反滲透在廢水深度處理中的應用

如何進行水處理？

衡美水處理為您介紹一種先進、實用的水處理技術——反滲透在廢水深度處理中的應用。

某廢水深度處理工程於2012年10月建成投產，水源為廠區生產生活汙廢水，設計規模500 m³/h，經預處理後進入RO係統。

一、主要工藝流程如下

廢水預處理→原水箱→多介質過濾器→活性炭過濾器→保安過濾器→RO→除鹽水箱→用水點

二、問題描述

該反滲透係統自投運以來，隨著運行時間的不斷增加，係統出現如下問題：保安過濾器濾芯更換最短1天，最長10天，拆檢濾芯有時為黑色有時為黃色或灰白色的粘稠物。RO係統運行10天左右，壓降上升100%，產水量下降33%，脫鹽率由98.6%下降到97%。RO清洗後，係統的壓降沒有明顯變化。

應業主方的要求，我公司派工程師到現場對反滲透係統的運行故障進行分析判斷，並提供專業的解決方案。

三、故障原因分析

來水物理化學成分複雜且水量變化大，水質變化時沒有及時調整藥劑投加量，預處理係統出水水質不利於RO係統的穩定運行。1.PAC在來水水質變化大時，如果沒有及時調整，則因為過量投加在保安過濾器濾芯呈黃色粘稠物，投加量不足時呈黑色。2.還原劑的過量投加會造成膜汙染，降低產水量。3.膜用阻垢劑的大劑量投加會增加RO的運行壓降，給運行帶來不利。4.鹽酸投加量不足不能及時降低PH，前處理藥劑就可能間接影響保安過濾器濾芯和RO膜，造成濾芯汙堵和膜汙染。

四、解決方案

（一）藥劑的調整：

1、調整藥劑種類，降低預處理係統出水濁度，經燒杯實驗後，將PAC改為PAFC，有效確保出水濁度在2NTU以下。

2、調整投加工藝，確保適量的投加，為預處理的穩定運行提供保障

3、通過化驗、跟蹤運行，將PAM的投加量調整為最佳量投加量，為保證在最佳狀態投加，要求保證助凝劑的熟化時間。

4、通過膜汙染物的化驗分析及膜係統的運行參數，將還原劑的投加量調整為最佳比例，阻垢劑換用Jiach-MSIT-401，並計算最佳投加藥劑量。

5、在多介質過濾器進口增加鹽酸的投加點。

（二）改進膜清洗的方案：

由廠家結合RO係統的實際運行情況和汙堵類型，專門製定清洗方案，並將原先的普通清洗藥劑更改選用無錫江超環保的反滲透係統專用清洗藥劑Jiach MCA-501、Jiach MCB-511，由廠家結合RO係統的實際運行情況進行清洗。

（三）在工程師指導下，進行運行工藝的優化：

1、保證活性炭由足夠的時間與水流接觸來提高RO的進水水質。

2、適當延長活性炭過濾器的使用時間，形成薄膜過濾。

3、RO係統8h衝洗一次。

五、綜合評價

通過工程師的現場指導及技術改進：

1、保安過濾器濾芯由原來的10天更換延長至30天左右。

2、反滲透機組穩定運行30天以上。

3、選用專業清洗藥劑清洗後，發滲透機組的脫鹽率、產生量和係統壓差基本恢複到初始標準化狀態。

六、反滲透在工業廢水處理中的應用

采用超濾-反滲透膜分離技術對經常規劃處理達標排放的工業廢水作進一步的處理，可有效去除廢水中的有機物、色度、硬度和大部分離子，達到回用於生產用水，即可減少廢水排放，又可節約水資源，減低生產成本。針對印染廢水處理問題，近年來國內外都開展了研究工作，主要是新的生物處理工藝和高效專門細菌以及新型化學藥劑的探索和應用研究，其中具有代表性的有：厭氧-好氧生物處理工藝、高效脫色菌和PVA降解菌的篩選與應用研究、高效脫色混凝劑的研製等。

廢水回用處理技術主要有活性炭吸附、臭氧-生物炭、離子交換、電滲析法、反滲透法、超濾和微濾、過濾以及絮凝沉澱，其中，絮凝沉澱和機械過濾使最基本的回用水處理技術，其餘則為深度處理技術。

反滲透在印染廢水處理中的應用：反滲透適合於脫除染色槽廢水中的離子和大分子，據報道40m³/T反滲透設備已經用於處理易變化的廢水，主要是棉紡、合成纖維和棉紡的混合染色廢水。由於分散染料的存在，因而預處理包括鋁凝劑和調節PH值至5.0~6.0，隨後用由二級組成的錯流微濾設備，第一級苦鹹水用膜具有大於96%脫除率，顏色脫除率90%總碳脫除率87%，第二級脫除率大於98%，顏色脫除率94%。因此回到染色車間的滲透液質量可與自來水相比。

紡織、印染、染色廢水，水量大，色度高，成分複雜，廢水中含有燃料、漿料、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質及無機鹽等，染料結構中的硝基和胺類化合物及銅、鉻、鋅、砷等重金屬元素具有比較大的生物毒素，如果直接排放嚴重汙染環境。

反滲透在化纖廢水處理中的應用：在黏膠纖維工業中，工藝用水對終端產品質量有直接影響。同時，黏膠纖維行業屬高用水行業，根據國家有關行業政策和可持續發展的相關計劃，必須積極推行清潔生產，達到以質換量，廢水減量化。采用反滲透技術對化纖廢水進行深度處理，可達到良好的處理效果，因此反滲透工藝在提高工業水水質，加大水的重複利用率方麵的優勢明顯，可使企業取得更大的經濟效益和社會效益。

七、反滲透技術在水處理中的應用

（一）反滲透係統在化工運行管理中的運行控製

1、壓差

反滲透係統的壓差監控應根據恒定流量進行控製，在化學清洗完成後，其一段壓差應當返回到0.15MPa左右，在正常運行的過程中，一段壓差的值應當確保在0.01MPa以下，若提高到0.01MPa以上，應當及時檢查問題原因，並開展短時化學清洗以確保壓差恢複到正常值；保安過濾器的壓差應當控製在0.1MPa的範圍以內，一般情況下其壓差的增加會非常不明顯，而顯示壓差增長過快時通常就需要對保安過濾器的濾芯進行更換；隔網壓差通常保持在0.03MPa，若壓差出現異常上升則表明隔網出現堵塞，此時應當將隔網拆洗進行清理和檢查，並對堵塞物進行分析；

2、餘氯量

通常餘氯量的水平會隨著有機物組分、進水的COD值和水溫等的變化而發生較大改變，要確保反滲透係統的入口處的餘氯量在0.05mg/L以下，以保證滲入通過反滲透膜的水不含其它氯化性物質，當其值高於正常值時要在控製還原劑質量和濃度的基礎上增加還原劑的投入量。

3、PH值

當在保安過濾器入口處進行PH值檢測是，應當確保其在8.0～8.4的範圍以內，若PH值過低，可能造成微生物汙染，因此應當重點觀察一段壓差的變化和保安過濾器的壓差，若[）PH值過高時，則應當注意二段壓差的具體變化，如果同時發現鋁鐵含量增加，則可能是組後繼降低了鋁鐵的分散程度，其可能造成一段的交替汙染，因此應當加強對PH值的控製。

4、二段壓差

通常二段壓差要控製在0.08MPa左右的範圍，二段壓差的突然變化的原因可能有：水溫降低；阻垢劑失效；進水的PH值過高；進水的導電率增加等。當二段結垢後通常采用檸檬酸清洗或HCI的方式清洗。

（二）反滲透膜表麵濃差極化的控製

在反滲透係統中，給水材料、膜體材料、係統工藝等都會對濃差極化係數造成影響，濃差極化發生時會增加膜兩側的滲透壓，在相同工作壓力條件下會降低係統的純驅動壓力，同時引起水通量的降低。另外，濃差極化還會增加膜兩側的鹽濃度差，從而引起鹽通量的增大。因此，根據濃差極化係數與衝洗恢複時間和係統性能惡化程度間的非線性數據關係，在反滲透係統的運行控製中，應當保證係統末端的濃差極化係數在1.2以下的範圍內，以避免產水量、脫鹽率等性能和膜壽命的下降；當濃差極化係數過低或過高引起性能指標出現不同程度的惡化時，可以利用衝洗過程進行恢複。

（三）反滲透膜的回收率控製

反滲透膜的回收率越高其消耗的水量也就相對較少，但過高的回收率可能會造成以下問題：濃水的滲透壓增加，進而減少元件的產水量；引起微溶鹽出現沉澱；降低產品水脫鹽率。因此通常將苦鹹水拖延係統回收率控製在75%左右的程度即可。對於部分小型反滲透裝置其可能需要較高的回收率，以提高水資源的利用率，這時可以采用不同的方法對滲透裝置進行處理，最常用的方法是利用濃水部分循環的方式，即通過反滲透裝置的濃水隻排放小部分，剩餘部分則通過循環進入水泵入口，這樣可以確保膜元件表麵能夠保持適當的橫向流速，且又能增加回收率，但避免通過調整濃水進出口閥門或給水閥門的方式來增加回收率，如此操作會加快膜元件的汙染速度，造成不良後果。膜元件的回收率確定時要根據膜元件的串聯長度、循環流量的大小及是否采用濃水循環共同確定，對於大型的飯滲透裝置，其給水流量較長、元件數量眾多，因此回收率一般控製在80%以上。

反滲透技術對於提高水處理的質量具有重要作用，因此，相關技術人員應當加強對反滲透技術的研究，注重新型膜材料的開發，盡可能將高性能優質的膜材料應用到反滲透技術中，以不斷提高反滲透技術的應用水平。

目前反滲透已應用在處理電鍍廢水（鍍鎳、鍍鉻廢水）、食品加工廢水、製糖廢水、水產品加工廢水以及某些汙水的深度處理等。

反滲透法對高價重金屬離子有良好的脫除效果，可以回收廢液中幾乎全部的重金屬，而且還可將水回收利用。

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