目前,我國麵臨著兩方麵的矛(máo)盾:一方麵是水資源的過度貧乏,另一(yī)方麵鋼(gāng)鐵(tiě)工業不斷擴大生產規模,用水量不斷增加(jiā)。如何實現(xiàn)對於鋼廠的汙水再利用,減少(shǎo)對於新水的損耗,實現鋼鐵企業的持(chí)續健康發展(zhǎn),是當前鋼鐵(tiě)企業需要解決的(de)重要問題,並(bìng)且也是保護我國環境,造福(fú)子孫後代的一件大事。 鋼廠在煉鋼、冷(lěng)卻等操作(zuò)中會產生大量的廢水,在車間地麵清洗和職工生產生活中也會生成一(yī)定的廢(fèi)水,這部分汙水的綜合水量較(jiào)多、水質波動範圍大,並且含有較多的懸浮雜質,需要處理後才能排放或循(xún)環利用。常規的水處理技術(shù)隻能減少廢(fèi)水中的不容雜質以及部分(fèn)重金屬的含(hán)量,卻(què)不能滿足更高的水質(zhì)要(yào)求,而反滲透技術可以取得更好的淨化效果,實現廢水的(de)零(líng)汙染排放或循環再利用,這(zhè)對於(yú)水資源緊缺的我國來說,具(jù)有重要的現實意義。 1 反(fǎn)滲透技術的原(yuán)理 反滲透(tòu)技術是一種通過反滲(shèn)透(tòu)膜將汙水中的有害鹽分(fèn)、有機物等(děng)從(cóng)水中分離出來的新興技術,其技術的(de)關鍵是反滲透膜,反滲透(tòu)膜是一種具有選擇透過(guò)性的(de)高分子(zǐ)膜材料,它對(duì)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(chuān)透速率較高,而可溶性鹽和其他一些分(fèn)子量較大的有機物對(duì)膜的滲透速率較低,從而實現了雜質(zhì)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(shèn)透處理之前,必須對(duì)汙水進行預處理,快速除去水中(zhōng)的不溶雜質,以減小後續反滲透工藝中反滲(shèn)透膜的負擔,降低對反(fǎn)滲透膜的損壞,延長其使用壽命(mìng),並提高反滲透水處理的效率。
預處理裝(zhuāng)置通過一(yī)係列操作實現水質的初(chū)步改善,它(tā)主要由幾下幾部分(fèn)結構(gòu)組成:
(1)沉降池。通過向沉澱池中加入聚合氯化鋁等絮(xù)凝劑,以及調整(zhěng)水體(tǐ)的PH,破(pò)壞汙(wū)水的(de)膠體環境,促使(shǐ)一些懸浮雜(zá)質自行沉降下來(lái)。 (
2)過濾器。過濾器中一般(bān)裝有沙石、活性炭等吸附劑(jì),可(kě)以對水中(zhōng)的懸浮雜質進行過濾和吸(xī)附,使不容雜質進一步減少。
(3)去COD氧化池。氧化池可以氧化水中的還原性雜質,特別是一些有機雜質(zhì),從而降低水的COD,防止有機物對反滲(shèn)透膜造成堵塞。
(4)UF微濾係(xì)統。UF係統的(de)核心元件是UF微濾膜,這是一種表麵遍布微小細孔的滲(shèn)透膜,但不同於反(fǎn)滲(shèn)透膜,它的孔徑相對要大一些(xiē),隻能攔截水中的微小不容雜質,對溶於水中的雜質(zhì)沒有過濾效果。 經過預處理後的水仍然不能進行反滲透處理,還需要用阻垢劑和保安過(guò)濾裝置進行進一步(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,通過一係列的參數調整,設置合理的汙水流(liú)速和泵壓,使純水(shuǐ)不斷的過濾出來(lái),而可溶(róng)性鹽(yán)等雜質(zhì)不斷累積和濃縮。為保障正常的產水效(xiào)率和設備的正常運轉,還要即(jí)時(shí)調整泵(bèng)壓,定期處理濃縮鹽水(shuǐ),同時做好膜的清洗工(gōng)作。反滲透技術處理之後的水(shuǐ)在完成PH調節等後續操(cāo)作(zuò)後(hòu)就(jiù)達(dá)到了排放標準或生產用水標準,可以直接排放或供其他地方循環利用。反滲透技術總的處理流(liú)程如圖1所示:
3 反(fǎn)滲透處理過程中常見的問題(tí)及其對策 反滲(shèn)透處(chù)理是整個水處理中的關鍵環節,直接決定產水(shuǐ)的水質,它對預處理後的水進行深度過濾操作(zuò),將水中(zhōng)的可(kě)溶性雜(zá)質等也分離出來(lái),從而使汙水真正的得(dé)到淨化。經過反(fǎn)滲透處理後得到的(de)水可以(yǐ)投入鋼廠(chǎng)的生產(chǎn)之中循環利用,大大(dà)節省了水(shuǐ)資(zī)源,同時有效的保護了環境。但是反滲透處理係統運行一段時(shí)間(jiān)後(hòu)容易出現各種問題,影響反滲透(tòu)係統的持續運行。
其主要問題有以下兩點:
3.1 濃差極化現象及對策(cè) 濃差極化將會帶來(lái)以下幾點不利的影響:一是增大滲透壓,減小滲透量;二是使膜(mó)兩側的濃度差加(jiā)大(dà),使較多的可溶性鹽滲透到(dào)純水一側,降(jiàng)低了純水的水質;三(sān)是膜表麵的高濃度雜質容易誘發結塊,使膜阻塞,不僅增加了膜的洗滌(dí)工作,而且導致膜的工作性能出現不可逆轉的降低;四是誘發膜表麵的(de)膠體(tǐ)玷汙,因為一些膠狀物質對膜的粘附性更強,比(bǐ)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(dī)了滲透效率。針對以上幾點問題,可(kě)以(yǐ)采取以(yǐ)下對(duì)策:一是有節製的進行反(fǎn)滲透處理工作,不能忙目的追求(qiú)效率,要將(jiāng)通水工作量限製(zhì)在一定的範圍內;二是掌握水的(de)******回收(shōu)率,太低的話影響水處理的效率,太高的話會增加膜的負荷,最終也會降(jiàng)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,每一種膜因為材質和生產工(gōng)藝的不(bú)同,其(qí)使用和保養方麵的注意事項也不同(tóng),必須針對性的製定生產和保養計(jì)劃。
3.2 膜汙(wū)染(rǎn)現象及對策 膜汙染是指因為各種形式引起的膜表麵汙濁物質的累積或膜孔徑裏的雜質堵塞,它使(shǐ)膜的滲透通道變小、減少,從而增大了水分子通(tōng)過(guò)的難度,導致膜的滲透性能下降。膜汙染包括雜質的沉澱、吸附以及微生物的附著、滋生,這種汙染現象是不可避免的,隻要膜與汙水(shuǐ)接觸就會(huì)發生(shēng),因此隻能盡(jìn)量延緩膜汙染的進度。目前主(zhǔ)要有以下幾種針對膜汙(wū)染的防範(fàn)措施:一(yī)是加入(rù)膜阻垢劑,阻垢劑對晶體(tǐ)的生長有(yǒu)破壞作用(yòng),對離子(zǐ)具(jù)有較(jiào)強的螯合作用,可以結合離子生成溶解度較高的(de)螯合物,減少了離子結晶和沉澱現象的發生,部(bù)分阻垢劑還(hái)具有促使晶粒分散的作用,也有效(xiào)的減少了晶體的生成;二是妥善做好膜的清潔工(gōng)作,在合適的時間,用合適的藥劑和手段對其進行清洗,一般在發生下列情況時,就可以進行膜的清洗工作:
(1)在其他參數正常的情況下(xià),產水量減少了百分之(zhī)10以上(shàng);
(2)送水泵的(de)壓力提高到百分之10以上時才能滿足正常的產水效率(lǜ);
(3)產水的品質降低百分之10以上,雜質的滲透率增加百分之(zhī)10以上;
(4)設備各結構之間的壓力差值顯著增大。 根據上(shàng)述參數確定膜的性(xìng)能(néng)出現問題時,就要製定合理的清洗方(fāng)案,整(zhěng)個過程分為衝刷、浸潤、循環滲透三大步驟。衝刷過(guò)程(chéng)又可以分為化學衝刷和普通衝刷(shuā)兩(liǎng)步操作(zuò),化(huà)學衝刷是通過特(tè)殊藥劑配置(zhì)的化學衝洗劑與設(shè)備上的各(gè)種雜質反應,從(cóng)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(cán)留的(de)化學藥劑(jì),避免藥劑(jì)對膜造成侵蝕。浸潤(rùn)是使膜在清洗(xǐ)液中(zhōng)進行充分的浸(jìn)泡,既能使膜上的雜質與清洗(xǐ)液充分反應,又能促使(shǐ)雜質從膜上脫離(lí)。循環操作是使膜(mó)與清洗(xǐ)液進行全方(fāng)位、動態、反(fǎn)複的交觸,通過縱向的滲透和(hé)橫向的摩擦,使膜內部的雜質也能得到有(yǒu)效的清洗。通過以(yǐ)上幾種手段的配合使用,可以******程度(dù)的恢複(fù)膜的使用性能,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(yòu)降(jiàng)低了水(shuǐ)處理的成本,為反滲透水處理的可持續發展提供(gòng)了有力保障。
4 結語 隨著水緊缺(quē)、水(shuǐ)汙(wū)染的不斷加重,以及人們環保意識的不(bú)斷增強(qiáng),國家在汙水處理和排放方麵的要求越來越嚴格,促使企業逐(zhú)漸加大了對工業水處理的(de)研究和(hé)投資(zī)力度,催生了眾多的水處理技(jì)術和方案,反滲透技術便是其(qí)中較為成熟和普及的(de)一種方案。而且隨著高分子材料技術的不斷發展,未來必將研發出滲透效率更高(gāo)、使用壽命更長的新型反滲(shèn)透膜,更好的造福於環境和人民。