反滲透水處理設備在工業污水處理中的應用及優化

孫挺軍 周春松 勞紅標 宋華龍

摘要：造成水污染的因素有很多，工業污水便是眾多因素中比較突出的一種。工業污水是工業發展生產中的廢棄物，其中存在著不同污染物種類，且排放量很多，我國對于工業污水的治理頒布實施了很多政策措施，但是依舊不能解決根源性問題。隨著工業生產技術的進步，以及我國對環保事業的愈加重視，工業污水處理成為了工業生產面前亟待解決的首要問題。目前水處理技術得到了運用和普及，在各類水處理技術中，反滲透技術應用較為廣泛，此種技術屬于物理層面的膜分離技術，該技術處理效率較高，且不會產生嚴重的二次污染。以下便分析了反滲透水設備相關理念，并闡述了當前工業污水處理現狀，進而重點探析了在工業污水處理中應用反滲透水處理設備具體流程，以及優化措施，希望能夠對今后工業污水處理工作帶來一些理論上的借鑒和幫助。

關鍵詞：反滲透水處理設備;工業污水處理;應用;優化

為追求經濟的快速發展，工業的興起和全球化普及，使得非常多工業廢棄物排放到自然環境中，由于廢棄物集中、大量的排放，超過了自然界的承受范圍，因而不能順利將污染物凈化，所以自然環境的問題越來越多，越來越突出，直接影響人們的生活。在大自然的驅使下，人類逐漸意識到環境保護的重要性，為改善環境狀況，達到人與自然和諧發展的最終目的，開始對污染物處理技術、設備等進行了深入地研究。反滲透技術能夠將水中的污染物分離出來，這一活動借助的是壓力和膜的滲透作用，膜孔徑的大小直接影響反滲透的效果，同時壓力的大小影響著反滲透的效率。反滲透技術以及相關設備在水處理中得到了廣泛的應用，正是其具備適應性強的優勢，所以，在未來水處理工作中，反滲透技術有著良好的發展前景。從當前市面上反滲透水處理設備來看，性能還有待加強，在將設備性能進行完善后，可以有效提升污水的處理效率。

一、反滲透水設備概述

（一）反滲透水處理設備及工作原理

反滲透膜技術的應用，大致可以劃分為以下三個主要方面：海水淡化、純水提煉以及污水處理。反滲透膜技術在工業污水處理中的應用，可以分為以下幾個部分組成：隔欄裝置、保安過濾器、超濾系統、加藥裝置、RO膜系統、DTRO膜系統等等。反滲透膜技術作為膜分離技術中，緊密度最高的一種，其科學依據為克服自然滲透壓，向濃溶液一側給予壓力，溶質由于滲透膜的阻隔不能向稀溶液一側移動，但水分子在給予的壓力作用下，克服自然滲透壓力，由高濃度一側溶液通過滲透膜流向稀溶液一側，從而形成干凈的水溶液。

（二）反滲透水技術的發展與應用歷程

反滲透膜技術最早起源于發達國家，20世紀70年代，我國引進反滲透膜技術，并進行研究。20世紀90年代，反滲透技術的創新發展，在純水的提煉以及超純水的獲取中，取得較大突破，該技術的投入使用大大降低了純水提煉以及超純水獲取的制作成本，這對反滲透膜技術的使用與推廣提供了良好的技術基礎。隨著我國大力提倡環境保護的重要性，污水排放標準越來越嚴格，越來越多反滲透水處理設備應用于企業污水排出處理中，改變傳統污水隨意排放的局面，而這一改變，為我國環境質量的提升做出了重要貢獻。

二、工業污水處理現狀

我國經濟目前發展水平比較高，其中工業生產功不可沒，當前狀態下，我國工業水平更高，城市化建設也在深入開展中，但同時工業生產帶來的污水，也破壞了自然環境，每年的污水排放量呈現遞增趨勢，據統計，我國污水排放量已達到20億噸/年，因此我國對于工業污水處理，以及環境保護有著十分急切的需求。反滲透水處理設備能夠在實際工作期間，將銅離子、鋅離子、氯、氟化物在污水中排出，讓工業污水的處理效果更佳。

三、工業污水處理中反滲透水處理設備的運用流程

（一）采集相關資料

工業污水的類別多樣，因此所應用的污水處理設備也有所差異。按照不同性質的工業污水，需選擇相對應的反滲透水處理設備，及其內部裝置，保證設備規格型號、種類與實際處理工作相符和，比如反滲透膜的選擇等。在工業污水處理準備期間，要從不同角度和層面收集工業污水的信息資料，并按此信息，科學合理的確定反滲透水處理設備的類別，并制定具有針對性、可行性的污水處理方案，從而讓工業污水處理質量能夠符合國家對水質指標的要求，提高污水處理質量。

（二）制定合理處理方案

工業污水的性質和類別各異，所以污水處理要根據實際狀況，制定合理化的反滲透水處理設備運行方案，并確定需要運用到的污水處理技術。為直觀闡述這一問題，本文則選取四類常見的反滲透水處理設備運行方案開展以下分析：（1）原樣濃縮處理方案。在所處理工業污水為電鍍水以及類似水質時，需要運行設備對工業污水開展原樣濃縮處理作業，隨后將濃縮處理完成的電鍍水污水放置電鍍槽內，開展分離處理作業，從而將各類雜質與水體進行分離，最終將所分離出的純水加以排放。（2）廢水濃縮處理方案。將所處理工業廢水中所分布的各類污染物質加以壓縮，隨后對其開展分離處理作業，將純水排放。（3）臟水深度處理方案。針對污染程度較高的工業廢水，則使用反滲透水處理設備開展臟水深度處理作業，將污水中所分布各類污染物質進行過濾隔離，隨后將處理后的污水加以重復利用，實現對水資源利用率的優化提升。（4）元素分離方案。在所處理工業污水中分布大量化學元素、抑或是多種化學物質時，可針對性制定元素分離方案，工業污水在經過反滲透水處理設備中的反滲透模過濾時，會將工業污水中的各類化學元素與純水加以分離，實現工業污水的分離濃縮處理目的。

（三）針對性選取膜材料

在反滲透水處理設備運行過程中，膜材料是設備的主要構成部分，負責將所處理工業污水中的各類污染物質加以過濾、隔離，其重要性不言而喻。而在處理不同工業污水時，需要針對性選取適當膜材料，在充分保障工業污水凈化效果的基礎上，最大程度降低污水處理成本、提高污水處理效率。而目前來看，在反滲透水處理設備運行過程中，主要配置的膜材料為兩類，分別為無機材料以及有機高分子聚合材料。相較而言，無機膜材料具有有溫度適用范圍廣、化學穩定性強、分離效率高、可實現膜再生等應用優勢。

（四）選擇適當反滲透水處理裝置

目前來看，在工業污水處理領域中，常用反滲透水處理裝置主要為中空纖維、板框式、卷式以及管式四種裝置，不同裝置種類之間的運用條件、應用價值等都有所不同。需要結合工業污水處理實際需求，選擇適當反滲透水處理裝置。（1）中空纖維裝置。顧名思義，中空纖維裝置與其他裝置之間的主要區別在于，膜材料為中空纖維，并將中空纖維反滲透膜在壓力容器內部結構中加以放置。在工業污水處理過程中，無需配置其他裝置結構、僅配置壓力容器與中空纖維反滲透膜即可開展污水處理作業。但是這一裝置存在反滲透模清洗難度系數高、所配置壓力容器標準要求高等問題。（2）板框式裝置。相比而言，板框式結構具有運用流程簡便、適用范圍廣等應用優勢，對壓力設備的要求相對較低，可以在工業污水處理過程中長時間保持管道通暢性，且反滲透膜的清洗作業較為便捷。但是運用這類裝置開展工業污水處理作業的前提要求為，需要配置適當材質的反滲透膜。（3）卷式裝置。這類裝置主要由諸多卷式部件共同加以構成，最終形成整體性的反滲透水處理裝置。相較于其他反滲透水處理裝置而言，卷式裝置具有清晰便捷、管道結構簡單反滲透膜表面利用率高等應用優勢，但無法配置卷式裝置對含有漂浮顆粒的工業污水開展凈化處理作業。（4）管式裝置。管式裝置主要由玻璃纖維材質的管材所構成。相比而言具有設備配置成本低、污水流動系數高、污水處理量可控性強等應用優勢，但需要所配置管道具有高度密封性。

四、反滲透水處理設備在工業污水處理中的運用優化措施

（一）處理好區間隔離

經實際應用驗證，反滲透水處理設備在應用時容易出現故障，不穩定性較強，這主要是因為設備的密封性存在問題，且阻力過強。就以上這些問題，要對設備的不同區間進行隔離，以此讓區間與區間之間的密封性更好。同時，配備密封圈部件的時候，要選擇一定數量的不同型號，潤滑劑要根據實際情況確定具體類別，這樣做可以在較大程度上防止密封圈膨脹，減小阻力。將密封圈部件在設備內部裝置好以后，可以較大程度保證設備運行的穩定性，且不會影響設備的正常運行，但是反滲透水設備在裝卸環節，就顯得有些麻煩，難度系數增加。

（二）及時更換過濾器

反滲透水設備在工作運行的過程中，因需要長時間運轉，所以常常會有濾芯堵塞的情況，這是因為設備所要處理的污水，含有非常多不同種類的污染物質和顆粒，在這些污染物不間斷的影響下，便會造成濾芯堵塞，當堵塞發生后，需要及時處理，如果處理不及時，便會讓污水處理質量大打折扣。因此，相關人員要對設備中過濾器裝置定期檢查和更換，在此需要注意的是，過濾器更換一定要在設備停止運轉、消除壓力后的空閑時間里完成。

（三）加強對反滲透膜的防護

一些反滲透水處理設備因自身缺陷，比如設備結構設計的問題，或者是外在人為干擾等，會在污水處理過程中，出現未經處理的污水滲入到反滲透膜中的情況，同時對反滲透膜造成破壞，影響其正常工作，影響整體的污水處理工作。對于此，應當加強對設備反滲透膜的防護，根據不同類別的設備特點，制定不同的防護措施。

（四）提升設備運行方式的有效性

在應用反滲透水處理設備對工業污水進行處理的過程中，為了有效提升處理效果，防止和減少膜系統工作期間的堵塞頻率，需要在設備運轉一段時間后，重復性清洗超濾系統。這種方式在較大程度上確保工業污水處理的質量和最終效果，但是也有一個比較大的問題，那就是清洗時間過長，影響污水處理效率。對于此，可在處理過程中加入絮凝液體，不僅提升處理效率，而且能夠讓污水分離的最終質量得到改善，讓膜系統堵塞的發生率降低。

五、反滲透水處理設備的改進方向

（一）密封膠圈改進方向

反滲透水處理設備的密封膠圈存在兩方面問題，一個是安裝容易變形、膨脹，另一個是容易老化，因此，改進方向也有兩個，分別針對不足進行修改。其一，密封膠圈安裝過程中，可以在膠圈表面涂抹一層用于潤滑的甘油，降低膠圈之間、膠圈與安裝元件之間的摩擦，使密封膠圈在不變形、不膨脹的情況下完成安裝，保證密封膠圈的性能，保證反滲透水處理設備的密封性和壓力穩定性。其二，密封膠圈在高鹽度、高濃度工業污水中容易被腐蝕，因此，研發人員應當考慮將密封膠圈更換為復合型材料，提高其耐腐蝕、抗老化的性能，盡量減少污水對于密封膠圈的影響，延長密封膠圈的使用壽命，保證反滲透水處理設備的使用壽命。

（二）膜、濾芯改進方向

膜、濾芯是反滲透水處理設備的核心和關鍵，它們的工作狀態、工作質量直接影響到反滲透水處理設備的出水質量和污水凈化效率，因此，保證膜、濾芯的狀態，避免其堵塞，是保證設備正常運轉的重要途徑。反滲透水處理設備的運維人員要定期監測設備的出水水質，對出現輕微堵塞現象的膜、濾芯進行反沖洗，延長膜、濾芯的工作壽命;通常情況下，超濾系統運行2h后就要進行一次反沖洗。對已經出現嚴重堵塞現象的膜和濾芯，運維人員要及時關閉反滲透水處理設備進行更換，用專門的工具換下雙砂過濾器、保安過濾器或超濾系統中的膜組件、過濾器，更換成新的膜和濾芯，然后再進行接下來的反滲透水處理

六、結語

整體來講，工業污水處理后期的很多工序任務，都需要運用到反滲透水處理設備，而在污水處理前期，為防止后期反滲透水處理設備受到不利影響，更多運用到的是格柵、沉淀池等處理設備。反滲透水處理設備能夠在多個領域中進行運用，適應性強，比如制藥、電子、化工等，同時反滲透技術依靠設備的體積和處理效率優勢，使其在水回用和海水淡化方面都發揮了積極的作用，在今后，反滲透水處理設備的不斷更近和進步，也將繼續為水污染處理和水資源保護工作帶來更多幫助。

參考文獻

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