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反滲透技術(shù)在鋼廠水處理中的應(yīng)用

目前,我國(guó)面臨著兩方面的矛盾:一方面是水資源的過(guò)度貧乏,另一方面鋼鐵工業(yè)不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,用水量不斷增加。如何實(shí)現(xiàn)對(duì)于鋼廠的污水再利用,減少對(duì)于新水的損耗,實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展,是當(dāng)前鋼鐵企業(yè)需要解決的重要問(wèn)題,并且也是保護(hù)我國(guó)環(huán)境,造福子孫后代的一件大事。 鋼廠在煉鋼、冷卻等操作中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水,在車間地面清洗和職工生產(chǎn)生活中也會(huì)生成一定的廢水,這部分污水的綜合水量較多、水質(zhì)波動(dòng)范圍大,并且含有較多的懸浮雜質(zhì),需要處理后才能排放或循環(huán)利用。常規(guī)的水處理技術(shù)只能減少?gòu)U水中的不容雜質(zhì)以及部分重金屬的含量,卻不能滿足更高的水質(zhì)要求,而反滲透技術(shù)可以取得更好的凈化效果,實(shí)現(xiàn)廢水的零污染排放或循環(huán)再利用,這對(duì)于水資源緊缺的我國(guó)來(lái)說(shuō),具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 1 反滲透技術(shù)的原理 反滲透技術(shù)是一種通過(guò)反滲透膜將污水中的有害鹽分、有機(jī)物等從水中分離出來(lái)的新興技術(shù),其技術(shù)的關(guān)鍵是反滲透膜,反滲透膜是一種具有選擇透過(guò)性的高分子膜材料,它對(duì)污水中的不同成分具有不同的滲透速率,其中水分子對(duì)膜的穿透速率較高,而可溶性鹽和其他一些分子量較大的有機(jī)物對(duì)膜的滲透速率較低,從而實(shí)現(xiàn)了雜質(zhì)與純水的滲透分離。?

2 反滲透水處理的工藝流程 在進(jìn)行反滲透處理之前,必須對(duì)污水進(jìn)行預(yù)處理,快速除去水中的不溶雜質(zhì),以減小后續(xù)反滲透工藝中反滲透膜的負(fù)擔(dān),降低對(duì)反滲透膜的損壞,延長(zhǎng)其使用壽命,并提高反滲透水處理的效率。

預(yù)處理裝置通過(guò)一系列操作實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的初步改善,它主要由幾下幾部分結(jié)構(gòu)組成:?

(1)沉降池。通過(guò)向沉淀池中加入聚合氯化鋁等絮凝劑,以及調(diào)整水體的PH,破壞污水的膠體環(huán)境,促使一些懸浮雜質(zhì)自行沉降下來(lái)。 (

2)過(guò)濾器。過(guò)濾器中一般裝有沙石、活性炭等吸附劑,可以對(duì)水中的懸浮雜質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾和吸附,使不容雜質(zhì)進(jìn)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(zhì),特別是一些有機(jī)雜質(zhì),從而降低水的COD,防止有機(jī)物對(duì)反滲透膜造成堵塞。?

(4)UF微濾系統(tǒng)。UF系統(tǒng)的核心元件是UF微濾膜,這是一種表面遍布微小細(xì)孔的滲透膜,但不同于反滲透膜,它的孔徑相對(duì)要大一些,只能攔截水中的微小不容雜質(zhì),對(duì)溶于水中的雜質(zhì)沒有過(guò)濾效果。 經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的水仍然不能進(jìn)行反滲透處理,還需要用阻垢劑和保安過(guò)濾裝置進(jìn)行進(jìn)一步的處理,然后便可以用高壓泵送入RO反滲透裝置進(jìn)行凈化,通過(guò)一系列的參數(shù)調(diào)整,設(shè)置合理的污水流速和泵壓,使純水不斷的過(guò)濾出來(lái),而可溶性鹽等雜質(zhì)不斷累積和濃縮。為保障正常的產(chǎn)水效率和設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn),還要即時(shí)調(diào)整泵壓,定期處理濃縮鹽水,同時(shí)做好膜的清洗工作。反滲透技術(shù)處理之后的水在完成PH調(diào)節(jié)等后續(xù)操作后就達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)或生產(chǎn)用水標(biāo)準(zhǔn),可以直接排放或供其他地方循環(huán)利用。反滲透技術(shù)總的處理流程如圖1所示:

?3 反滲透處理過(guò)程中常見的問(wèn)題及其對(duì)策 反滲透處理是整個(gè)水處理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),直接決定產(chǎn)水的水質(zhì),它對(duì)預(yù)處理后的水進(jìn)行深度過(guò)濾操作,將水中的可溶性雜質(zhì)等也分離出來(lái),從而使污水真正的得到凈化。經(jīng)過(guò)反滲透處理后得到的水可以投入鋼廠的生產(chǎn)之中循環(huán)利用,大大節(jié)省了水資源,同時(shí)有效的保護(hù)了環(huán)境。但是反滲透處理系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后容易出現(xiàn)各種問(wèn)題,影響反滲透系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行。

其主要問(wèn)題有以下兩點(diǎn):?

3.1 濃差極化現(xiàn)象及對(duì)策 濃差極化將會(huì)帶來(lái)以下幾點(diǎn)不利的影響:一是增大滲透壓,減小滲透量;二是使膜兩側(cè)的濃度差加大,使較多的可溶性鹽滲透到純水一側(cè),降低了純水的水質(zhì);三是膜表面的高濃度雜質(zhì)容易誘發(fā)結(jié)塊,使膜阻塞,不僅增加了膜的洗滌工作,而且導(dǎo)致膜的工作性能出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的降低;四是誘發(fā)膜表面的膠體玷污,因?yàn)橐恍┠z狀物質(zhì)對(duì)膜的粘附性更強(qiáng),比可溶性鹽分的擴(kuò)散速率還要慢,久而久之導(dǎo)致膜的表面被膠體玷污,降低了滲透效率。針對(duì)以上幾點(diǎn)問(wèn)題,可以采取以下對(duì)策:一是有節(jié)制的進(jìn)行反滲透處理工作,不能忙目的追求效率,要將通水工作量限制在一定的范圍內(nèi);二是掌握水的******回收率,太低的話影響水處理的效率,太高的話會(huì)增加膜的負(fù)荷,最終也會(huì)降低水處理的效率;三是針對(duì)膜的材質(zhì)進(jìn)行生產(chǎn)和維護(hù)工作,每一種膜因?yàn)椴馁|(zhì)和生產(chǎn)工藝的不同,其使用和保養(yǎng)方面的注意事項(xiàng)也不同,必須針對(duì)性的制定生產(chǎn)和保養(yǎng)計(jì)劃。?

3.2 膜污染現(xiàn)象及對(duì)策 膜污染是指因?yàn)楦鞣N形式引起的膜表面污濁物質(zhì)的累積或膜孔徑里的雜質(zhì)堵塞,它使膜的滲透通道變小、減少,從而增大了水分子通過(guò)的難度,導(dǎo)致膜的滲透性能下降。膜污染包括雜質(zhì)的沉淀、吸附以及微生物的附著、滋生,這種污染現(xiàn)象是不可避免的,只要膜與污水接觸就會(huì)發(fā)生,因此只能盡量延緩膜污染的進(jìn)度。目前主要有以下幾種針對(duì)膜污染的防范措施:一是加入膜阻垢劑,阻垢劑對(duì)晶體的生長(zhǎng)有破壞作用,對(duì)離子具有較強(qiáng)的螯合作用,可以結(jié)合離子生成溶解度較高的螯合物,減少了離子結(jié)晶和沉淀現(xiàn)象的發(fā)生,部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成;二是妥善做好膜的清潔工作,在合適的時(shí)間,用合適的藥劑和手段對(duì)其進(jìn)行清洗,一般在發(fā)生下列情況時(shí),就可以進(jìn)行膜的清洗工作:?

(1)在其他參數(shù)正常的情況下,產(chǎn)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(shí)才能滿足正常的產(chǎn)水效率;

(3)產(chǎn)水的品質(zhì)降低百分之10以上,雜質(zhì)的滲透率增加百分之10以上;

(4)設(shè)備各結(jié)構(gòu)之間的壓力差值顯著增大。 根據(jù)上述參數(shù)確定膜的性能出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),就要制定合理的清洗方案,整個(gè)過(guò)程分為沖刷、浸潤(rùn)、循環(huán)滲透三大步驟。沖刷過(guò)程又可以分為化學(xué)沖刷和普通沖刷兩步操作,化學(xué)沖刷是通過(guò)特殊藥劑配置的化學(xué)沖洗劑與設(shè)備上的各種雜質(zhì)反應(yīng),從而使雜質(zhì)分解和除去,而普通沖刷是化學(xué)沖刷的補(bǔ)充工作,可以清除殘留的化學(xué)藥劑,避免藥劑對(duì)膜造成侵蝕。浸潤(rùn)是使膜在清洗液中進(jìn)行充分的浸泡,既能使膜上的雜質(zhì)與清洗液充分反應(yīng),又能促使雜質(zhì)從膜上脫離。循環(huán)操作是使膜與清洗液進(jìn)行全方位、動(dòng)態(tài)、反復(fù)的交觸,通過(guò)縱向的滲透和橫向的摩擦,使膜內(nèi)部的雜質(zhì)也能得到有效的清洗。通過(guò)以上幾種手段的配合使用,可以最大程度的恢復(fù)膜的使用性能,并將對(duì)膜的損壞控制在最低程度,既提高了水處理的效率,又降低了水處理的成本,為反滲透水處理的可持續(xù)發(fā)展提供了有力保障。?

4 結(jié)語(yǔ) 隨著水緊缺、水污染的不斷加重,以及人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng),國(guó)家在污水處理和排放方面的要求越來(lái)越嚴(yán)格,促使企業(yè)逐漸加大了對(duì)工業(yè)水處理的研究和投資力度,催生了眾多的水處理技術(shù)和方案,反滲透技術(shù)便是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)的不斷發(fā)展,未來(lái)必將研發(fā)出滲透效率更高、使用壽命更長(zhǎng)的新型反滲透膜,更好的造福于環(huán)境和人民。


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