目前,我(wǒ)國麵臨著兩(liǎng)方麵的矛盾:一方麵是(shì)水(shuǐ)資源的過度貧乏,另一(yī)方麵鋼鐵工業不斷擴大生產規模,用水量不斷增加。如何實(shí)現對於鋼廠的汙水再(zài)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(de)重要問題,並且也是保護我國環境,造福子孫後代(dài)的一件大事。 鋼廠在(zài)煉鋼、冷卻等操作中會產(chǎn)生大(dà)量的廢水,在車間地麵清洗和職工生產生活中(zhōng)也會生(shēng)成一定的廢水,這部分汙水的綜合水量較多、水質波動範圍大,並且含有較多(duō)的懸浮雜質,需要處理後才能(néng)排放或循環利用。常規的水處理技術隻能減少廢水中的不容雜質以及(jí)部分重金屬的含量,卻不能滿足更高的水質要求,而(ér)反滲透技術可以取得更好的淨化效(xiào)果,實現廢水的(de)零汙染排放或循環再利(lì)用,這對於水資源緊缺的我國來說,具有重要的現實意義。 1 反滲透(tòu)技術的原理 反滲透技術是一種通過反滲(shèn)透膜將汙水中的有害鹽分(fèn)、有機物等(děng)從水中分離出來的新興(xìng)技術(shù),其技(jì)術的(de)關鍵是反(fǎn)滲透膜(mó),反滲透(tòu)膜是(shì)一種具有選擇(zé)透過性的高分子膜材料,它(tā)對汙水(shuǐ)中的(de)不同成(chéng)分具有不同的滲(shèn)透速率,其中(zhōng)水分子對膜的穿透速率較高(gāo),而(ér)可溶性鹽和其他一些(xiē)分子量較大的有機物對膜的滲透(tòu)速率較(jiào)低,從而實(shí)現了(le)雜(zá)質與純水的(de)滲透分離。
2 反滲透水處理的工(gōng)藝流程 在進行反滲透處理之(zhī)前,必(bì)須對汙水進行預處理,快速除去水中的不溶雜質,以減小後續反滲透工(gōng)藝(yì)中反滲透(tòu)膜的負擔,降低對反滲透膜的損壞,延長(zhǎng)其使用壽命,並提高反滲透水處理(lǐ)的效率(lǜ)。
預處(chù)理裝置(zhì)通(tōng)過一係列操作實現水(shuǐ)質的初步改善,它主(zhǔ)要(yào)由幾下幾部分結構組成:
(1)沉降池。通過向(xiàng)沉澱池中加入聚合氯化鋁等絮凝劑,以及調整水(shuǐ)體的PH,破壞(huài)汙水的膠體環境,促使一些懸浮雜質自行(háng)沉降下來。 (
2)過濾(lǜ)器。過濾器中一般裝有沙石、活性炭等吸附劑,可以對水中的懸浮雜質進行(háng)過濾和吸附,使不容雜質進一步減少(shǎo)。
(3)去COD氧化(huà)池。氧(yǎng)化池可以氧化水中的還原性雜質,特別是一些有機雜質,從而降低(dī)水的(de)COD,防止有機物對反滲透膜造成堵塞。
(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細孔的滲透膜,但不同於反滲透膜,它(tā)的孔徑相對要大一些,隻能攔截水中的微(wēi)小不容雜質,對溶於(yú)水中的雜質沒有過濾效果。 經過預處理(lǐ)後的水仍然不能進行反滲透處理,還需要用阻垢劑和保(bǎo)安過濾裝置進行進一步(bù)的(de)處(chù)理,然(rán)後便可以用高壓泵(bèng)送入RO反滲透裝置進行淨化,通過一係列的參數調整,設置合理(lǐ)的汙水流速和泵壓,使純水不斷的過濾出來,而可溶性(xìng)鹽等雜質不斷累積和濃縮。為保障(zhàng)正常的產水(shuǐ)效率和設備的正常運轉,還要即時調整泵壓,定期處理濃縮鹽水,同時做(zuò)好膜的清洗工作。反滲透技術處理之後的水(shuǐ)在完(wán)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準,可以直接排放或供其他地方循環利(lì)用。反滲透技術總(zǒng)的處理流程如(rú)圖1所示:
3 反滲透處理過程中常見的問題及其(qí)對策 反滲透處理是整個水處理中的關鍵環節,直接決定產水(shuǐ)的水質,它對(duì)預處理後的水進行(háng)深度過濾操作,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淨化。經過反滲透處(chù)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(shěng)了水資源,同時有效的保護了環境。但是反滲透處理(lǐ)係統運行一段時間後容易出現(xiàn)各種問題,影響反滲透係統的持續運行(háng)。
其主要問題(tí)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(lái)以(yǐ)下幾點不利(lì)的影(yǐng)響:一是增大滲透壓(yā),減小滲透(tòu)量;二是使(shǐ)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塊,使膜阻(zǔ)塞,不(bú)僅增加了膜的洗(xǐ)滌工作(zuò),而(ér)且(qiě)導致膜的工(gōng)作性能出現不可逆(nì)轉的降低;四是誘發膜表麵的膠體玷汙(wū),因為一些膠狀(zhuàng)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,降低了滲透效率。針對以上幾點問題,可以采取以下對(duì)策:一是有節(jiē)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的範圍內;二是(shì)掌握水(shuǐ)的******回收(shōu)率,太低的話影響水處理的效率,太(tài)高的話會增加膜的負荷,最終也會降低水(shuǐ)處(chù)理的效率;三是針對膜的材質進行生產和維護工作,每一種(zhǒng)膜因為材質和生產(chǎn)工藝的不(bú)同,其使用和保養方麵的注意事項也(yě)不同(tóng),必須針對性的製定生產和保養計劃(huá)。
3.2 膜汙染現象及對策(cè) 膜汙染是指因為(wéi)各種形式引起(qǐ)的膜表麵汙(wū)濁物質的累積或膜孔徑裏的雜(zá)質堵塞,它使膜的滲透通道變小、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。膜汙染包括雜質的沉澱(diàn)、吸(xī)附以及微生(shēng)物的附著、滋生,這(zhè)種汙染現(xiàn)象是不可避免的,隻要膜與汙水接觸就會發生,因此隻能盡量延緩膜汙染的進度。目前主要(yào)有(yǒu)以下幾種針對膜(mó)汙染的防範措施(shī):一是加入膜阻垢(gòu)劑,阻垢劑對(duì)晶體的生長有破壞作用(yòng),對離子(zǐ)具有較強的(de)螯合作用(yòng),可以結(jié)合離子生成溶解度較高的螯合物,減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的作用,也有效的減少(shǎo)了晶體的生成;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(hé)手(shǒu)段對(duì)其進行清洗,一般在發生下列情況時,就可以進行膜的清洗工(gōng)作:
(1)在其他參數正常的情況下(xià),產水量減少了百(bǎi)分(fèn)之10以上;
(2)送水泵的壓力提高到百(bǎi)分之10以上(shàng)時才(cái)能滿足正常的產水效率;
(3)產水的品質降低百(bǎi)分(fèn)之10以(yǐ)上(shàng),雜質的滲透率增加百分之10以上;
(4)設備各結構之間的壓力差值顯著增大。 根(gēn)據上述參數確定膜的(de)性(xìng)能出現問(wèn)題時,就要製定合理的清洗方案,整個過程分為衝刷(shuā)、浸潤(rùn)、循環滲透三大步驟。衝刷過(guò)程又可以分為(wéi)化學衝刷和(hé)普通衝刷兩步操作,化學衝刷是通過特殊藥劑配置的化學衝洗劑與設備上的各(gè)種雜質(zhì)反應,從而使雜質分解和除去(qù),而普(pǔ)通衝刷是化學衝刷的補充工作(zuò),可以清除殘留的化學(xué)藥劑,避免藥劑對膜(mó)造成侵蝕。浸潤是使膜在清洗液中進行充分的浸泡,既能使(shǐ)膜上的雜質與清洗液充分(fèn)反應,又能促使雜質從(cóng)膜上(shàng)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(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(qīng)洗。通過以上幾種手段的配合使用(yòng),可以******程度(dù)的恢複膜的使用性能,並將對膜的損壞控製(zhì)在最低程度(dù),既提高了水(shuǐ)處理的效率,又降低了水處理的成本,為反滲透水(shuǐ)處理的可持續發展提供了有力保障。
4 結語 隨(suí)著(zhe)水緊缺、水汙染(rǎn)的不斷(duàn)加重,以及人們環保意識的不斷(duàn)增強,國家在汙水處理和排放方麵的要(yào)求越來越嚴格,促使企(qǐ)業逐漸加大(dà)了對工業水(shuǐ)處理的(de)研究和投(tóu)資力度,催生了眾多的水處理(lǐ)技術和方(fāng)案,反滲(shèn)透技術便是其中較為(wéi)成熟和普(pǔ)及的(de)一種方案(àn)。而且隨著高分子材料技術的不斷發展,未來必將(jiāng)研發出滲透效率更高、使用壽命更長的新型反滲透(tòu)膜,更好的(de)造(zào)福於環境和(hé)人民。