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廢水深度處理反滲透技術(shù)

       RO膜分離技術(shù)是以膜兩側(cè)的靜壓差為驅(qū)動力，以水分子為代表的小分子溶劑在克服滲透壓的條件下，通過反滲透膜分離雜質(zhì)的過程。操作壓力一般在1.5~10.5MPa之間，可保留1~10A的小雜質(zhì)。在水處理中，反滲透是關(guān)鍵設(shè)備。它能去除97%多個溶解無機(jī)化合物，99%相對分子質(zhì)量和99%多個有機(jī)物，包括細(xì)菌和95%SiO2。

       1、RO膜分離技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用

       1.1 在高鹽廢水處理中的應(yīng)用

       （1）以礦井水為代表的高礦化度廢水的進(jìn)水處理以高鹽度為特征，尤其是地下水涌出，平均含鹽量大于1000mg/L，SS中含有大量Ca2+Mg2+K+、Cl-、SO42-、HCO3和HCO3-的有機(jī)組分低于1.5mg/L。對于嚴(yán)重缺水的礦區(qū)，采用反滲透技術(shù)進(jìn)行深度處理生產(chǎn)和生活用水已得到了廣泛的推廣。以礦泉水為預(yù)處理劑，加入絮凝、沉淀和快速過濾，去除水中大部分SSS，反滲透進(jìn)水濁度小于1NTU。經(jīng)反滲透處理后，出水濁度去除率接近100，脫鹽率達(dá)96%，出水水質(zhì)達(dá)到飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，處理費(fèi)用約為5.17元/m3。

       （2）冶金廢水處理
       鋼鐵工業(yè)作為高耗水量、高污染的資源型工業(yè)，占全國耗水量的14%。鋼鐵工業(yè)廢水在冶金工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。廢水成分復(fù)雜，各項(xiàng)指標(biāo)波動較大，尤其是Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、SO42-、F及SiO2含量較高。如果不預(yù)去除反滲透膜上的高價金屬萃取劑，就會產(chǎn)生嚴(yán)重的無機(jī)污染。針對太鋼二次生化處理后的廢水，先在曝氣池中曝氣將Fe2+氧化為Fe3+，同時加入NaClO，提高了Fe2+在水中的氧化能力和殺菌效果。在水中添加石灰乳調(diào)節(jié)pH值時，加入PAM和PAC進(jìn)行絮凝，然后沉淀、快速過濾、活性炭吸附去除有機(jī)物、余氯、重金屬離子等。經(jīng)UF處理后，用還原劑處理出水。阻垢劑和酸進(jìn)入RO系統(tǒng)。

       （3）難降解有機(jī)廢水處理的應(yīng)用
       印染廢水和石化廢水處理印染廢水，除大量染料、漿料、無機(jī)鹽、酸堿等外，顏色高達(dá)4000倍，水量大，有機(jī)污染物含量高，水質(zhì)多樣，可生化性差等特點(diǎn)。垃圾滲濾液的深度處理主要來源于垃圾填埋場的沉淀，污染物主要來自微生物分解垃圾和沉淀浸出。水質(zhì)復(fù)雜，COD遠(yuǎn)高于城市污水。此外，滲濾液中還含有多種金屬離子，如Fe2+、Cd2+、Cr3+、Cu2+、Zn2+，發(fā)酵過程中Fe2+濃度高達(dá)2000mg/L。
       雖然A/O兩段生化處理工藝已廣泛應(yīng)用于垃圾滲濾液的有機(jī)物降解和反硝化處理，但出水效果不穩(wěn)定。因此，在機(jī)械過濾的基礎(chǔ)上，利用超濾膜和A/O形成MBR工藝，提高了垃圾滲濾液中有機(jī)物的去除率。出水經(jīng)超濾膜污泥分離后進(jìn)入納濾(NFN)系統(tǒng)。NF可有效分離分子量為200m~2000的有機(jī)物，并可用于MBR生產(chǎn)的水中部分高價有機(jī)物的分離。對金屬離子的性質(zhì)、MBR+NF+RO三層膜復(fù)合處理工藝進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，該工藝具有良好的操作效果。出水水質(zhì)達(dá)到生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)。在運(yùn)行過程中，當(dāng)NF出水滿足排放要求時，出水可直接排放，否則，使用以下RO系統(tǒng)繼續(xù)處理。在Ar/O-MBR+NF+RO工藝處理垃圾滲濾液的研究中，發(fā)現(xiàn)A/O反應(yīng)器中加入了活性炭。它不僅可以提高有機(jī)物和重金屬的去除效率，而且可以減少膜污染。

       2、市政污廢水高品質(zhì)回用處理中的應(yīng)用

       中國在北京、天津、河北、山東等地也相繼成立大規(guī)模再生水廠，天津?yàn)I海新區(qū)幾家大型再生水回收站采用“UF(MF)+RO”雙膜工藝，將兩種城市污水處理為原水，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)再生水，作為鍋爐火電廠水的一部分，另一部分作為景觀河和生活雜水。北京小清河污水處理廠采用MBR+反滲透處理城市污水回用，水中TOCmg/L<1.3，NH3-N<0.03mg/L，TN<0.1mg/L，電導(dǎo)率和濁度均小于30uS/cm和0.12NTU，出水水質(zhì)達(dá)到飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。反滲透作為核心技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于各種水深、高質(zhì)量或水回用。為了充分發(fā)揮反滲透技術(shù)的優(yōu)勢，最大限度地降低膜污染和降低水處理成本，根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)，開發(fā)了一系列組合工藝。通常采用混凝沉淀、高濃度和高效濾池等傳統(tǒng)的水處理方法去除SS；采用NaClO、添加石灰乳和錳砂濾池降低進(jìn)水馬尾藻曝氣氧化組合中的RO、錳鹽和鈣鹽、硅鹽；通過O3氧化、難降解的A/O有機(jī)物處理；通過MBR、UF和NF對微細(xì)SS、小有機(jī)分子的保留作用。而高價離子，組成UF+RO或MBR+RO雙膜法，甚至利用MBR+NF+RO三膜法，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，確保RO處理難降解有機(jī)廢水運(yùn)行。

       3、結(jié)束語

       目前，它已成為污水深度處理或高質(zhì)量回用水處理不可缺少的核心技術(shù)。為充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢，為保證RO系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，降低水處理成本，針對原水中SS、無機(jī)污染物和難降解有機(jī)物，采用傳統(tǒng)絮凝法對組合處理工藝進(jìn)行絮凝沉淀。ROS的快速過濾已發(fā)展為UF+RO或MBR+RO雙膜工藝，甚至MBR+NF+RO三膜工藝。反滲透系統(tǒng)的運(yùn)行與膜污染是一致的。隨著分離、凈化和可視化研究方法的發(fā)展，從微觀結(jié)構(gòu)和污染機(jī)理等方面探討了膜污染的根源。分析了反滲透膜污染初期的關(guān)鍵因素及膜污染的加劇。為有效控制膜污染奠定了理論基礎(chǔ)，為反滲透進(jìn)水潛在污染建立了更加科學(xué)的預(yù)測方法。這是RO深度處理廢水工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理的技術(shù)保證。針對SDI值不能充分反映RO進(jìn)水(主要是以生化處理出水為RO進(jìn)水)的特點(diǎn)，將MIF與不同孔徑膜相結(jié)合來代替SDI值的研究已經(jīng)得到了廣泛的研究，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的引入值得期待。此外，高礦化度RO濃水的有效處理處置方法急待探索，高效降解有機(jī)物、低能耗處理是其所面臨的挑戰(zhàn)。

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