目前,我國麵臨著兩方(fāng)麵的矛盾:一方麵是水資源(yuán)的過度貧(pín)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(rú)何實(shí)現對於鋼廠的(de)汙水再利用,減(jiǎn)少對於(yú)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,並且也是保護我(wǒ)國環(huán)境,造福子孫後代的一件大事。 鋼廠在煉鋼(gāng)、冷卻等操作中會產生大(dà)量的廢水,在車間地麵(miàn)清洗和職(zhí)工生產生活(huó)中也會(huì)生成一定的廢水,這部分汙水的綜合水量較多、水質波動範圍大,並且含有較多的(de)懸浮雜質,需要處理後才能排(pái)放或循環利用。常規的水(shuǐ)處理技術隻能減少廢水中(zhōng)的不容(róng)雜質以及部分重金(jīn)屬的含量,卻不能滿足(zú)更高的水質要求,而反滲透技術可以取得更(gèng)好的淨化效果,實現廢水(shuǐ)的零汙染排放(fàng)或循環再利用,這對於水資源(yuán)緊缺的我國來說,具有重要的現實意(yì)義。 1 反滲透技術的原(yuán)理 反滲透(tòu)技術是一種通過反滲透膜將汙水中(zhōng)的有害鹽分、有機物等從(cóng)水中分離出來的新興技術,其技術的關鍵是反(fǎn)滲透膜,反滲透膜是一種具有選擇透過性的高分子膜材料,它對(duì)汙水中的不同成分具有不同的滲透速(sù)率(lǜ),其中水分子對膜的穿透速率較高,而可溶(róng)性鹽和其他一些分(fèn)子量較大的有機物對膜的滲透(tòu)速率較低,從而實現了雜質與純水(shuǐ)的滲透分離。
2 反滲透水處理的工藝(yì)流程 在進行反(fǎn)滲透處理(lǐ)之前,必須對汙水進行預處理,快速除去水中的(de)不溶(róng)雜質,以減小後(hòu)續反滲透工藝中反滲透膜的負擔,降低對反滲透膜的損(sǔn)壞,延長其使用壽命,並提高反滲透水處(chù)理的效率。
預處理裝置(zhì)通過一係列操作實(shí)現水質的初(chū)步改善,它主要由幾下幾部分結構組成:
(1)沉降池(chí)。通過向沉澱(diàn)池中加入聚合氯化鋁等絮凝劑,以及調整水體的PH,破壞汙水(shuǐ)的(de)膠體環境,促使一些懸浮雜質自行沉降下來。 (
2)過濾器(qì)。過濾器(qì)中一般(bān)裝有沙石、活性(xìng)炭等(děng)吸附劑,可以對(duì)水(shuǐ)中的懸浮雜質進行過濾和吸附,使不(bú)容雜質進一步減少。
(3)去COD氧化池。氧化池可以氧化水中的還原性雜質,特別是一些(xiē)有機雜質(zhì),從而(ér)降低水的COD,防止有機物對(duì)反滲透膜造(zào)成堵(dǔ)塞。
(4)UF微濾係(xì)統。UF係統的核心元件是UF微濾膜,這是一(yī)種表麵遍(biàn)布微小細孔的滲透膜,但不同於反滲透膜,它的孔徑相對要大一些,隻能攔截水中(zhōng)的微小不容雜(zá)質,對溶於水中的雜質沒有(yǒu)過濾效果。 經過預處理後的水仍然不(bú)能進行反(fǎn)滲透(tòu)處(chù)理(lǐ),還需要用阻(zǔ)垢劑和保安過濾裝置進行進一步(bù)的處理,然後(hòu)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,設置合理的汙水流速和泵壓,使純水不斷(duàn)的過濾出來,而可溶性鹽等雜質不斷(duàn)累積(jī)和濃縮。為保障正常的產水效率和設備(bèi)的正常運轉,還要即時調整泵壓,定期(qī)處理濃(nóng)縮鹽水,同時做好膜(mó)的清洗工作。反滲透技術處理之後的水在(zài)完成PH調節等(děng)後續操(cāo)作後(hòu)就達到了排放標準或生(shēng)產用水(shuǐ)標準,可以直接排放或供其他地方循環利用。反滲透技術(shù)總的處理流程如圖1所示:
3 反滲透處理(lǐ)過程中常見的(de)問題及其對策 反滲透處理是整個水處理(lǐ)中的關鍵環節,直接決定產水的水質,它對預處理後的水進行深度過濾操作,將水中的可溶性(xìng)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(de)水可以投入鋼(gāng)廠的(de)生(shēng)產之中循環利用,大大(dà)節省了水資源,同時有效的(de)保(bǎo)護了環境(jìng)。但是反滲透(tòu)處理係統運行一(yī)段時間後容(róng)易出現各種問題,影響反滲透係統的持續運行。
其(qí)主要(yào)問(wèn)題有以下(xià)兩(liǎng)點:
3.1 濃差極化現(xiàn)象及對(duì)策 濃差極化將會帶來(lái)以下幾點不利的影響(xiǎng):一是增大滲透壓(yā),減小滲透量;二是使膜兩側的濃度差加大,使較多的(de)可溶性(xìng)鹽滲(shèn)透到純(chún)水一側,降低了純水的水質;三是膜(mó)表麵的高(gāo)濃度雜(zá)質容易誘發結塊,使膜阻(zǔ)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(zhuǎn)的降低;四是(shì)誘發膜表麵的膠體玷汙,因為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(lǜ)還要慢,久而久之導致膜的表麵被膠體(tǐ)玷汙,降低了滲透效率。針對以上幾點問題,可以采取以下對策:一是有節製的進行反(fǎn)滲透處理工作,不能忙目的追求效率,要將通水工作(zuò)量(liàng)限製在一定的範圍內;二是掌握水的******回(huí)收率,太低的話影響水處理的效率,太高的話會增加膜的負荷,最終也會降低水處理的效率;三是針對膜的材質進行生產和(hé)維護工作,每一種膜(mó)因為材質和生(shēng)產工藝的不同,其使用和保養方麵的注意事項也不(bú)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膜孔徑裏的雜質堵塞,它使膜的滲透通道變小、減少,從而增大了(le)水分子通過的(de)難度,導致(zhì)膜的滲透性能下降。膜(mó)汙染包括雜質的沉澱、吸附以及微(wēi)生物的附著、滋生,這種汙染現象是不可避(bì)免的,隻要膜與汙水接觸(chù)就會發生,因此隻(zhī)能盡量延緩膜汙染的進度(dù)。目前(qián)主要有以下(xià)幾種針對膜汙染的防範措施:一是(shì)加入膜阻垢劑,阻垢(gòu)劑對晶體的生長有破壞作(zuò)用,對離子具有較強(qiáng)的螯合作用,可以結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(jù)有促使晶粒分散的作用,也有效的減少了晶體的生成;二是(shì)妥善做好膜的清潔工作,在合適(shì)的時間,用合適的藥劑和手段對其進行清(qīng)洗,一般在發生下列情況時(shí),就可以進行膜的清洗工作:
(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(de)壓力(lì)提高到百(bǎi)分之10以上(shàng)時才能滿足正常的產(chǎn)水效率;
(3)產水的品質降低百分之10以上,雜質的(de)滲透率增加百分之10以上;
(4)設備各結構之間的壓力(lì)差值顯著增大。 根據上述參數確定膜的性能出現問題(tí)時,就要製定合理(lǐ)的清洗方案,整個過程分為衝刷、浸潤、循(xún)環滲透三大步驟。衝刷過程又可以分為化學衝刷和普通衝刷兩步操作,化學衝刷是通過特殊(shū)藥(yào)劑配置的化學(xué)衝洗劑(jì)與設備上的各種雜質反應,從而使雜質分解和除(chú)去,而普通衝刷是化(huà)學衝刷的補充工作,可以清除殘(cán)留的化學藥劑,避免藥劑對膜造成侵蝕。浸潤是使膜在清洗液中進(jìn)行充分的浸(jìn)泡,既(jì)能使膜上的雜質與清洗液充(chōng)分(fèn)反應,又能(néng)促使雜質從膜上脫離(lí)。循環(huán)操作是使膜與清洗液進行全方位、動態、反(fǎn)複的交(jiāo)觸,通過縱向的滲透和橫向的摩擦,使膜內部的雜質也能(néng)得到有效的清洗。通過(guò)以上幾種手段的配合使用,可以******程度的恢複膜的使用性能(néng),並將對膜的損(sǔn)壞控製在最低程度,既提高了水處理的效率,又降低了水處理的成本(běn),為反滲透水處(chù)理的可持續(xù)發展提供(gòng)了有力保障。
4 結語 隨著水緊缺、水汙染的不斷(duàn)加重,以及人們環保意識的不(bú)斷增(zēng)強,國家在汙水處理和排放方麵的要求越來越嚴格,促使企業逐漸加大了(le)對工業水處理(lǐ)的研究和投資力(lì)度,催生了眾多的水處理技術和方案,反滲透技術便是其中較為成熟(shú)和普及的一種方案。而且隨著高分子材(cái)料技術的不斷發展,未來必將研(yán)發(fā)出滲透效率更高、使用壽命更長的新型反滲透膜,更好的造(zào)福於環境和人民。