張宏斌

（陽(yáng)原縣水務(wù)局，河北 陽(yáng)原 075800）

引言

眾所周知，任何一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都離不開對(duì)水資源的消耗，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)的廢水排放總量高達(dá)5 000 多億t，嚴(yán)重制約了生態(tài)環(huán)境的發(fā)展，這其中排放量大且處理難度高的濃鹽水處理工藝更成為了研究重點(diǎn)?；诖吮尘跋?，在20 世紀(jì)60 年代，反滲透治理工藝開始出現(xiàn)。這項(xiàng)技術(shù)作為一門全新的膜分離技術(shù)，不僅擁有著其他膜分離技術(shù)的不同功能，同時(shí)由于其技術(shù)中超高的脫鹽率且運(yùn)行狀態(tài)十分穩(wěn)定，在目前的反滲透濃鹽水處理中得到了較為廣泛的應(yīng)用，且發(fā)展前景十分廣泛。

1 反滲透技術(shù)的原理

滲透現(xiàn)象作為大眾日常生活中最常見的一種現(xiàn)象，早在十八世紀(jì)就有科學(xué)家針對(duì)滲透現(xiàn)象做了相關(guān)的研究。根據(jù)相關(guān)資料顯示，在當(dāng)時(shí)一個(gè)法國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)豬的膀胱內(nèi)水可以擴(kuò)散的形式進(jìn)入到酒精溶液當(dāng)中。這也就說明，在溶液進(jìn)行滲透的過程當(dāng)中需要通過兩種不同形式溶液的相互作用力，且在不受到外力作用的條件下，一種溶液通過滲透進(jìn)入到另一種溶液中的過程?；诖吮尘跋?，這種由于溶液推動(dòng)力本身而形成的壓力差值也被稱之為滲透壓。當(dāng)滲透壓力與對(duì)溶液的施加壓力兩者處于平衡的狀態(tài)時(shí)，那么兩種溶液便會(huì)維持一個(gè)穩(wěn)定態(tài)勢(shì)，不會(huì)發(fā)生移動(dòng)；但是如果所施加得壓力比自身滲透壓力大時(shí)，那么兩種溶液就不再維持穩(wěn)定態(tài)勢(shì)，會(huì)朝著對(duì)方的方向而移動(dòng)，出現(xiàn)滲透方向的改變。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，反滲透技術(shù)的應(yīng)用作為典型的水處理技術(shù)代表，不僅擁有著非常高效的特性和優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，由于反滲透技術(shù)材料來源簡(jiǎn)單、制作成本低且具備良好的高溫性能特點(diǎn)，該技術(shù)也非常適用于濃鹽水的處理當(dāng)中，在未來的發(fā)展前景必將十分廣泛。

2 反滲透技術(shù)的應(yīng)用

在20 世紀(jì)60 年代后期，一部分研究者開始利用反滲透技術(shù)將工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到針對(duì)環(huán)保水處理當(dāng)中，在現(xiàn)代社會(huì)的廢水處理技術(shù)中已經(jīng)成為一種成熟性技術(shù)手段。這也是由于在反滲透技術(shù)的應(yīng)用過程中，整個(gè)工藝在操作上不涉及難度較大的流程、整體耐高溫性能較為穩(wěn)定，且能源消耗水平較低，不容易發(fā)生相變的情況。同時(shí)，根據(jù)反滲透技術(shù)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，在后續(xù)的環(huán)保水處理技術(shù)當(dāng)中也有效穩(wěn)定了水質(zhì)，在控制水質(zhì)酸堿直的同時(shí)節(jié)約技術(shù)成本，在很多城市廢水的處理上的應(yīng)用更為廣泛。但值得注意的是，在反滲透技術(shù)中的滲透壓強(qiáng)度以及水質(zhì)特點(diǎn)發(fā)展的差異性，對(duì)于一些復(fù)雜、多樣化的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)來說，在反滲透技術(shù)的要求上也會(huì)隨之而升高。假設(shè)在處理環(huán)保水的過程當(dāng)中，某樣水質(zhì)卻含有大量的無(wú)機(jī)鹽物質(zhì)，這時(shí)為了保障反滲透技術(shù)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)就會(huì)首先對(duì)水質(zhì)進(jìn)行預(yù)備處理，減輕水質(zhì)中的雜物對(duì)滲透膜的損害程度，進(jìn)而提高反滲透裝置的利用效率。例如，利用活性炭對(duì)水質(zhì)中的雜質(zhì)進(jìn)行吸附作用等等。

3 反滲透濃鹽水的處理工藝

3.1 高級(jí)氧化工藝

高級(jí)氧化工藝的發(fā)展優(yōu)勢(shì)就在于它能夠?qū)σ恍┯袡C(jī)污染物或工業(yè)廢水的處理上進(jìn)行有效應(yīng)用，在改善水質(zhì)、提高水質(zhì)可生化性的作用上十分顯著，且由于其二次污染程度較低的特點(diǎn)，在近年來我國(guó)廢水處理方面做出了重要貢獻(xiàn)。那么，該項(xiàng)工藝的利用原理就是使用紫外光與催化劑在水處理環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的活性自由基分解的方式，將水中的雜質(zhì)逐漸氧化為二氧化碳和水，其氧化還原電位越高，說明其氧性能越為突出。其次，高級(jí)氧化工藝能夠得到廣泛應(yīng)用的原因除了可以產(chǎn)生活性自由基以外，還可以起到直接氧化作用來對(duì)污水中的COD 值進(jìn)行降低且整個(gè)過程十分迅速高效，能夠在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到處理目標(biāo)且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何影響。例如，在高級(jí)氧化工藝中臭氧氧化法的利用，這種方法對(duì)改善水質(zhì)的速度極快且適用范圍較為廣泛。在利用反滲透技術(shù)對(duì)濃鹽水進(jìn)行處理的環(huán)節(jié)當(dāng)中，一些反應(yīng)速度較大的有機(jī)物會(huì)直接進(jìn)行臭氧氧化反應(yīng)，提高水質(zhì)的可生化性能。但值得注意的是，由于該項(xiàng)技術(shù)的使用成本較高且容易出現(xiàn)有機(jī)物分解狀況，如何加強(qiáng)該技術(shù)的應(yīng)用也成為當(dāng)前反滲透技術(shù)的研究重點(diǎn)。

3.2 物理化學(xué)工藝

在反滲透技術(shù)的物理化學(xué)處理方法中，包含了兩種類型的處理手段，即吸附法和混凝沉淀法[1]。首先，從吸附法的利用角度來說，這種方法主要是利用反滲透技術(shù)多空結(jié)構(gòu)中的固體吸附劑來對(duì)水質(zhì)中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行吸附，進(jìn)而達(dá)到去除有機(jī)物的作用。注意：在水質(zhì)中的不溶解物質(zhì)可以直接利用不同的混凝劑進(jìn)行雜質(zhì)去除，根據(jù)不同處理要求來決定。同時(shí)，由于在水質(zhì)中的膠體表面存在一定電荷作用，當(dāng)其外層被水分子進(jìn)行包圍以后也可以實(shí)現(xiàn)膠體之間的不可觸作用，在水溶解中保持較為穩(wěn)定的狀態(tài)。如果是在濃鹽水中利用混凝沉淀法，那么這類細(xì)小的膠體就會(huì)利用相互作用力的方式來轉(zhuǎn)變?yōu)檩^大的膠體，最終發(fā)生沉淀，起到一定的水質(zhì)凈化作用。

3.3 生物處理工藝

反滲透技術(shù)中的生物處理工藝是利用有機(jī)物在發(fā)生氧化分解反應(yīng)時(shí)，將蛋白質(zhì)和碳水化合物質(zhì)進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化，一些細(xì)小分子的有機(jī)物質(zhì)也會(huì)在進(jìn)入細(xì)胞壁以后通過分解氧化后，以二氧化碳的形式進(jìn)行排除。有很多的微生物它們最大的特點(diǎn)就在于其在無(wú)氧還是有氧的情況下都能進(jìn)行正常的運(yùn)動(dòng)，所以在反滲透技術(shù)的應(yīng)用上，可以將生物處理工藝應(yīng)用在一些濃度較低的鹽水當(dāng)中。其次，以生物膜的角度來看，目前曝氣生物濾池[2]發(fā)展的先進(jìn)性十分突出，其生物反應(yīng)器在填充了一定的載體以后，污水和氧氣就會(huì)從反應(yīng)器的底部進(jìn)行過濾，通過對(duì)生物膜的接觸以后可以直接吸附在膜上，令污水得到凈化。

4 反滲透濃鹽水的處理案例

4.1 案例分析

某公司在反滲透濃鹽水處理裝置的利用當(dāng)中，將其進(jìn)水量設(shè)定為200 m3/h，外排濃鹽水量為75 m3/h。但在實(shí)際的污水處理階段中，進(jìn)水量只能達(dá)到150 m3/h，且外排濃鹽水量也只有65 m3/h。從反滲透技術(shù)的應(yīng)用角度來說，可以將濃酸水裝置的排水設(shè)置為100 m3/h，以此來滿足進(jìn)水量以及排水量的發(fā)展趨勢(shì)。

4.2 處理過程

首先，可以在廢水進(jìn)入酸堿綜合步驟之前，對(duì)其進(jìn)行預(yù)備處理，首先對(duì)水質(zhì)進(jìn)行酸堿度的檢測(cè)，讓后根據(jù)水質(zhì)的酸堿度不同來對(duì)其加入適當(dāng)?shù)乃釅A水，讓其pH 值維持在7 左右，這樣是為了保證送入到調(diào)節(jié)罐當(dāng)中的酸堿水是同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的。在反滲透濃鹽水裝置系統(tǒng)的利用當(dāng)中，其余壓會(huì)對(duì)酸堿水進(jìn)行充分調(diào)節(jié)并加熱，在將出水自動(dòng)里流出到澄清池當(dāng)中。待經(jīng)過澄清池進(jìn)行過濾后才能進(jìn)入吸水井內(nèi)。

其次，在臭氧氧化技術(shù)的作用下污水會(huì)通過與臭氧的接觸之后直接進(jìn)行氧化作用。其中大量有機(jī)物分子會(huì)逐漸變?yōu)樾》肿佑袡C(jī)物再進(jìn)行水質(zhì)生化反應(yīng)。其中的氧化塔在出自流后，污水會(huì)自動(dòng)進(jìn)入吹脫池內(nèi)，在吹脫池內(nèi)部的臭氧釋放器裝置會(huì)在最短的時(shí)間內(nèi)將剩余的臭氧進(jìn)行處理。

最后，經(jīng)過吹脫池進(jìn)行處理之后就可以進(jìn)入反應(yīng)池當(dāng)中，并利用上文中所說的生物處理工藝中的生物膜技術(shù)讓填料[3]懸浮在污水當(dāng)中，充分發(fā)揮生物處理工藝的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水中有機(jī)物的降解。在污水經(jīng)過最終處理后也會(huì)通過檢驗(yàn)進(jìn)行排除，如果檢驗(yàn)合格則外排，反之則重新進(jìn)入氧化塔進(jìn)行滲透處理。

4.3 成本計(jì)算

在進(jìn)行反滲透濃酸水的處理過程中，針對(duì)不同的狀態(tài)的濃酸水應(yīng)該采取相應(yīng)的滲透技術(shù)，與此同時(shí)我們應(yīng)當(dāng)注意在處理過程中其成本的消耗狀態(tài)，通過對(duì)成本的把控來節(jié)省成本支出。例如在對(duì)臭氧進(jìn)行氧化這一模塊當(dāng)中，如果該水質(zhì)不需要對(duì)pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)的話，那么也將不存在對(duì)酸堿溶液的成本消耗。所以在此基礎(chǔ)上將其納入到反滲透濃酸水處理裝置成本核算當(dāng)中。

5 結(jié)論

綜上所述，針對(duì)在水利工程中的反滲透濃鹽水技術(shù)研究十分重要，保障其處理工藝的流暢性以及完善性，不僅能夠改善當(dāng)前工業(yè)廢水污染的現(xiàn)狀，提高廢水水質(zhì)的可生化性能，同時(shí)也能滿足當(dāng)今時(shí)代背景下節(jié)能減排的發(fā)展要求。對(duì)此，為了進(jìn)一步保障反滲透裝置的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，滿足污水的二次利用要求，還需要在今后的實(shí)生產(chǎn)時(shí)間環(huán)節(jié)當(dāng)中，時(shí)刻觀察濃鹽水裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，關(guān)注外排指標(biāo)與反滲透技術(shù)應(yīng)用中的關(guān)聯(lián)。要求相關(guān)人員對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢測(cè)，加大監(jiān)管力度，以此來不斷加強(qiáng)對(duì)污水生化性能的改善。