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反滲透技術在鋼廠水處理中的應用

目前(qián),我國麵臨著兩方麵的矛盾:一方麵是水資源的過度貧乏,另一方麵鋼鐵工業不斷擴大生產規模,用水量不斷(duàn)增加。如(rú)何實現對於鋼廠的(de)汙水(shuǐ)再利用,減少對於新水的損耗,實現鋼鐵企業的持續健(jiàn)康發展,是當前鋼鐵企業需要解決(jué)的重要問題,並且也是保護我國環境,造福子孫後代的一件大事。 鋼廠在煉(liàn)鋼、冷(lěng)卻等操作中會產生大量(liàng)的廢水,在車間地麵清洗和(hé)職工生產(chǎn)生活中(zhōng)也(yě)會生成一(yī)定的廢水,這部分(fèn)汙水的綜合水量(liàng)較多、水質波(bō)動範圍大,並且含有較多的懸浮雜質,需要處理後才能排放或循環利(lì)用。常規的水處(chù)理技術隻能減少廢水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(fǎn)滲透技術(shù)可以取得(dé)更好的淨化(huà)效果,實現廢水的零汙染排放或循環再利(lì)用,這對於水資源緊缺的我國(guó)來說,具有重要的現實意義(yì)。 1 反滲透技術的原理(lǐ) 反滲透技(jì)術是一種通過反滲透膜將汙水中的有(yǒu)害鹽分、有機物等從水中分離出來的新興技術,其技術的關鍵是(shì)反滲透膜,反滲透膜是一(yī)種具有選擇透過性的高分子膜材料,它對汙水中的不(bú)同成分具有不同的(de)滲透速(sù)率,其中水分子對膜的穿透速率較高,而可溶性鹽和其他一些(xiē)分子量(liàng)較(jiào)大的有機物對膜的滲透速率較低(dī),從而實(shí)現了雜質與純水的滲透分離(lí)。 

2 反滲透水處理的工藝流程 在進行反滲透處理之(zhī)前,必須對汙水進行預處理,快速除去水中的(de)不溶雜質,以減小後(hòu)續反(fǎn)滲透工藝中反滲透膜(mó)的負擔,降低對反(fǎn)滲透膜的損壞,延長其使(shǐ)用壽命,並提高反滲(shèn)透水處理的效率(lǜ)。

預處理裝置通過一係列操作實現(xiàn)水質的初步(bù)改(gǎi)善,它主要由幾(jǐ)下(xià)幾部分結構組成: 

(1)沉降池(chí)。通過向沉澱池中加入聚合氯化鋁等絮凝劑,以及(jí)調(diào)整水體的PH,破壞汙(wū)水的膠體(tǐ)環境,促使一些懸浮雜(zá)質自行沉降下(xià)來。 (

2)過濾器。過濾器中一般裝有沙(shā)石、活性炭等吸(xī)附劑,可以對水中的懸浮(fú)雜質進行過濾和吸附,使(shǐ)不容(róng)雜質進一步減少。 

(3)去(qù)COD氧化池(chí)。氧化池可以氧化水中的還原性(xìng)雜質,特別是一些(xiē)有機(jī)雜質,從而降低水的COD,防止有機物對反滲透膜造成堵塞。 

(4)UF微濾係統。UF係統的核(hé)心元件是UF微濾膜,這是一種表麵遍布微小細(xì)孔的(de)滲透膜,但不同於反滲透膜,它的孔徑相對要大一些,隻能攔截水中的微(wēi)小不(bú)容雜質,對溶於水(shuǐ)中的雜質沒有過濾效果。 經過預處理(lǐ)後的水仍(réng)然不能進行反滲透處理(lǐ),還需要用阻垢劑和保安過濾裝置(zhì)進行進一步的處理,然後便可以用高壓(yā)泵送入RO反滲透(tòu)裝置進行淨化,通(tōng)過一係列的參數調整(zhěng),設置(zhì)合理的汙水流速和泵壓,使(shǐ)純水不(bú)斷的過濾出來,而(ér)可溶性鹽(yán)等雜質不斷累積和濃縮。為保障正常的產水效率和設備的正(zhèng)常(cháng)運轉,還要即時調整泵壓,定期處理濃(nóng)縮鹽水,同時做好膜的(de)清(qīng)洗工作。反滲透技術處理之後的水在完成PH調節等後續操作後就達到(dào)了排放標準或生產用水標準,可以直(zhí)接排放或供其他地方循環利用。反滲(shèn)透(tòu)技術總(zǒng)的處理流(liú)程如(rú)圖1所示:

 3 反滲透處理過程中常見(jiàn)的問題及其對策 反滲(shèn)透處理是整個水處理中的關鍵環節,直接決定產水的水(shuǐ)質(zhì),它對預處理後的水進行深度過濾操作,將水中的可溶(róng)性雜質等也(yě)分離出來,從(cóng)而(ér)使汙水真(zhēn)正的得到(dào)淨化(huà)。經過反滲透處理後得到的水可以投入鋼(gāng)廠的生產之中(zhōng)循環利用,大大節省了水資源,同(tóng)時有效的(de)保護了環境。但是反(fǎn)滲透處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(tǒng)的持續運行。

其主要問題有以下兩點: 

3.1 濃差極化(huà)現(xiàn)象及對策 濃差極化將會帶來以下幾點不利的影響(xiǎng):一是增大滲透壓,減小(xiǎo)滲透量;二是使膜兩側的濃度差加大,使較多(duō)的可溶性鹽滲透到純水一側,降低了純水的水質;三是膜表麵的高濃度雜質容易誘(yòu)發結塊,使膜阻塞,不(bú)僅增加了膜的洗滌工作,而且導致膜的工作性能出現不可逆轉的(de)降(jiàng)低;四是誘發膜表麵的膠體玷汙,因為一些膠狀物質對膜的粘附性更強,比可溶性鹽分的擴散速率還要慢,久而久之導致膜的表麵被膠體玷汙,降低了滲透效率。針對以上幾點問題,可以采取以下對策:一是有節(jiē)製的進行反滲透處理工作,不能忙目的追求效率(lǜ),要將通(tōng)水(shuǐ)工作(zuò)量限(xiàn)製在一定的範圍(wéi)內;二是掌握水的(de)最佳回(huí)收(shōu)率,太低的話(huà)影(yǐng)響水處理(lǐ)的效率,太高的話會增加膜的負(fù)荷,最終也(yě)會降低水處理的效率;三是針對膜的材質進行(háng)生產和維護工作(zuò),每一種膜因為材質和生產工藝的不同,其(qí)使用和保(bǎo)養方麵(miàn)的注意事項(xiàng)也不同(tóng),必須針(zhēn)對性的製(zhì)定生產和(hé)保(bǎo)養計劃。 

3.2 膜汙染現象及對策 膜(mó)汙染是指因為各(gè)種形式引起的膜表麵(miàn)汙濁物質的累積或膜孔徑裏的雜質堵(dǔ)塞,它使膜的滲透通道變小、減少,從而增(zēng)大了水分子通過的(de)難度,導致膜的滲透(tòu)性(xìng)能下降。膜汙染包括雜質的沉澱、吸附以及(jí)微生物的附著、滋生,這種汙染現象是不可避免(miǎn)的,隻要(yào)膜與汙水接觸就會發生,因此隻能盡量延緩膜汙染的進度。目前主要有以(yǐ)下幾種針對膜汙染的防範(fàn)措施:一是加入膜阻垢劑,阻垢劑對晶體的(de)生(shēng)長(zhǎng)有破壞作用,對離子具有較強的螯合作用,可以結合離子生成溶解度較高的螯合物,減少了離子結晶和沉澱現象的發生,部分阻(zǔ)垢劑還具(jù)有促使晶粒分散的作用(yòng),也有效的減少(shǎo)了晶體的生(shēng)成;二是妥善做好膜的清潔(jié)工作,在合適的時間,用合適的藥劑和手段對其進行(háng)清洗,一般在發生下(xià)列情況時,就(jiù)可以進行膜的清洗工(gōng)作: 

(1)在其他參數正常的情況下,產水(shuǐ)量減少(shǎo)了百(bǎi)分之10以上;

(2)送水泵的壓力(lì)提高到百分(fèn)之10以上(shàng)時才能滿足正常的產水效率;

(3)產(chǎn)水的(de)品質降低百分之10以上,雜(zá)質的滲透率增加百分之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(dìng)膜的性能出現問(wèn)題時,就要製(zhì)定合理的清洗方(fāng)案,整個過程分為衝刷、浸潤、循(xún)環滲透(tòu)三大步驟。衝刷(shuā)過程又可以分為化學衝(chōng)刷和普通衝刷兩步操作,化學衝刷是通過特殊藥劑配置(zhì)的(de)化學衝洗劑與設備上的各種雜質反應,從而使雜(zá)質分(fèn)解和除去,而普通衝刷是化學(xué)衝刷的補充工作,可以清除殘留的(de)化學藥劑,避免藥劑對(duì)膜造成侵蝕。浸潤(rùn)是使膜在清洗液中進行充分的浸泡,既能使(shǐ)膜上的雜質與清洗(xǐ)液充分反應,又能促使雜質從(cóng)膜上脫離。循環操作是使膜與清洗(xǐ)液進行全(quán)方位、動(dòng)態(tài)、反複的交觸,通過縱向(xiàng)的滲透和橫向的摩擦,使膜內部的(de)雜質也能得到(dào)有效的清洗。通過以上幾種(zhǒng)手段(duàn)的配(pèi)合使用,可以(yǐ)最大程度的恢複膜的使用性能,並將對膜的損(sǔn)壞控製在最低程度,既提高了水處理的效率,又降低了水處(chù)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(yǐ)及人們環保意(yì)識的不斷增強,國家在汙(wū)水處理和排放(fàng)方麵的要求越來越嚴格,促(cù)使企業逐漸加(jiā)大了對工業水處理的研究和投資力度,催生了眾多的水處理技術和方案(àn),反滲透技術便是其中較為成熟和普(pǔ)及的一種(zhǒng)方案。而(ér)且隨著高(gāo)分子材料技術的不斷發展,未來必將研發出(chū)滲透效率更高、使用壽命更長的(de)新(xīn)型反(fǎn)滲透膜,更好的造福於環境和人民(mín)。


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