目前,我國麵臨著兩方麵的矛盾:一方麵是水資源的過度貧乏(fá),另一方(fāng)麵(miàn)鋼鐵工業不斷(duàn)擴大生產規模,用水量不斷增加。如何實現對於(yú)鋼廠的汙水再利用,減少對於新水(shuǐ)的損耗,實現鋼鐵企業(yè)的(de)持續健康發展,是當前鋼(gāng)鐵企業需要解決的重要問題,並且也是保護(hù)我(wǒ)國環境,造福子孫後代(dài)的一件大(dà)事。 鋼廠(chǎng)在煉鋼、冷卻等操(cāo)作中會(huì)產生大量的廢水,在車間地(dì)麵清洗和職工生產生活中也會生成一定(dìng)的廢水,這部(bù)分汙水的綜合水量較多、水質波動範圍大,並且含(hán)有較(jiào)多的懸浮雜質,需要處理(lǐ)後才能(néng)排(pái)放或循環利用。常(cháng)規的水處理(lǐ)技(jì)術隻能減少廢水中(zhōng)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,而反滲透技術可以取得更好的淨化效果,實現廢水的零汙(wū)染(rǎn)排放或循環再利用,這對於水資源緊缺的我國來說,具有重要的現實意義。 1 反滲透技術的原(yuán)理 反滲透技術是一種通過反(fǎn)滲透膜將汙水中的有害鹽分、有機物等從水中分(fèn)離出來的新興(xìng)技術,其技術的關鍵是反滲(shèn)透膜,反滲透膜是一種具有選擇透過性的高分(fèn)子膜材料,它對汙水中的不同成分具有不同的滲透速率,其中水分子對膜的穿透速率較(jiào)高,而可溶性鹽(yán)和其他一些分(fèn)子量較大的有機物對膜(mó)的滲透速率較低,從而實現了(le)雜質與純水的滲透分離。
2 反滲(shèn)透(tòu)水處理的工藝流程 在進行反滲(shèn)透處(chù)理之前,必須對汙水進(jìn)行預處理(lǐ),快速除去水中的不溶(róng)雜質,以減小後續反滲透工藝中反滲透膜(mó)的負擔,降低對反滲透膜的損(sǔn)壞,延長其使用壽命,並提高反滲(shèn)透水處理的(de)效率。
預處理裝(zhuāng)置通過一係(xì)列操作實(shí)現水質的初步改善(shàn),它主(zhǔ)要由幾下幾部分結構組成:
(1)沉降池。通過向沉澱池中加入聚合氯化鋁(lǚ)等絮凝劑,以及調整水體的PH,破壞汙水的(de)膠體環(huán)境,促使一些懸浮雜質自行沉降(jiàng)下來(lái)。 (
2)過濾器。過濾器中一般裝(zhuāng)有沙石(shí)、活性炭(tàn)等吸附劑,可以對水中的懸浮雜質進行過濾(lǜ)和吸附,使不(bú)容雜質進一步減少。
(3)去(qù)COD氧(yǎng)化池(chí)。氧化池可以氧化(huà)水(shuǐ)中的還原性雜質,特別是一些有機雜質,從而降低水的COD,防止有機物對反滲透膜造成堵塞。
(4)UF微濾係統。UF係(xì)統的核心元件是UF微濾膜,這(zhè)是一種表麵遍布微小細孔(kǒng)的滲透膜,但不同於反滲透膜,它的孔徑相對(duì)要大一些,隻能攔截水中的微小不容雜(zá)質,對溶於水中的雜質沒有過濾效果。 經過預處理後的水仍然不能進(jìn)行反滲透處理,還需要(yào)用(yòng)阻垢劑和保安過濾裝置進行進一(yī)步(bù)的處理,然後便可以用高壓泵送入(rù)RO反滲透裝置進行淨(jìng)化,通過一係(xì)列的參數調整(zhěng),設置合理的汙水流速和泵壓,使純(chún)水不斷的過濾出來,而可溶性鹽等雜(zá)質不斷累積(jī)和濃縮。為保障正(zhèng)常的產水效率和設備的正常運轉,還要即時調整泵壓(yā),定期處理濃縮鹽水,同時做好膜(mó)的(de)清洗工作。反滲透技術處理之後的(de)水在完成(chéng)PH調節等後續操作後就達到了排放標準或生產用水標(biāo)準,可以直接排放或供其他地方循環利用。反滲(shèn)透技術總的處理流程如圖1所(suǒ)示:
3 反滲透處理(lǐ)過程中常見的問題及其對策 反滲(shèn)透處理是整個水處理中的關(guān)鍵(jiàn)環節,直(zhí)接決定產水的水質,它對(duì)預處理後的水進行深度過濾操作,將水中的可(kě)溶性(xìng)雜質(zhì)等(děng)也(yě)分離出來,從而使汙(wū)水真正的得(dé)到淨化。經過反滲透處理後得到的水可(kě)以投(tóu)入鋼廠的生產(chǎn)之中(zhōng)循環(huán)利用,大(dà)大節省了水資源,同時有效的保(bǎo)護了環境。但是反滲(shèn)透處理係統運行一段時(shí)間後容易出現各種問題(tí),影響反滲透(tòu)係統的持續運行。
其主要問題(tí)有以下兩點:
3.1 濃差(chà)極化現象(xiàng)及對策 濃差極化將會帶來以下幾點(diǎn)不利的影響:一是增大滲透壓,減小滲透量;二是使(shǐ)膜兩側的濃度(dù)差(chà)加大,使較多的可溶(róng)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發結塊,使(shǐ)膜阻塞,不僅增加了膜的洗滌工作,而且導致膜的工作性能出現不可(kě)逆(nì)轉的降低;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(de)擴散速(sù)率還要慢,久而久之導致膜的表麵被膠體(tǐ)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(cè):一是有節製的進行(háng)反滲透處理(lǐ)工作,不能忙目的追求效率,要將通水工作量(liàng)限製在一定的(de)範圍內;二是掌握水的******回收率,太(tài)低的話影響水處理的效率,太高的話會增加膜的負(fù)荷,最終也會降低水處理的效率;三是針對膜的(de)材質進行生產和維護工作,每一(yī)種膜因為材質和(hé)生產工(gōng)藝的不同,其(qí)使(shǐ)用和保養方麵的注意事項也不同,必須針對(duì)性的製定生(shēng)產(chǎn)和保(bǎo)養計(jì)劃。
3.2 膜汙染現象及對策 膜汙染是指因為(wéi)各種(zhǒng)形式引起的膜表麵(miàn)汙濁物質的累積(jī)或(huò)膜孔徑裏的(de)雜質堵塞,它使膜的滲透通道變小、減少,從而增大了水(shuǐ)分(fèn)子通過的難度,導致膜的滲透性能下降。膜汙染包括雜質的沉澱、吸附以及(jí)微生(shēng)物的附著、滋生,這種汙(wū)染現象是(shì)不可避免的,隻要(yào)膜與(yǔ)汙水接觸就會發生,因此隻能盡量延緩膜汙染的(de)進度。目前主要有以下幾種針對(duì)膜汙染的防範措施:一是加入膜阻垢劑,阻垢劑對晶體(tǐ)的生長有破壞作用,對離子具有較強的螯合作(zuò)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(chén)澱現象的發生,部分阻垢劑還具有促使(shǐ)晶粒分(fèn)散的作用,也有(yǒu)效的減少了晶體的(de)生成;二是妥善做好膜的清潔工作,在合適的時間,用合適的藥劑和手段對(duì)其進行清洗,一般(bān)在發生下列情況時,就可以進(jìn)行膜的清洗(xǐ)工作:
(1)在其他參數正常(cháng)的情況下,產水量減少了百分之10以上;
(2)送(sòng)水泵的壓力提高到百分之10以(yǐ)上時(shí)才能滿足正常的產水效率;
(3)產水(shuǐ)的品質(zhì)降低百分之10以上,雜質的滲透(tòu)率增加百分之10以上;
(4)設備各結(jié)構之(zhī)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,就要製定合(hé)理的清洗方案,整個過程分為(wéi)衝刷、浸潤、循環滲透三大步驟。衝刷過程又可以分為化學衝刷和普通衝刷兩步操(cāo)作(zuò),化學衝(chōng)刷是通過(guò)特殊藥劑配置的化學衝洗(xǐ)劑與(yǔ)設備上的(de)各種雜質反應,從而使雜質分解和除去,而普通衝刷是化學衝刷的補充工作,可以清除殘留的化學藥劑,避(bì)免藥劑對膜(mó)造成侵蝕。浸潤是(shì)使膜在清洗液中進(jìn)行充(chōng)分的浸泡,既能使膜上的(de)雜質與清(qīng)洗液充分反應,又能促使雜質從膜上(shàng)脫離。循(xún)環操作是使膜與清洗液進行全方(fāng)位、動態、反複的交觸,通過縱向的滲透和橫向的摩擦,使膜內部的雜質也能得到有效的清洗(xǐ)。通(tōng)過以上幾種手段(duàn)的(de)配合使用(yòng),可以******程度的恢(huī)複膜的使用性能(néng),並將對膜的損壞控製在最低程度,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(xù)發展提供(gòng)了有(yǒu)力保障。
4 結(jié)語 隨著水緊缺、水汙染的不(bú)斷加重,以及人們環(huán)保意識的不斷增(zēng)強,國家在汙水處理(lǐ)和排放方麵的要求越(yuè)來越嚴格,促使(shǐ)企業逐漸加(jiā)大了對工業水處理(lǐ)的研(yán)究和投資力度,催生(shēng)了眾多的水(shuǐ)處理技術和方(fāng)案,反滲透技術便(biàn)是其中較為成熟和普及的一種方案。而且隨著高分子材料技術的不(bú)斷發展,未來必將(jiāng)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(hé)人民(mín)。