目前,我國麵臨著兩方麵的矛盾:一(yī)方麵是水資源的過度貧乏,另一方麵鋼鐵工業不斷擴大生產規模,用水量不斷(duàn)增加。如何實現對於鋼廠的汙水再利用,減(jiǎn)少對於新(xīn)水的損耗,實現鋼鐵企業的持續健(jiàn)康發展,是當前鋼鐵企業需要解決的重要問題,並且也是保護我國環境,造福子孫後代的一件大事。 鋼廠在煉鋼、冷卻等操作中會產生大量的廢水,在車間(jiān)地麵清洗和(hé)職工(gōng)生(shēng)產生活中也會生成一(yī)定的廢水,這部分(fèn)汙水的綜合水量較多、水質波(bō)動(dòng)範圍大,並且含有較多的懸浮雜質,需要處理後(hòu)才能排放或循環利用。常規的水處理技術隻能減少(shǎo)廢水中的不容雜質以及部分重金屬的含量,卻不能滿足更高的水質要求,而反滲透技術可以取(qǔ)得更(gèng)好的淨化效果(guǒ),實現廢水的零汙染排(pái)放(fàng)或循環再利用(yòng),這對於水資源(yuán)緊缺的我國來說(shuō),具有重要的現實(shí)意義。 1 反滲透技術的原理 反滲透技術是一種通過反滲透膜將汙水(shuǐ)中的有害鹽分、有機物等從水中分(fèn)離(lí)出來的新興技術,其技術的關鍵是反滲透膜,反滲透膜是一種具有(yǒu)選擇透過性的高分子膜材料(liào),它對汙水中的不同成分具有不同(tóng)的滲透速率,其中水分子對膜的穿透速率(lǜ)較高,而可溶性鹽和其他一些(xiē)分子量較大(dà)的有機物對膜的滲透速率較低,從而實現(xiàn)了雜質與純水的滲透分離。
2 反滲透水(shuǐ)處理的工藝流程 在進行反滲透處理之前,必須對汙水(shuǐ)進行預處理,快速除去水(shuǐ)中的不(bú)溶雜(zá)質,以減小後續反滲透工藝中反滲透膜的負擔,降低對反滲透膜的損壞,延長其使(shǐ)用壽命,並提高反滲透水處理的效率。
預處理裝置(zhì)通過一係列操作實現水質的初步改善,它主要由幾下幾部分結構組成:
(1)沉降池。通過向沉澱池中加入聚合氯化鋁等絮凝劑,以及(jí)調整水(shuǐ)體的(de)PH,破壞汙水的膠體(tǐ)環境(jìng),促使一些懸浮雜(zá)質自行沉降下來。 (
2)過(guò)濾器。過(guò)濾(lǜ)器中一般裝有沙石、活性炭等吸(xī)附劑(jì),可以對水中(zhōng)的懸浮雜質進(jìn)行過濾和吸附,使不容雜質進一步減(jiǎn)少。
(3)去COD氧化池(chí)。氧化池(chí)可以氧化水中的還(hái)原(yuán)性(xìng)雜質,特別是一些有機雜(zá)質,從而降低水的COD,防(fáng)止(zhǐ)有機物對反滲(shèn)透膜造成堵塞。
(4)UF微濾係統(tǒng)。UF係統的核心元(yuán)件是UF微濾膜,這(zhè)是一種表麵遍布微(wēi)小細孔的(de)滲(shèn)透(tòu)膜,但不同於反滲透膜(mó),它的孔徑相對要大一些,隻能攔截(jié)水中的微小不容雜質(zhì),對溶(róng)於水中的雜質沒有過濾效果。 經過預處(chù)理後的水仍然不能(néng)進行(háng)反(fǎn)滲透(tòu)處理,還(hái)需(xū)要用阻垢劑和保安過(guò)濾裝(zhuāng)置進行進一步(bù)的(de)處理,然後便可以用高壓泵送入RO反滲透裝置進行(háng)淨化,通過一係(xì)列的(de)參數調整(zhěng),設置合理(lǐ)的汙水流速和泵(bèng)壓(yā),使純水不斷的過濾出來(lái),而可溶性鹽等雜質不斷累積和濃縮(suō)。為保障正常(cháng)的產水效率和設備的正常運轉(zhuǎn),還(hái)要即時調整泵壓,定期處理濃(nóng)縮鹽水,同時做好膜的清洗工作。反滲透技術處理之後的水在完成PH調節(jiē)等後續操作後就(jiù)達到(dào)了排放標準或生產用(yòng)水標準,可以直接排放或供其他地方循環利用。反滲透技術總的處理流程如圖1所示:
3 反滲透處理過程中常見的問題及其對策 反滲透處理(lǐ)是整個水處(chù)理中的(de)關鍵環節,直接決定產水的水質,它對預處理後的水進行深度過(guò)濾操作,將水中的可溶性雜質等也分(fèn)離出來,從而使汙水真正的得(dé)到淨化。經過反滲透處理後得到的水可以(yǐ)投入鋼廠的生產之中循環利用,大大節省了水資源,同時有效的保護了環境。但是反滲(shèn)透處理係統運行一段時間後容易出現各種問題,影響反滲透係統的(de)持續運行。
其(qí)主要問題有以下兩點:
3.1 濃差極化現象及對策 濃差極化將會帶(dài)來以下幾點不利的影響(xiǎng):一是增(zēng)大滲透(tòu)壓,減小滲透量;二是使膜兩側的濃度差加大,使較多的可溶性鹽滲透到純水一側,降低了純水的水質;三是膜表麵的高濃度雜質容易誘發結(jié)塊,使(shǐ)膜阻塞,不僅增加了膜的洗滌工作,而且(qiě)導致膜的工作性能出現不可逆轉的降低;四是誘(yòu)發膜(mó)表麵的膠體玷汙,因為一些(xiē)膠狀物質對膜的粘附性更(gèng)強,比可溶性鹽分的(de)擴散速率還要慢,久而久(jiǔ)之(zhī)導致膜的表麵被膠體玷汙,降低了滲透效率。針對以(yǐ)上幾點問題,可以(yǐ)采取以下對(duì)策:一是有節製的進行反滲透處理工作,不能忙目的追求效率,要將通水工作量限製在一定(dìng)的範(fàn)圍(wéi)內;二是掌握水的******回收率(lǜ),太低的話影響水處理的效率,太(tài)高的(de)話會增加膜的負荷,最終也會降低水(shuǐ)處理的效率;三是針對膜的材質進行生產和(hé)維護工(gōng)作,每(měi)一種膜因為材質和生產工藝的不同,其使用和保養方麵的注意事項也不同,必須針對性的製(zhì)定生產(chǎn)和(hé)保養計劃。
3.2 膜汙染現象及對策 膜汙染是(shì)指因為(wéi)各種(zhǒng)形式引起的膜(mó)表麵汙濁物質的累積或膜孔徑裏的雜質(zhì)堵(dǔ)塞,它使膜的滲(shèn)透(tòu)通道變小、減少,從而增大了水分子通過的難度,導致膜的滲透性能下降。膜汙染包括(kuò)雜質的沉澱、吸(xī)附以及微生物的附著、滋生,這(zhè)種汙染現象是不可(kě)避免的,隻要膜與汙水接觸就會發生,因此隻(zhī)能盡量延緩膜汙染的進度。目(mù)前主要有以下幾種針對膜汙(wū)染的防範措施:一是加入膜阻垢劑,阻垢劑對晶體的生長有破壞作用,對離子具有較強的螯合作用(yòng),可以結合離子生成(chéng)溶解度較高的螯合物,減(jiǎn)少了離子結晶和沉澱現象的發生,部分阻垢劑還具有促使晶粒分散(sàn)的作用,也(yě)有效的減(jiǎn)少了(le)晶體的生成;二是妥善(shàn)做好膜(mó)的清潔(jié)工(gōng)作,在合適的時間,用合適的藥劑(jì)和(hé)手段對其進行清洗,一般(bān)在發生下列情況時,就可以(yǐ)進行膜的清(qīng)洗工(gōng)作(zuò):
(1)在其他參數正常的情況下,產水量減少(shǎo)了百分之10以上(shàng);
(2)送水泵(bèng)的壓力提高到百分之10以上時才能滿足正常的(de)產水效率;
(3)產水的(de)品質降低百分之10以上,雜質的滲透率增加百分之10以上;
(4)設(shè)備各結構之(zhī)間的壓力差值顯著增大。 根據上(shàng)述參數確定膜的性能出現問題時,就要製定合理的清洗方案(àn),整個過程分為衝刷、浸潤、循環滲透三大步(bù)驟。衝刷過程又可以分為化(huà)學衝刷(shuā)和普通衝刷兩步操作,化學衝刷是通過特(tè)殊藥劑配置的化學衝洗劑與設備上(shàng)的各種雜質反應,從(cóng)而使雜質分解和(hé)除去,而普通衝刷是化學衝刷的補充工作(zuò),可以清除殘(cán)留的化學藥(yào)劑,避免藥劑對膜造(zào)成(chéng)侵蝕。浸(jìn)潤是使(shǐ)膜在清洗液中進行充分的浸泡,既能使膜上的雜質與清洗液(yè)充分反應,又能促(cù)使雜質從膜上(shàng)脫離。循環(huán)操作是使膜與清洗(xǐ)液進行全方位、動態、反複的交觸(chù),通過縱向的滲透和橫向的摩擦,使膜內部的雜質也能得到有效的清洗。通過以上幾種手段的配合使用,可以******程度的恢複膜(mó)的使用性能,並將對膜的損壞控製在最低程度,既提高了水(shuǐ)處理的(de)效率,又降(jiàng)低了水處理(lǐ)的成本,為反滲透水處理的可持續(xù)發(fā)展提供了(le)有力(lì)保障。
4 結語 隨著水緊缺、水汙(wū)染(rǎn)的不斷加重,以及人們環保意識的不(bú)斷增強,國家在汙水處理和排放方(fāng)麵的要求越來(lái)越嚴格,促使企(qǐ)業逐漸加大了對工業水處理的(de)研究和投資力度,催(cuī)生了眾多的水處理技術(shù)和方(fāng)案,反滲透技術便是其中較為成熟和普及的一種方案。而且隨著高分子材料(liào)技術的不斷發展,未來必將研發(fā)出滲透效率更高、使(shǐ)用壽(shòu)命更長的新型反滲透膜,更好(hǎo)的造福於環境和人民。