和悅

摘 要：隨著國(guó)家工業(yè)化程度提高，工業(yè)廢水的排放量呈上升趨勢(shì)。對(duì)于環(huán)境的危害和對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約都成為工業(yè)發(fā)展帶給GDP增長(zhǎng)的“負(fù)效應(yīng)”。面對(duì)這樣的嚴(yán)峻態(tài)勢(shì)，污水深度處理回用，實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”就擺在了迫在眉睫的地步。本文主要研究在應(yīng)用中較為推崇的反滲透脫鹽技術(shù)，重點(diǎn)涉及當(dāng)前提高反滲透系統(tǒng)回收率的方法，HERO工藝和CMLZD工藝，結(jié)合蒸發(fā)和結(jié)晶作為最終處理技術(shù)，以達(dá)到工業(yè)廢水零排放的要求。

關(guān)鍵詞：零排放 反滲透 HERO CMLZD

中圖分類(lèi)號(hào)：X781.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（c）-0132-02

隨著國(guó)家工業(yè)化程度的提高，工業(yè)廢水的排放量呈逐年上升趨勢(shì)。對(duì)于環(huán)境的危害和對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約都成為工業(yè)發(fā)展帶給GDP增長(zhǎng)的“負(fù)效應(yīng)”。面對(duì)這樣嚴(yán)峻的態(tài)勢(shì)，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)對(duì)某些地區(qū)的工礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)了廢水零排放舉措。

1 工業(yè)廢水的特點(diǎn)分析

要實(shí)現(xiàn)污水回用，首先需確定回用水水質(zhì)，包括水質(zhì)、水量，在此基礎(chǔ)上考慮回用工藝的可行性，以及投資、運(yùn)行費(fèi)用及設(shè)備維護(hù)等因素，采用最佳的處理方案確保系統(tǒng)高效、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，并取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

1.1 污水量大且成分復(fù)雜

工業(yè)污水主要有以下幾點(diǎn)。

（1）RO濃水，特點(diǎn)是硬度高，含鹽量高。

（2）循環(huán)冷卻水的排污水，此類(lèi)污水硬度高，含鹽量高，有較多懸浮物和膠體。

（3）工業(yè)污水，含鹽量高并含有較多的有機(jī)物、微生物、懸浮物和膠體。

（4）生活污水，主要是有機(jī)物、微生物、懸浮物和膠體較多。

1.2 污水處理方案中出現(xiàn)的問(wèn)題

大多數(shù)工業(yè)污水中都含有較高的鹽分，因此，在工業(yè)污水深度處理回用過(guò)程中，需脫除水中的部分或全部鹽分。對(duì)于高含鹽水，傳統(tǒng)的離子交換法不僅處理費(fèi)用高，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，因而，目前在應(yīng)用中較為推崇反滲透脫鹽技術(shù)。

基礎(chǔ)反滲透工藝處理工業(yè)污水時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題如下。

（1）水質(zhì)復(fù)雜，波動(dòng)性大，對(duì)RO膜污堵嚴(yán)重，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行周期短，清洗頻繁，膜壽命縮短，制水能耗增大，產(chǎn)水量下降。

①難溶鹽結(jié)垢，如CaCO3、CaSO4、CaF2、BaSO4、SrSO4、Mg（OH）2、SiO2等。

②有機(jī)物及膠體污堵，包括COD、Fe（OH）3、Fe2O3、Al（OH）3、Al2O3、膠體SiO2等。

③細(xì)菌和微生物粘泥的污染。

（2）RO系統(tǒng)至少25%[1]的濃水排放也是一棘手問(wèn)題。濃水排放率過(guò)高，造成水資源浪費(fèi)，不符合節(jié)能減排的基本國(guó)策。

（3）濃水中過(guò)高的COD和污染物的濃縮常常超過(guò)環(huán)保規(guī)定的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，使得大量RO濃水無(wú)處可排。

2 提高反滲透回收率的方法

2.1 HERO工藝（圖1）

在高效反滲透（HERO）工藝中，RO膜的防垢是通過(guò)預(yù)處理來(lái)去除給水中的硬度、碳酸鹽堿度以及其它結(jié)垢形成物的，而常規(guī)的RO膜的防垢是通過(guò)加藥來(lái)實(shí)現(xiàn)的，零加藥更安全環(huán)保。在進(jìn)入反滲透前用強(qiáng)堿調(diào)pH的步驟最為關(guān)鍵，將pH調(diào)到9[2]以上后，硅的溶解度隨之升高。運(yùn)行時(shí)，濃水中硅的濃度達(dá)到1600～2000 mg/L，而常規(guī)RO的硅極限只有150 mg/L左右。生物污染和有機(jī)物污染也是通過(guò)高pH來(lái)避免的。在高pH運(yùn)行的條件下，細(xì)菌、病毒、孢子和內(nèi)毒素被溶解或皂化，有機(jī)物也能保持溶解狀態(tài)，不會(huì)吸附在膜壁上，而常規(guī)的RO是通過(guò)非氧化性殺菌劑來(lái)抑制，有時(shí)還是不能避免生物污染，需要定期進(jìn)行化學(xué)清洗。

2.2 CMLZD工藝（圖2）

工業(yè)廢水“亞零排放”（CMLZD）工藝，它是根據(jù)水質(zhì)特性將化學(xué)處理與特種膜過(guò)濾和膜分離等水處理技術(shù)有機(jī)組合的集成水處理工藝，使系統(tǒng)回收率達(dá)到95%[3]左右。

（1）錯(cuò)流軟化過(guò)濾（TCMF）預(yù)處理單元，將pH控制在特定堿性范圍內(nèi)，根據(jù)水質(zhì)條件，向反應(yīng)池中投加一定劑量的沉淀劑，使水中各種結(jié)垢性物質(zhì)結(jié)晶析出，但僅形成乳濁液而不沉淀，對(duì)水中其他結(jié)垢性物質(zhì)和污染物有較強(qiáng)吸附和混凝作用。

（2）TCMF膜過(guò)濾單元，經(jīng)特殊膜過(guò)濾去除結(jié)垢性物質(zhì)和污染物，被濾膜截留的物質(zhì)由錯(cuò)流循環(huán)水送回反應(yīng)池，其中的沉淀物被排放。

（3）鹽濃縮反滲透（HCRO）膜分離單元中，RO膜經(jīng)特殊處理，耐超低壓、耐酸堿、抗氧化，控制水的pH在特定的堿性條件下，極大程度降低細(xì)菌微生物的滋生條件，有效克服細(xì)菌微生物和有機(jī)物對(duì)RO膜的污堵。

3 結(jié)論

要達(dá)到工業(yè)廢水“零排放”的目的，就必須對(duì)工業(yè)污水深度處理回用。工業(yè)污水量大、水質(zhì)復(fù)雜，其較高的含鹽量利用反滲透技術(shù)處理較為經(jīng)濟(jì)可行。為提高反滲透的回收率，可以采用HERO工藝合理對(duì)RO進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理，或采用CMLZD工藝將化學(xué)處理與特種膜過(guò)濾和膜分離等技術(shù)有機(jī)結(jié)合，再利用蒸發(fā)或結(jié)晶技術(shù)將殘液處理成固體收集填埋，真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水零排放。

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