目前,我國麵臨著(zhe)兩方麵的(de)矛盾:一方麵是水資源(yuán)的(de)過度貧乏,另一方麵鋼鐵工業不斷擴大生產規模,用水量不(bú)斷增加。如何實現對於鋼廠(chǎng)的汙水再利用,減少對於新水的損耗,實現鋼鐵企業的持續健康發展,是當前鋼鐵企業需要解決的重要問題,並且也是保護(hù)我國(guó)環境,造福子孫後代的一件(jiàn)大事。 鋼廠在煉(liàn)鋼、冷卻(què)等操(cāo)作(zuò)中會(huì)產生大量的(de)廢水,在車間地麵(miàn)清洗和職工生產生活中也會生成一定的廢水(shuǐ),這部分汙水的綜合水量較多、水質波動(dòng)範圍大,並且含有較多的懸浮雜質,需要處(chù)理後(hòu)才能排放或循環(huán)利(lì)用。常規的水處理(lǐ)技術隻(zhī)能減少廢水中的不容雜質以及部(bù)分重金(jīn)屬的含量,卻(què)不能滿足更高(gāo)的水質要(yào)求,而反滲透技術可(kě)以取得更好的淨化效果,實現廢水的(de)零汙染排放或循環再利用,這對於水資源緊缺的我國來說,具(jù)有重要的現(xiàn)實意義。 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中的有害鹽分、有機物等(děng)從水中分(fèn)離出來的(de)新興技(jì)術,其技術的關鍵是反滲透膜,反滲透膜是一種具有選擇透過(guò)性(xìng)的高分子膜材料,它對汙水中的不同成分具有不同的滲透速率(lǜ),其中水分(fèn)子對膜的穿(chuān)透速率較高,而可溶性鹽和其他一些(xiē)分子量較(jiào)大的有機(jī)物(wù)對膜的滲透速(sù)率較低,從而實現了雜質與純水的滲透分(fèn)離。
2 反滲透水(shuǐ)處理的工藝流程 在進行反滲(shèn)透處理之前(qián),必須對汙水進行預處(chù)理,快(kuài)速除去(qù)水中的不溶雜質,以減小後續反(fǎn)滲透工藝中反滲透膜的負(fù)擔(dān),降低(dī)對反(fǎn)滲(shèn)透膜的損(sǔn)壞,延長其(qí)使(shǐ)用壽命,並提高反滲透水處理的效(xiào)率。
預處(chù)理裝置通過一係列(liè)操作實現(xiàn)水質的初步改善,它主要由(yóu)幾(jǐ)下幾(jǐ)部分結構組成:
(1)沉降池(chí)。通過向沉澱池中加入(rù)聚合氯化鋁等絮凝劑,以及調整水體的PH,破壞汙水的膠體環境,促使一些懸浮(fú)雜(zá)質自行沉降下來(lái)。 (
2)過濾器(qì)。過濾器中一般裝有沙石、活(huó)性(xìng)炭等吸附劑,可以對水(shuǐ)中的懸浮雜質進行過濾和吸附,使不容雜質進一步減少。
(3)去COD氧化池。氧(yǎng)化池可以氧化水中的還原性雜質,特別是一些有機雜(zá)質,從而降低水的COD,防止(zhǐ)有機物對反(fǎn)滲透膜造(zào)成堵塞。
(4)UF微濾係統。UF係統的核心元件是UF微濾膜,這是一種表麵遍布微小(xiǎo)細孔的滲透膜,但不同於反滲透(tòu)膜,它的孔徑相對要大一些,隻(zhī)能攔截(jié)水中的微小不容雜質,對溶於水中的雜質沒有過濾效(xiào)果。 經過預(yù)處理(lǐ)後的水仍然不能進行反滲透處理(lǐ),還需要用阻垢劑(jì)和保安過濾裝置進行(háng)進一(yī)步的處理,然後便可以用高(gāo)壓(yā)泵送入RO反滲透裝置進行淨化,通過一係列的參數(shù)調整,設置合理的汙水流速和泵壓,使純水不斷的過濾出來,而可溶性鹽等雜質不斷累積和濃縮。為保障正常的產水(shuǐ)效率和設備的正常運轉,還要即時調整泵壓,定期處理濃縮(suō)鹽水,同(tóng)時做好膜的(de)清洗工作。反滲透技(jì)術(shù)處理之後的水在完成PH調節等後續操作(zuò)後就達到了排放標準或生產用水標(biāo)準,可以直接排放或供其他(tā)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(chéng)中常見的問題及其對策 反滲透處理是整個水處理中(zhōng)的關(guān)鍵環節,直接決定產水的(de)水質,它對(duì)預處理後的水進行深度過(guò)濾操作(zuò),將水中的可溶性雜質等也分離出來,從而使汙水真正的得到(dào)淨化。經過反滲透處理後得到的水可以投入鋼廠的生產之中循環利用,大大(dà)節省了水資源,同(tóng)時有效的(de)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(zhǒng)問題,影響反滲透係統的持續運行(háng)。
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(jí)化將會帶(dài)來以下幾點不利的影響:一是增大滲(shèn)透壓,減小滲透量;二(èr)是(shì)使(shǐ)膜兩側的濃度差加大,使較多的可溶性(xìng)鹽滲透到純水一側,降低了純水的水質;三是(shì)膜表麵的高濃(nóng)度雜(zá)質容易誘發結塊,使膜阻塞,不僅增加了膜的洗滌工作,而(ér)且(qiě)導致膜的工作性能出現不可逆轉的降低;四是誘發膜表麵的膠體玷汙,因(yīn)為(wéi)一些膠狀物質對膜的粘附性更強,比可溶性鹽分的擴散速率還要慢,久而久之導致膜的表麵被膠體玷汙,降低了滲(shèn)透(tòu)效率(lǜ)。針(zhēn)對以上幾(jǐ)點問題,可以采取以下對策: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(zhì)在一定(dìng)的(de)範圍內;二是掌(zhǎng)握(wò)水的******回收率,太低的(de)話影響水處理的效率,太高的話會增(zēng)加膜(mó)的負(fù)荷,最終也會降低水處理的效率;三是針對膜的材質進行(háng)生產(chǎn)和維護工作,每(měi)一種膜因為材質和生產工藝的不同,其使用(yòng)和保養方麵的注意(yì)事項也不同,必須針對性的(de)製定生產和保養計劃。
3.2 膜汙染現象及對策 膜汙染是指因為各種形式引起的膜表麵汙濁物質的累積或(huò)膜孔徑(jìng)裏的雜質堵塞,它使膜的滲透通道變小、減少,從而增大(dà)了水(shuǐ)分子通過的難(nán)度,導致膜的滲透性(xìng)能(néng)下降(jiàng)。膜汙染包括雜質的沉澱、吸附以(yǐ)及微生物的附著、滋生,這種汙染現象是不可避免的,隻要膜與汙水接觸就會(huì)發生,因此隻能盡量延緩(huǎn)膜汙染的進度。目前主要有以下幾種針對膜汙染的防範措施:一是加入膜阻(zǔ)垢劑(jì),阻垢劑對晶體的生長有破壞作用,對離子具有較(jiào)強(qiáng)的螯合作用,可以結(jié)合離子生成(chéng)溶解度較高(gāo)的螯合物,減(jiǎn)少了離子結晶和沉澱現象的發生,部(bù)分阻垢劑還具有促使晶粒分散的作用,也有效的減少了晶體的生(shēng)成;二是妥善做好膜的清潔工作,在合適的時間,用合適的藥劑和手段對(duì)其進行清洗(xǐ),一般在發生下列情況時,就可(kě)以進行膜的清(qīng)洗工作(zuò):
(1)在其他參數正常的情況下,產水量減少了百分之10以上;
(2)送水泵的壓力提高到百分之10以上時才能滿足正常的產水效率;
(3)產水(shuǐ)的品質降低(dī)百分之10以上,雜質的滲(shèn)透率增加百分之10以上;
(4)設備各結構之間的壓力差值顯(xiǎn)著增大。 根據上述參數確(què)定膜的性能出現問題時(shí),就要製定合理的(de)清洗方案,整個過程分為衝刷、浸潤、循環滲透三大步驟。衝刷過(guò)程又可以分為化學衝刷和普通衝(chōng)刷兩(liǎng)步操作,化學衝刷是通過特殊(shū)藥劑配置的化學衝洗劑與設備上的各種雜質反應(yīng),從而使雜質分解和除去,而普通衝刷是化學衝刷的補充工(gōng)作,可以清除殘留的化學藥劑(jì),避(bì)免藥劑對膜造成侵蝕。浸潤是使膜在清洗液中(zhōng)進行(háng)充分的浸泡,既能使膜上(shàng)的雜質與清洗液充分反應,又能促使雜質從膜上脫離。循環操作是使膜與清洗液進行全方位、動態、反複的交觸,通過縱向的滲(shèn)透和橫向的摩擦,使膜內部的雜質也能得到(dào)有效的清洗。通過以上幾種手段的配合使用,可以******程度的恢複膜的使用性能,並將(jiāng)對膜的損壞(huài)控製在最低程度,既提高了水處理的效率,又降低了水處理的(de)成本,為反滲透水處理的可(kě)持續發展提供了有力保障。
4 結語 隨著水緊缺、水汙染(rǎn)的不斷加重(chóng),以及人(rén)們環(huán)保意識的不斷增強,國(guó)家在汙水處理(lǐ)和排放方麵的要求越來越嚴(yán)格,促使企業逐漸加大了對(duì)工業水處理的研究和投資力度,催生了眾多的水處理技術和方案,反滲透技術便是(shì)其中較為成熟和普及的一種方案。而且隨著高分子材料技術(shù)的不斷(duàn)發展,未來必將研(yán)發出滲透效率(lǜ)更高、使用壽命(mìng)更長的新型反(fǎn)滲透膜,更好的造(zào)福於環境和人民。