(róng)性雜質等也分離出來,從而使汙水真正的得到淨化。經過反滲透處理後得到的水可以投入鋼(gāng)廠的生產之中循環(huán)利用,大大節省了水資源,同時有(yǒu)效的保護了環境。但是反滲透處(chù)理係統運行一段時間後容易出現各種問題,影響反滲透係統的持續運行(háng)。
其主要問(wèn)題有以(yǐ)下兩點:
3.1 濃差極化現象及對策 濃差極化將會帶來以下幾(jǐ)點不(bú)利的影響:一是(shì)增大滲(shèn)透壓,減小滲透量(liàng);二是使膜兩側的濃度差加大,使較(jiào)多的可溶性鹽滲透(tòu)到純水一側,降低了純水的水質;三是膜表麵的高濃度雜質容易誘發結塊,使膜阻塞(sāi),不僅增加了膜的洗滌工作,而(ér)且導致膜的工作性能出現(xiàn)不可逆轉的降低;四是(shì)誘發膜表麵的膠(jiāo)體玷汙,因為一些膠狀物質對膜的粘附性更強,比(bǐ)可溶性鹽(yán)分的擴散速率還要慢,久而久之導致膜的表麵被膠體玷汙,降低(dī)了(le)滲透(tòu)效率。針對以上幾點問題,可以(yǐ)采(cǎi)取以下對策:一是有節製的進行反滲透處理工作,不能忙目的追求效率,要將通水工作量限製在一定的範圍內;二是掌握水的******回收率,太低的話影響水處理的效率,太高的話會增加膜的負荷,最終也會(huì)降低水處(chù)理的效率(lǜ);三是針對膜的材質進(jìn)行生產和維護工作,每一種膜(mó)因為材質和生產工藝的不同,其使用和保養方麵的注意事項也不(bú)同,必須針對性的製(zhì)定生產(chǎn)和保養計劃。
3.2 膜汙染現象及對策 膜汙染是指因為各種(zhǒng)形式引起的膜表麵汙濁物質的累積或膜孔徑裏(lǐ)的(de)雜質堵塞,它使膜的滲透通道(dào)變小、減少,從而增大了水分子通過的難度,導致膜的滲透性能下降。膜汙染(rǎn)包括雜質的沉澱、吸(xī)附以及(jí)微生物的附著、滋(zī)生,這種汙染現象是不可避免的,隻要膜與汙水接觸就會發生,因此隻(zhī)能盡量延(yán)緩膜汙染的進度。目前主要(yào)有以(yǐ)下幾種(zhǒng)針對膜汙染的防範措(cuò)施:一是加入膜阻垢劑,阻垢劑對晶體的生長有破壞(huài)作用,對離子具有較強的螯合作用,可以結(jié)合離子生成(chéng)溶解度較高的螯合物,減少了離子結晶和沉(chén)澱現(xiàn)象的發生,部分阻垢劑還具有(yǒu)促使晶粒分(fèn)散的作用,也有效的(de)減少了晶體的生成;二是妥善做好膜的清潔工作,在合適的時間(jiān),用合適的藥劑和手段對其(qí)進(jìn)行清洗,一般在發生下(xià)列情況時,就可以進行(háng)膜的清洗工作:
(1)在其他參數(shù)正常的情況下(xià),產水量減少了百分之10以上;
(2)送水泵的壓力提高到百分之10以上時才能滿足正常的產水效率;
(3)產水的品(pǐn)質降低百(bǎi)分之10以上,雜質的滲透率(lǜ)增加百分之10以上;
(4)設備各結構之間的壓力差值顯著增大。 根據上述參數確定膜的性能出現問題時,就(jiù)要製定合理的清洗方案,整個過程分為衝刷、浸潤、循環滲透(tòu)三大步驟。衝刷過程又(yòu)可以分為化學衝刷和普通(tōng)衝刷兩步(bù)操作,化學衝刷是通(tōng)過特殊藥劑配置的化學衝洗劑與(yǔ)設備上的(de)各種雜質反應,從而(ér)使雜質分解和除去,而(ér)普通衝刷是化學衝刷的補充工作,可以清(qīng)除殘留的化(huà)學藥劑,避免藥劑對膜造(zào)成(chéng)侵蝕。浸潤是(shì)使膜在清洗液中進行(háng)充分(fèn)的浸泡,既能使膜上的雜質與清洗液充分反應,又能促使雜質從膜上脫離。循(xún)環操作是使(shǐ)膜與清洗液進行全方(fāng)位、動態、反複的交觸,通過縱向的滲透和(hé)橫向的摩擦,使膜內部的(de)雜質也能得到有效的清洗。通過以上幾(jǐ)種手段的配合使用,可以******程(chéng)度的恢複膜的使用性能,並將(jiāng)對膜的損壞控製在最低(dī)程度,既提高了水處理的效率,又降低了水處理的成本,為反滲透水處理的可持續發展提供了有力保障。
4 結語 隨著水緊缺、水汙染的(de)不斷加重,以及人們環保意識的不斷(duàn)增強,國家在汙水處理和排放方(fāng)麵的要求越(yuè)來越嚴格,促使企業逐漸(jiàn)加大了對(duì)工業水(shuǐ)處理的研(yán)究和投資力度,催生了眾多的水處理技術和方案,反滲透技術便是(shì)其中(zhōng)較為(wéi)成熟和普及的一種方案。而(ér)且隨著高分(fèn)子材(cái)料技術的不斷發展,未來必將研發出滲透效率更高、使用壽命更長的新型反滲透膜,更好的造福於環境和人民。