反渗透水处理设备在工业污水处理中的应用探析

引言

由于工业化发展带来水环境的持续恶化，水资源的日益缺乏，使国家对行业节能减排的要求越来越高，因此化工行业废水处理面临着越来越严峻的考验。采用水处理新技术不断提升废水的回用率已成为化工行业废水治理重点关注的课题。反渗透（RO）技术由于分离效率高、能耗低、运行成本低和建设周期短等特点，广泛应用于化工废水回用。目前，为了准确分析附着在膜表面的污染物，将膜元件进行解剖分析，提取膜上的污染物，再进一步使用各种检测手段对污染物进行定性和半定量分析，摸清膜污染的具体成因，以达到提高反渗透膜系统性能及膜元件使用寿命的目的。

1反渗透水处理装置结构及作用

加药部分、精密过滤部分及预处理部分等构成了预处理装置，并且活性炭过滤与石英砂过滤部分构成了预处理部分。1）石英砂过滤器在本装置中使用的石英砂具有的吸附桥架与沉淀的等作用，使杂志在水中的含量降低，并把存在于水里面的病毒与一些细菌去除掉。2）活性炭过滤器中使用的活性炭具有较小的滤料滤径及吸附性的特点，将水里面的一些重金属离子及有机物去除掉，尤其是水里面的有色物质。3）在精密过滤器中微孔膜是主要的构成部分，因为十分细小的空隙，所以，既能很好地避免进入管道的微粒物质，也能把存在于水里面的杂质比如悬浮物等被去除，从而是使水的色度与浊度下降。4）加药装置在本装置依据矿井水中不同的水质其配比也不相同，对其配比要合理化，阻垢剂溶液是其主要的组成部分。水在反渗透装置中被分离的方法是物理分离的法，使用其反渗透膜外表具有十分微小的微孔特征，把存在与水里面杂质去除，比如细菌、几乎全部的溶解性固体等，进而使其他微粒杂质与水分离。在本装置中，反渗透膜被按时并多次冲洗，尽快地排出存在与外表上残存的杂质，使运行水处理系统得到了更好的保障。

2工业污水处理与经济可持续发展之间的关系

在经济和科技不断发展的前提下，工业生产有了更大的进步，在短时间内出现了较多的污染物，而自然界并不能有效实现对这些污染物的净化，造成了严重的环境破坏现象，而且随着工业生产规模的扩大，水污染、大气污染、废弃物污染现状越来越普遍。环境管理是人们日常工作中的重点，也是保障居民生活和身体健康的基础，所以在环境治理工作中，需要加大对污染物的控制，降低污染现象给环境造成的破坏。近年来，经济飞速发展，我国在养殖业方面有了较大的进步，如果将工业污水随意排放到江河湖海中，将会让水产品吸收更多的污染物，在人们食用了受到污染的水产品之后，将会威胁到居民的生命安全。另外，工业污水处理不当还会威胁到我国的经济进步，影响到水资源的使用效率，这些年来各个地区都加大了对水环境的治理，也推进了工业污水的可持续发展，出台了非常多的政策。工业生产过程中，各个企业需要意识到污水处理的重要性，落实科学的环境保护满足经济的可持续发展。

3反渗透产水超高标准处理技术

（1）物理分离技术膜分离、活性炭吸附、离子交换等物理分离技术可去除反渗透产水中的部分有机物，是重要的有机物辅助处理技术。多级反渗透串联可进一步削减产水中的有机物和无机离子，但对电荷中性的小分子有机物（如1,4-二恶烷、卤代或含氮氧化副产物等）去除率较低。去除95%卤代乙酸（初始浓度50μg/L）时，需串联五级反渗透处理系统。离子交换可快速去除含解离态羧酸、氨基官能团的有机物，活性炭对疏水有机物去除效率较高。但是，常用的离子交换、活性炭吸附等对受污染水源反渗透产水中有机物的去除率低于30%。（2）化学氧化技术臭氧氧化和紫外线高级氧化可分解转化、矿化去除有机物，是超高标准去除反渗透产水中有机物的主要单元，在电子级超纯水制备中应用广泛。臭氧氧化可将不饱和碳氧化生成羧酸类物质，更易被离子交换去除，但臭氧分子的选择性较强，对醛、酮和卤代亲电小分子有机物的氧化活性较低。特别是反渗透产水的pH值呈弱酸性，不利于臭氧分子生成•OH，影响其氧化效率。紫外线/H2O2可生成强氧化性的•OH，对有机物的分解转化效果较好，但面临H2O2利用率较低和残留、•OH量子产率不高、烷烃类有机物矿化率较低（约40%）和生成羧酸等问题。实际再生水厂的研究结果表明，经紫外线/H2O2氧化处理后的城市污水反渗透产水仍含有约100μg/L的有机碳，需后续处理。

4反渗透水处理设备在污水处理中的应用

4.1反渗透系统的维护

当透水产水系统的功能性开始减弱，就需要对系统进行全面的检查，需要检查的部分有超滤与反渗透设备、操作系统以及系统的化学工艺。检查结果显示：①系统的膜元件损坏较为严重，是出水水质不达标的一个重要的原因；②反渗透膜元件发生了严重的氧化问题，出现这一问题的原因是对氧化还原电位的控制不够严格；③出现的结垢问题是由于投入的阻垢剂不足，而且没有对化学药剂的添加量进行严格的控制。而如果投入了过量的阻垢剂又容易出现有机物堵塞的不良情况；④长时间不注意监测系统的运行，没有实施有效的系统数据管理手段。由于超滤反渗透系统的操作参数往往容易受到外界条件变化的干扰，标准化数据分析的实施能有效抵御不良因素干扰。借助标准化曲线，进行科学的对比分析活动，可以清楚地了解系统运行条件所发生的变化；⑤如果系统的膜元件结构堵塞严重，会发生水流减少的情况，此时就需要升高清洗频率，从而导致操作成本的增加；⑥当部分过滤过的产水再次浓缩，膜体的污染程度则会随之增强。

4.2明确操作方法

在反渗透水处理设备的运行过程中，随着运行时间的延长，反渗透膜系统会存在一定的脱盐率，这一情况会造成工业污水处理中pH值的降低，浑浊度也会降低。反渗透膜预处理技术中包含了保安过滤和超滤膜，系统在运行过程中，能够有效实现工业废水浑浊度的下降，保障出水水质的提升，还可以满足饮用水的相关要求。在经过反渗透膜系统处理之后的污水能够达到国家的水质耗氧量目标，符合国家制定的污水排放要求，此时可以利用反渗透膜处理设备进行污水处理，处理之后的污水可以被应用到生产中。在进行污水处理时，需要加大对反渗透水处理系统的科学运用，确保工业污水处理效果的提升，但是在操作过程中，一些操作方式会影响到反渗透膜水处理系统的运行效果，所以为了降低反渗透膜运行中出现的污染现象，需要及时进行反冲洗。反冲洗能够有效实现生物反应器的稳定运转，也能够促进污水处理效果的提升，所以污水处理系统的工作人员需要定期开展相应的反冲洗操作，选取最佳的运行周期，确保反渗透水处理设备的稳定运转。通过相关的研究，发现在反渗透水处理设备的运行中加入适当的凝聚剂，能够确保泥水科学分离，最终形成较大的絮状物质，降低反渗透水处理设备在运行中出现的堵塞。

4.3运行参数确定

1）在设计反渗透系统时，应根据原水的水质情况确定反渗透系统合理的膜通量和回收率。当膜通量和回收率过高时，反渗透系统产水量大，此时，如果反渗透膜元件浓水侧溶液的浓度过高，浓水量减少，流速降低，会加剧反渗透膜的浓差极化现象发生，导致反渗透系统发生污堵或结垢现象；当膜通量和回收率过低时，虽然反渗透系统污堵速度减缓了，但投资相对较高。通过中试确定钢铁企业废水脱盐反渗透系统的膜通量为17L/（m2/h），回收率为65%。2）确定反渗透系统的运行模式。反渗透系统的运行模式一般可分为恒流量运行模式、恒压运行模式和恒流量恒压双恒量运行模式3种。压力传感器与流量传感器相比具有成本低、精度高和安装方便的优势，且实现恒压控制更加容易。但是，国内大多数钢铁企业对排水（即水源）量和供水量的要求稳定不变，而且反渗透系统的恒流量运行模式也有利于前后系统工艺的设计和运行，因此，大部分反渗透系统以恒流量模式进行设计和运行。反渗透系统的膜通量、回收率和运行模式等选定后，根据这些运行参数及其影响因素确定操作人员日常需监测和记录的数据，包括进水的温度和pH值，反渗透系统的进水、段间和浓水的压力，进水和产水的电导率，产水和浓水的流量，进水的SDI值以及反渗透系统的运行时间。

结束语

总之，污水处理是环境治理的关键内容，反渗透水处理技术在应用过程中能够提升污水处理效果，同时能够达到污水的二次利用保障资源利用率提升。但当前很多设备运行中存在问题，需要工作人员加大对设备运转的关注，落实科学的故障分析，保障设备得到精准的维修与养护，减少设备出现的问题，为工业污水处理效果提升奠定基础。

参考文献