工業廢水零排放工藝研究

和悅

摘 要：隨著國家工業化程度提高，工業廢水的排放量呈上升趨勢。對于環境的危害和對于經濟發展的制約都成為工業發展帶給GDP增長的“負效應”。面對這樣的嚴峻態勢，污水深度處理回用，實現廢水“零排放”就擺在了迫在眉睫的地步。本文主要研究在應用中較為推崇的反滲透脫鹽技術，重點涉及當前提高反滲透系統回收率的方法，HERO工藝和CMLZD工藝，結合蒸發和結晶作為最終處理技術，以達到工業廢水零排放的要求。

關鍵詞：零排放 反滲透 HERO CMLZD

中圖分類號：X781.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（c）-0132-02

隨著國家工業化程度的提高，工業廢水的排放量呈逐年上升趨勢。對于環境的危害和對于經濟發展的制約都成為工業發展帶給GDP增長的“負效應”。面對這樣嚴峻的態勢，一些工業發達國家已經對某些地區的工礦企業實現了廢水零排放舉措。

1 工業廢水的特點分析

要實現污水回用，首先需確定回用水水質，包括水質、水量，在此基礎上考慮回用工藝的可行性，以及投資、運行費用及設備維護等因素，采用最佳的處理方案確保系統高效、穩定、可靠運行，并取得最大的經濟效益。

1.1 污水量大且成分復雜

工業污水主要有以下幾點。

（1）RO濃水，特點是硬度高，含鹽量高。

（2）循環冷卻水的排污水，此類污水硬度高，含鹽量高，有較多懸浮物和膠體。

（3）工業污水，含鹽量高并含有較多的有機物、微生物、懸浮物和膠體。

（4）生活污水，主要是有機物、微生物、懸浮物和膠體較多。

1.2 污水處理方案中出現的問題

大多數工業污水中都含有較高的鹽分，因此，在工業污水深度處理回用過程中，需脫除水中的部分或全部鹽分。對于高含鹽水，傳統的離子交換法不僅處理費用高，而且會對環境造成二次污染，因而，目前在應用中較為推崇反滲透脫鹽技術。

基礎反滲透工藝處理工業污水時出現的問題如下。

（1）水質復雜，波動性大，對RO膜污堵嚴重，導致系統運行周期短，清洗頻繁，膜壽命縮短，制水能耗增大，產水量下降。

①難溶鹽結垢，如CaCO3、CaSO4、CaF2、BaSO4、SrSO4、Mg（OH）2、SiO2等。

②有機物及膠體污堵，包括COD、Fe（OH）3、Fe2O3、Al（OH）3、Al2O3、膠體SiO2等。

③細菌和微生物粘泥的污染。

（2）RO系統至少25%[1]的濃水排放也是一棘手問題。濃水排放率過高，造成水資源浪費，不符合節能減排的基本國策。

（3）濃水中過高的COD和污染物的濃縮常常超過環保規定的廢水排放標準，使得大量RO濃水無處可排。

2 提高反滲透回收率的方法

2.1 HERO工藝（圖1）

在高效反滲透（HERO）工藝中，RO膜的防垢是通過預處理來去除給水中的硬度、碳酸鹽堿度以及其它結垢形成物的，而常規的RO膜的防垢是通過加藥來實現的，零加藥更安全環保。在進入反滲透前用強堿調pH的步驟最為關鍵，將pH調到9[2]以上后，硅的溶解度隨之升高。運行時，濃水中硅的濃度達到1600～2000 mg/L，而常規RO的硅極限只有150 mg/L左右。生物污染和有機物污染也是通過高pH來避免的。在高pH運行的條件下，細菌、病毒、孢子和內毒素被溶解或皂化，有機物也能保持溶解狀態，不會吸附在膜壁上，而常規的RO是通過非氧化性殺菌劑來抑制，有時還是不能避免生物污染，需要定期進行化學清洗。

2.2 CMLZD工藝（圖2）

工業廢水“亞零排放”（CMLZD）工藝，它是根據水質特性將化學處理與特種膜過濾和膜分離等水處理技術有機組合的集成水處理工藝，使系統回收率達到95%[3]左右。

（1）錯流軟化過濾（TCMF）預處理單元，將pH控制在特定堿性范圍內，根據水質條件，向反應池中投加一定劑量的沉淀劑，使水中各種結垢性物質結晶析出，但僅形成乳濁液而不沉淀，對水中其他結垢性物質和污染物有較強吸附和混凝作用。

（2）TCMF膜過濾單元，經特殊膜過濾去除結垢性物質和污染物，被濾膜截留的物質由錯流循環水送回反應池，其中的沉淀物被排放。

（3）鹽濃縮反滲透（HCRO）膜分離單元中，RO膜經特殊處理，耐超低壓、耐酸堿、抗氧化，控制水的pH在特定的堿性條件下，極大程度降低細菌微生物的滋生條件，有效克服細菌微生物和有機物對RO膜的污堵。

3 結論

要達到工業廢水“零排放”的目的，就必須對工業污水深度處理回用。工業污水量大、水質復雜，其較高的含鹽量利用反滲透技術處理較為經濟可行。為提高反滲透的回收率，可以采用HERO工藝合理對RO進水進行預處理，或采用CMLZD工藝將化學處理與特種膜過濾和膜分離等技術有機結合，再利用蒸發或結晶技術將殘液處理成固體收集填埋，真正實現工業廢水零排放。

參考文獻

[1] 李培元.火力發電廠水處理及水質控制[M].2版.北京：中國電力出版社，2008：238-246.

[2] 胡小武.高效反滲透廢水處理工藝在電廠廢水零排放中的應用[J].神華科技，2011，5（5）：92-96.

[3] 北京博奇潤邦科技有限公司.工業廢水深度處理回用及系統零排放[M].