反滲透處理設(shè)備是目前非常先進(jìn)的膜分離技術(shù)，在我國(guó)已得到廣泛應(yīng)用。目前，反滲透處理設(shè)備已經(jīng)以污水處理的形式引入到我國(guó)大部分工業(yè)行業(yè)。該設(shè)備在工業(yè)污水處理中的應(yīng)用是由一系列組合設(shè)備綜合完成的。因此，反滲透處理設(shè)備在應(yīng)用中有一套完整的工藝流程系統(tǒng)?？茖W(xué)應(yīng)用該設(shè)備，并在應(yīng)用中優(yōu)化其處理環(huán)節(jié)，可以保證設(shè)備的使用壽命，提高出水水質(zhì)的純凈度。

1.反滲透制水技術(shù)及其設(shè)備概述

(1)反滲透制水技術(shù)的發(fā)展歷史。

在中國(guó)，反滲透制水技術(shù)最早應(yīng)用于1965年。由于初次使用，該技術(shù)使用的設(shè)備性能和功能有很大的局限性，在使用過程中也存在很大的問題。經(jīng)過四年的發(fā)展(1969年)，反滲透水處理設(shè)備在淡化海水方面取得了重大突破。這時(shí)，設(shè)備在過濾方法的處理上有了很大的進(jìn)步。當(dāng)時(shí)反滲透水處理這種膜分離技術(shù)，利用滲透(半透)膜和壓力驅(qū)動(dòng)達(dá)到海水淡化效果(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)在海水淡化行業(yè)收到了良好的效果反饋。1980年后，反滲透制水技術(shù)在精制純水和超純水方面得到了改進(jìn)。當(dāng)時(shí)反滲透水處理設(shè)備的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是在同等功能的設(shè)備中，在降低制造成本方面具有極高的優(yōu)勢(shì)，對(duì)提高經(jīng)濟(jì)效益有著顯著的推力。

隨著技術(shù)研究的深入，反滲透水處理設(shè)備也在污水處理得到了很好的發(fā)展。調(diào)查顯示，在技術(shù)落后的時(shí)代，80%以上的污水排放沒有經(jīng)過處理，對(duì)中國(guó)的環(huán)境質(zhì)量影響很大。但是污水處理反滲透水技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用，大大改善了中國(guó)的環(huán)境質(zhì)量。

(2)反滲透水處理設(shè)備及工作原理。

從反滲透水處理技術(shù)的改革發(fā)展歷程來看，反滲透水處理設(shè)備目前主要有三種用途:海水淡化，純水和超純水的精制，污水處理。目前工業(yè)上使用的反滲透水處理設(shè)備的基本部件污水處理包括:屏障裝置、保安過濾器、超濾系統(tǒng)、加藥裝置、RO膜系統(tǒng)、DTRO膜系統(tǒng)等。反滲透技術(shù)是目前比較精密的膜分離技術(shù)。在其設(shè)備應(yīng)用中，其原理是在進(jìn)水(濃縮液)側(cè)施加操作壓力，以克服自然滲透壓。當(dāng)在濃溶液側(cè)施加高于自然滲透壓的操作壓力時(shí)，水分子自然滲透的流向?qū)l(fā)生逆轉(zhuǎn)，進(jìn)水口(濃溶液)中的部分水分子將通過反滲透膜，成為稀溶液側(cè)產(chǎn)生的凈化水。

2.反滲透水處理設(shè)備在工業(yè)污水處理中的應(yīng)用及優(yōu)化

近年來，我國(guó)廢水、污水排放量極高，達(dá)到18億噸/年。所以國(guó)內(nèi)對(duì)污水處理的需求很大。本項(xiàng)目反滲透處理設(shè)備在處理工業(yè)污水時(shí)，可通過等離子體去除廢液中90% ~ 99%的銅、鋅、氯化物和氟化物。下面將以本項(xiàng)目使用的反滲透污水處理設(shè)備為研究對(duì)象，分析其應(yīng)用。

(1)水處理工藝。

污水預(yù)處理→屏障裝置→加藥→砂濾→砂濾→保安過濾→反滲透→出水。污水處理整個(gè)流程如圖1所示。

(2)反滲透膜系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)。

反滲透膜材料的選擇。RO膜材料的選擇非常重要，其性能和耐久性關(guān)系到反滲透處理設(shè)備的最終使用效果。一般來說，RO膜材料主要分為有機(jī)高分子材料和無機(jī)材料。其中，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，有機(jī)高分子材料制成的滲透膜更容易被選用。

反滲透膜系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)。根據(jù)本項(xiàng)目實(shí)踐中所做的測(cè)試，未經(jīng)處理的污水的耗氧量一般為22000mg/L，經(jīng)過生化處理后，這些污水的氧化量可減少6 ~ 7倍。為了防止膜系統(tǒng)的使用壽命和性能受到破壞，在污水進(jìn)入膜系統(tǒng)之前，水質(zhì)的濁度必須控制在1NTU以下。因?yàn)?，在膜系統(tǒng)的工藝流程中，首先要進(jìn)行高質(zhì)量的預(yù)處理(本項(xiàng)目采用膜格柵過濾+AO生化+MBR中空纖維超濾等系統(tǒng))。此階段工藝流程為:膜格柵過濾→AO生化→MBR中空纖維超濾→保安過濾→反滲透→出水。

工藝設(shè)計(jì)中需要優(yōu)化的部分。在反滲透膜系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，需要保持反滲透膜的清洗回收率，以有效保證設(shè)備的使用壽命。因此，在系統(tǒng)的應(yīng)用中，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，RO膜的截留分子量越大，通量衰減越大，化學(xué)清洗回收率越低。但在本項(xiàng)目RO膜系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)中，采用參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量RO膜的分子量截留，保證RO膜在整個(gè)系統(tǒng)循環(huán)和能量衰減中，分子量截留在100-2000之間。

(3)操作方法:系統(tǒng)工藝的確定保證了理化性質(zhì)。然后，在影響膜污染的主要因素中，操作方法躍居首位。在運(yùn)行中，反沖洗是維持MBR(分離膜生物反應(yīng)器)穩(wěn)定運(yùn)行的重要操作。在這種操作中，通過調(diào)整反洗周期可以使膜通量更好。為了保證膜的使用壽命，需要優(yōu)化清洗工作。一般來說，沖洗工作包括兩項(xiàng)內(nèi)容:一是沖洗和反沖洗超濾；二是沖洗反滲透膜系統(tǒng)。就實(shí)際沖洗操作而言，需要考慮施工后掌握系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，穩(wěn)定調(diào)整沖洗參數(shù)，減少膜系統(tǒng)污染，保證系統(tǒng)正常工作。

除了控制沖洗和反沖洗可以降低膜污染程度外，還有一種操作方法:使用絮凝劑可以有效減少膜堵塞的發(fā)生。在污水處理過程中，影響RO膜通量的參數(shù)有很多，如污泥濃度、混合液粘度等。另外，影響RO膜通量的因素有活性污泥特性、生物相等，容易造成RO膜堵塞。此外，為了減少膜堵塞，運(yùn)行中使用絮凝劑可以有效提高泥水分離性能，形成體積較大、粘度較小的污泥絮體，降低RO膜堵塞的概率。但在使用絮凝劑作為化學(xué)藥劑時(shí)，需要注意其用量。掌握和使用劑量是維持系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要因素。如果投加過量的絮凝劑，會(huì)抑制污泥的活性，影響系統(tǒng)的處理能力和效果。

(4)流體力學(xué)特性:在本項(xiàng)目的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，膜通量的影響因素還包括膜面循環(huán)速度，因此如果調(diào)節(jié)膜面循環(huán)速度，就可以控制膜通量。

在本項(xiàng)目中，為了減少RO膜污染，保證RO膜通量，可以通過優(yōu)化RO膜表面附近料液的流體(水力)力學(xué)條件來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)化方法是:提高膜表面流體的流速，降低濃差極化，使截留的溶質(zhì)能及時(shí)被帶走。

(5)超濾膜預(yù)處理。與傳統(tǒng)的卷繞式超濾膜預(yù)處理工藝相比，中空纖維膜具有很大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗梢蕴幚砀呶廴緩U水，也就是說，它的應(yīng)用使水質(zhì)更加純凈。采用中空纖維膜進(jìn)行超濾預(yù)處理具有以下優(yōu)點(diǎn):一是可反洗的中空纖維膜保證了系統(tǒng)在短期離線狀態(tài)下能有穩(wěn)定的滲透通量；其次，中空纖維膜的超濾預(yù)處理使系統(tǒng)能夠在非常低的錯(cuò)流速度下運(yùn)行。

經(jīng)過中空纖維膜超濾預(yù)處理后，進(jìn)水濁度可以控制在0.2NTU以下，按照目前的技術(shù)要求，這個(gè)參數(shù)是非常精確的。這種超濾操作可以有效延緩反滲透膜的污染。因此，在設(shè)備優(yōu)化方面，應(yīng)用超濾膜預(yù)處理是降低水質(zhì)濁度的好方法。

3.結(jié)論

在中國(guó)的工業(yè)行業(yè)中，污水處理常用的技術(shù)和設(shè)備是反滲透處理設(shè)備。從應(yīng)用范圍來看，反滲透處理設(shè)備在我國(guó)大部分地區(qū)的工業(yè)污水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。目前使用反滲透處理設(shè)備的工廠，在使用這種技術(shù)設(shè)備的過程中，已經(jīng)有了一套比較成熟的符合自己工廠生產(chǎn)條件的工藝流程。一般來說，在反滲透處理設(shè)備的使用過程中，RO膜系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)、運(yùn)行優(yōu)化、水力特性改善、超濾膜預(yù)處理的應(yīng)用是重點(diǎn)，也是故障的高發(fā)點(diǎn)，需要重點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)用研究。未來，該技術(shù)將在防止膜污染和優(yōu)化操作系統(tǒng)方面得到進(jìn)一步完善。(來源:中建八局第一建設(shè)有限公司)

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