反滲透濃水的處理工藝在純水制備中的應(yīng)用

文_李海玲 北京九章環(huán)境工程股份有限公司

現(xiàn)在，純水的使用量不斷提高，反滲透工藝在純水制備工藝中發(fā)揮著更加重要作用，不僅操作便捷，同時經(jīng)濟(jì)成本也相對較低，成為純水制備中的主要技術(shù)。但是反滲透工藝在實際應(yīng)用的過程中會生產(chǎn)濃水，直接排放會對周圍生存環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，因此要加強對反滲透濃水處理工藝的研究，以實現(xiàn)純水制備的生態(tài)化發(fā)展。

1 純水制備的發(fā)展現(xiàn)狀

純水制備是電子化工行業(yè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但是從目前發(fā)展情況來看，實現(xiàn)純水制備面臨較大的困境，主要體現(xiàn)在三個方面：用水成本、污染物減排、排放提標(biāo)。隨著生態(tài)環(huán)境保護(hù)政策不斷落實，在實際發(fā)展發(fā)過程中，國家制定的污染排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，如果純水制備中產(chǎn)生的反滲透濃水水質(zhì)無法滿足排放要求，那么純水制備也會受到影響。要滿足反滲透濃水的排放指標(biāo)，首先就要降低COD指標(biāo)，近幾年來，環(huán)境管理水平不斷提高，達(dá)標(biāo)排放形勢日益嚴(yán)峻，因此必須要對反滲透濃水處理工藝進(jìn)行研究，以此實現(xiàn)技術(shù)上的突破。反滲透處理工藝可以實現(xiàn)高效脫鹽，這種技術(shù)在純水制備的過程中得到了廣泛應(yīng)用，但是在生產(chǎn)過程中，每生產(chǎn)3份純水，就會產(chǎn)生1份濃水，濃水中的有機污染物被濃縮了4倍，想要實現(xiàn)降解存在較大的困難。反滲透濃水具有以下幾個特點：第一，有機物污染濃度較高，一般在120～200mg/L之間；第二，可生化性差，殘留的有機污染物中存在生物抑制成分；第三，無機鹽類含量較高，電導(dǎo)率較大。受到上述3方面的影響，反滲透濃水的處理難度較大，想要在保證技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的同時，實現(xiàn)高效高質(zhì)處理較為困難。

2 反滲透濃水處理工藝發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 傳統(tǒng)的反滲透濃水處理工藝

國內(nèi)傳統(tǒng)的反滲透濃水處理工藝有很多，常見的反滲透濃水處理工藝有4種，分別為：回流法、回用作生產(chǎn)用水、資源化利用、蒸餾濃縮。這4種處理工藝在實際發(fā)展過程中，各具優(yōu)劣，其中回流法可以有效提高回收率，但會對膜的壽命產(chǎn)生影響，且成本較高；回用作生產(chǎn)用水操作便捷高效，但如果濃水中含有需要優(yōu)先控制的污染物，就要慎重使用；資源化利用就是將反滲透濃水用于制鹽，以節(jié)約鹽田，縮短曬鹽周期，此外，在完成預(yù)處理后進(jìn)行適當(dāng)勾兌，可以更好的用于海產(chǎn)品養(yǎng)殖。除此之外，蒸餾濃縮方法的回收率高達(dá)95%，但是目前并沒有形成相對較優(yōu)的疏水微孔膜，因此應(yīng)用范圍較少。比如：海晶化工集團(tuán)就使用了回流法，按照1：3的比例混入原水，回收率在75%～80%，而中鋁山東分公司采用的是生產(chǎn)用水，成功實現(xiàn)了濃水回收。此外舟山某海水淡化廠，利用能量回收機對濃水進(jìn)行處理后，將其應(yīng)用到養(yǎng)殖、制鹽等活動中。

2.2 新時期反滲透濃水處理工藝

為了進(jìn)一步提高處理效果，新時期反滲透濃水處理工藝?yán)酶呒壯趸夹g(shù)中臭氧氧化法以及電化學(xué)氧化法，來有效降解RO濃水中的COD，通過這種方式不僅可以有效降低能耗和成本，也可以將反滲透濃水中的污染物去除。

第一，臭氧預(yù)氧化+臭氧多相催化氧化工藝。先利用臭氧預(yù)氧化將反滲透濃水中的消費污染區(qū)降解，再利用臭氧多相催化氧化工藝降解復(fù)雜結(jié)構(gòu)的有機物污染物。根據(jù)實際應(yīng)用效果，去除率最大可以達(dá)到90%以上，去除后的水質(zhì)指標(biāo)遠(yuǎn)高于國家標(biāo)準(zhǔn)，且流程較短，但是會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)板結(jié)現(xiàn)象。

第二，臭氧多相催化氧化+生化工藝。臭氧多相催化氧化工藝本身還具有選擇性氧化功能，因此在降解有機污染物的過程中，還會讓一些有機污染物出現(xiàn)開環(huán)和斷鏈的情況，以此提高反滲透濃水的可生化性。此時，利用生化工藝進(jìn)一步處理反滲透濃水，在實際應(yīng)用的過程中，不僅可以實現(xiàn)深度降解，同時可以降低臭氧投加量，降低成本，但占地問題也相對較大。

第三，臭氧多相催化氧化+活性炭吸附+超濾工藝。在完成臭氧多相催化氧化后，利用活性炭吸附反滲透濃水中殘留的有機污染物，并且利用超濾工藝對水質(zhì)進(jìn)行最終檢驗。該工藝整體流程簡單便捷，更適合反滲透濃水處理，但是還需要進(jìn)行后續(xù)處理，回收利用的可行性較低。

3 反滲透濃水處理工藝在純水制備中的具體應(yīng)用

3.1 工程案例概況

以浙江某電子化工企業(yè)為例，針對反滲透濃水的特點，確定應(yīng)用過濾器預(yù)處理+雙膜+反滲透濃水催化氧化的工藝對污水進(jìn)行深度處理。該企業(yè)原有的工藝流程中含有兩級反滲透裝置，其中一級反滲透脫鹽水進(jìn)入二級反滲透處理，經(jīng)過處理后才能進(jìn)入初級混床中。根據(jù)該企業(yè)提供的資料數(shù)據(jù)顯示，一級反滲透脫鹽水每小時會排放20m3到廢水處理系統(tǒng)中。

3.2 工程單元設(shè)備

預(yù)處理單元中主要涉及三個過濾器，分別為核桃殼、高纖維、活性炭。超濾單元主要采用的是Norit-SXL-225FSFCPVC反滲透膜元件，模分離孔徑為20～26nm。為了保證超濾效果，設(shè)置了超濾膜組件26支。反滲透單元中采用的是陶氏BW30-400增強型低污染的反滲透膜元件，分離皮層采用的是芳香聚酰胺，項目設(shè)計的反滲透裝置回收率為70%～75%。除了上述內(nèi)容之外，催化氧化單元中涉及了臭氧系統(tǒng)、催化氧化系統(tǒng)兩個方面，其中臭氧系統(tǒng)中含有富氧機以及臭氧發(fā)生器，而臭氧系統(tǒng)中還包括臭氧發(fā)生器以及變壓吸附制氧機用于保證處理工藝穩(wěn)定開展。

3.3 工程項目實施

過濾器預(yù)處理+雙膜+反滲透濃水催化氧化工藝，首先要將一級反滲透排放出來的濃水進(jìn)行收集，讓其流入到過濾器中，經(jīng)過加藥預(yù)處理，然后讓濃水回收用反滲透系統(tǒng)進(jìn)行再濃縮。合格的產(chǎn)水回流到原水池內(nèi)或者除碳水箱回用。因為采用了雙模處理工藝，所以在實際應(yīng)用的過程中，需要根據(jù)項目中的濃水指標(biāo)，確定具體的濃水回用反滲透膜。最終選擇了一種pH范圍更廣、抗污堵性更強的反滲透膜。具體改造情況如下：

第一步，增加反滲透濃水收集槽一臺，利用其收集排放到工業(yè)污廢水池的中的一級反滲透濃水。第二步，增加反滲透濃水回收裝置一套，利用該裝置實現(xiàn)反滲透濃水的回收再利用，一級反滲透濃水通過預(yù)處理和反滲透處理單元，回收率可以到達(dá)50%～60%。第三步，對原水儲存罐以及工業(yè)污廢水池的入口管理進(jìn)行修改，將新增設(shè)備接入到工業(yè)廢水池和原水儲存罐中。第四步，增加阻垢加藥系統(tǒng)，利用這一系統(tǒng)避免雙反滲透膜便面出現(xiàn)結(jié)垢情況，保證回收系反滲透膜正常運行。第五步，恢復(fù)原位在線清洗裝置，實現(xiàn)對雙反滲透膜的在線自動化學(xué)清洗，以此降低工藝成本。在完成上述幾個步驟后，就可以將其接入到原有的純水控制系統(tǒng)中，將其作為純水系統(tǒng)的一部分。

3.4 工程項目情況

該企業(yè)項目總設(shè)備的費用為41萬元，在應(yīng)用這一反滲透濃水處理工藝后，每小時可以減少濃水排放量達(dá)到10m3，一年就可以節(jié)約86400m3，節(jié)省水費43.2萬元。不僅如此，在使用這種處理工藝前，純水制備和廢水處理工藝都還需要使用到化學(xué)品藥劑等，在應(yīng)用后，分別為純水站和廢水站節(jié)約了3.5萬元、3.44萬元。

4 結(jié)語

綜上所述，反滲透濃水處理工藝和再利用方式是當(dāng)前電子化工企業(yè)發(fā)展過程中的研究重點，是科學(xué)合理的處理工藝。這種處理工藝在一定程度上也優(yōu)化了純水處理工藝，不僅可以使整個純水系統(tǒng)穩(wěn)定性增強，也可以使電子化工企業(yè)抗波動能力增強，在實際應(yīng)用中，具有非常重要的作用。