除鹽水工藝中節(jié)能型反滲透技術(shù)的應(yīng)用

樊紅慶

（陜西延長石油延安能源化工有限責(zé)任公司 陜西 西安 710075）

反滲透除鹽是一種相對成熟的水處理工藝，在工業(yè)廢水處理、鍋爐補給水、海水淡化以及飲用水處理等方法發(fā)揮著重要的作用。反滲透除鹽技術(shù)具有不需要再生、排廢少、操作簡單等優(yōu)點，應(yīng)用較為廣泛。另一方面，反滲透技術(shù)對預(yù)處理配套設(shè)施和運行條件等的要求較高，以確保反滲透裝置進水的水質(zhì)能夠達到工藝指標要求。

1 反滲透除鹽工藝原理

滲透和反滲透原理是反滲透除鹽裝置工作的主要原理。通過滲透和反滲透分離水和有機物、溶解性鹽等雜質(zhì)。水的流動升高了鹽水液面，產(chǎn)生一定的壓力，如果壓力升高到能夠阻止水向鹽水繼續(xù)流入時，就實現(xiàn)了平衡的滲透狀態(tài)。這時在鹽水一側(cè)加壓，使鹽水一側(cè)的壓力大于滲透壓，就會使得鹽水中的水分透過半透膜從鹽水一側(cè)反向滲透到淡水一側(cè)，此過程即為反滲透，淡水一側(cè)相對于鹽水一側(cè)可稱為除鹽水。簡而言之，反滲透原理就是在外力的作用下使?jié)B透反向進行，從而達到分離或濃縮的目的。通過反滲透技術(shù)除鹽水，能夠有效地除去水中大量的溶解性物質(zhì)、有機物、微粒、微生物以及膠體等。

2 反滲透除鹽工藝參數(shù)控制

2.1 進出水水質(zhì)

反滲透技術(shù)裝置對進出水的水質(zhì)有一定的要求。不同的膜有不同的要求，一般對進水水質(zhì)的要求方面為，SDI的標準值小于4，最大值為5；游離氯的標準值為0mg/l，最大值為0.1mg/l；含鐵量的標準值小于0.1mg/l，最大值為0.1mg/l；濁度的標準值小于0.2NTU，最大值為1NTU；水壓的標準值在1.2-1.6Mpa之間，最大值為4.1；水溫的標準值為20℃，最大值為45℃；PH值的標準值為2-11，最大值為11。反滲透除鹽裝置對各階段的指標也有著較為明確的規(guī)定。工藝不同指標也有所差異，一般常用到的工藝對各階段的指標控制為：濾池出水的濁度應(yīng)當小于等于3NTU，污染指數(shù)SDI應(yīng)當小于等于5。膜進水的游離氯應(yīng)當小于等于0.1mg/l，操作壓力應(yīng)當小于等于1.6Mpa；膜出水的電導(dǎo)率應(yīng)當小于等于20us/cm。多介質(zhì)過濾器的進出水壓差應(yīng)當小于等于0.1Mpa。活性炭過濾器的進出水壓差應(yīng)當小于等于0.1Mpa。

2.2 回收率與脫鹽率

除鹽水工藝中的反滲透技術(shù)產(chǎn)出淡水的過程，實際上就是反滲透裝置對系統(tǒng)的給水濃縮過程。回收率和濃縮倍數(shù)之間具有一定的函數(shù)關(guān)系，具體而言濃縮倍數(shù)≈1/(1-回收率)。如，反滲透系統(tǒng)收率為0.5時，給水被濃縮的倍數(shù)就是2。高倍濃縮可以析出濃水中的難溶鹽，系統(tǒng)的最高收率決定于給水中的難溶鹽含量。將阻垢劑加入給水中，能夠有效的緩解濃水結(jié)垢趨勢，提高反滲透系統(tǒng)收率水平。此外，濃差極化度也影響著系統(tǒng)收率。在反滲透技術(shù)中，脫鹽率=［(給水含鹽量－產(chǎn)品水含鹽量)/給水含鹽量］×100%；回收率=(產(chǎn)品水流量/給水流量)×100%。

提高回收率能夠降低濃水排放量，從而達到節(jié)約用水的目的。一般情況下，回收率由以下兩個因素共同決定。一是，進水難溶鹽的濃度。在反滲透過程中，進水不斷被濃縮。如果回收率是50%，那么進水被濃縮的倍數(shù)為2。進水溶液中的硫酸鋇、硫酸鈣、碳酸鈣等難溶性鹽，將會沉積在膜表面。難溶鹽的最大濃度對反滲透技術(shù)的回收率產(chǎn)生著決定性影響。二是，膜元件的最低濃水流速。控制膜元件的最低濃水流速，能夠避免濃差極化，能夠獲得較為理想的膜元件性能。

2.3 反滲透除鹽工藝流程

現(xiàn)在比較流行的除鹽工藝是超濾+反滲透+混床工藝。根據(jù)水質(zhì)情況，本研究采用反滲透+二級混床工藝。此種反滲透除鹽工藝能夠提高除鹽水水質(zhì)，降低離子交換樹脂的再生費用，具體流程見圖1。

圖1 反滲透除鹽工藝流程

3 反滲透除鹽水系統(tǒng)運行注意事項

預(yù)處理系統(tǒng)除鹽水工藝中的反滲透技術(shù)應(yīng)用的首要環(huán)節(jié)。為了確保反滲透系統(tǒng)具有理想的產(chǎn)水率與水通量，就應(yīng)當合理配置預(yù)處理系統(tǒng)。本研究的采用成熟的多介質(zhì)過濾器進行預(yù)處理，過濾器按照標準配級。為了加強反洗效果，將多介質(zhì)過濾器底部改成拱形支撐板結(jié)構(gòu)，對多介質(zhì)過濾器進行襯膠，過濾器出口管線材質(zhì)為UPVC。在預(yù)處理系統(tǒng)中，增設(shè)一套速凝加藥和殺菌加藥系統(tǒng)。從而使反滲透進水達到反滲透進水的各項指標。

在反滲透技術(shù)中，合理選用膜的類型是提高除鹽水工藝水平的關(guān)鍵。通常，可以根據(jù)實際情況靈活選用芳香族聚酰胺系列或醋酸纖維系列的膜元件。芳香族聚酰胺系列膜元件表面相對粗糙，帶有負電，帶電有機物會吸附在膜表面，但是其耐久性較強，使用壽命長；而醋酸纖維系列膜元件表面光滑，沒有電荷，微生物在其表面不易粘滯，帶有電荷的有機物不易沉積。因此，對于廢水或難處理的地表水，一般傾向于選用醋酸纖維系列膜元件。而對于生物活性較低、已近去除了有機污染物的地表水，可以選用芳香族聚酰胺系列膜元件。

4 結(jié)語

綜上所訴，反滲透技術(shù)除鹽效果好、自動化程度高，能夠有效去除有機物、溶解性物質(zhì)等，取得較佳效果。在實際應(yīng)用中，需要做好制水比耗、膜的清洗頻次等方面的控制工作，確保反滲透系統(tǒng)能夠滿足除鹽水工藝生產(chǎn)的正常需要。

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