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反滲透技術在鋼廠水處理(lǐ)中的應用

目前,我國麵臨著兩(liǎng)方麵的矛盾:一方麵(miàn)是水資源的過度貧乏,另一方麵鋼鐵工業不斷擴大生產規模,用水(shuǐ)量不斷增加(jiā)。如何實現對於鋼廠的汙水(shuǐ)再利用,減少對於新水的(de)損耗,實現鋼鐵企業的(de)持續健康發展,是當前鋼鐵(tiě)企業(yè)需要解決的重要問題,並且也是保護我國環(huán)境,造福子孫後代的一件(jiàn)大事。 鋼廠在煉鋼、冷卻等操作中會產生大量的廢水,在車間地麵清洗和職工生產生活中也會生成一定的廢(fèi)水,這部(bù)分(fèn)汙水的綜合水量較多、水質波動範圍大,並且含有較多的懸浮雜質,需要處理後才能排放或循環利用。常規的水處理技術隻能減少廢水中的不容雜(zá)質以及部分重金屬(shǔ)的含量,卻不能(néng)滿足更高的水質要求,而反滲(shèn)透技術可以(yǐ)取得更好的淨(jìng)化(huà)效果(guǒ),實現廢水的零汙染排放或循環再利用(yòng),這對(duì)於水資源緊缺的我國來說(shuō),具有重要(yào)的現實意義(yì)。 1 反滲透(tòu)技術的原理 反滲透技術是一種通過反滲透膜將汙水中的有(yǒu)害鹽分、有機物等從水中分離出來的新興技術,其技術的關鍵是反滲透膜,反滲透(tòu)膜是一種具有選擇透過性(xìng)的(de)高分子(zǐ)膜(mó)材料,它對汙水中的不同成分具(jù)有不同的滲透(tòu)速率,其中水分子對膜的穿透速率較(jiào)高,而可溶性鹽和其他一(yī)些分子量較大的有機(jī)物對膜的滲透速(sù)率較低,從而(ér)實現了雜質與純水的滲透分離。 

2 反滲透水處理的工藝流程 在進行反滲透處理之前(qián),必須對汙水進行(háng)預(yù)處理,快速(sù)除去水中的不溶雜質,以減小後續反滲透工藝中反滲透膜的負(fù)擔,降(jiàng)低對反滲透膜的損壞,延(yán)長其使用壽命(mìng),並提高反滲(shèn)透水(shuǐ)處(chù)理的效率。

預處理裝置通過一係列操作實現水質的初步改善,它主要由幾下幾部分(fèn)結構組成: 

(1)沉降池。通過向沉澱池中加入聚合氯化鋁等絮凝劑,以(yǐ)及調整水體的PH,破壞汙水的膠體環(huán)境,促使一些懸浮雜質自行沉降下來。 (

2)過濾器。過濾器中一般裝有沙石、活性炭等吸附劑,可以對水中的(de)懸浮雜質進行過濾和吸(xī)附,使不容雜質進一步減少。 

(3)去COD氧化池。氧化(huà)池(chí)可以氧化水中的還原性雜質,特別是一些有機雜質,從而降低水的COD,防止有機物對反滲透膜造成堵塞。 

(4)UF微濾係統。UF係統(tǒng)的核(hé)心元件是UF微濾膜,這(zhè)是一種表麵遍布微小細孔的滲(shèn)透膜,但不同於反滲透膜,它的孔徑相對要大一些(xiē),隻能攔(lán)截水中的微小不容雜質,對溶於水中的雜(zá)質沒有(yǒu)過濾效果。 經過預處理後的水仍然不能進行反滲透處理,還需要用阻垢劑和保安過濾(lǜ)裝置進行(háng)進一步的處(chù)理,然後便可以用(yòng)高壓(yā)泵送入RO反滲透裝置進行淨化,通過(guò)一係列的參數調整,設置合(hé)理的汙水流速和泵壓,使(shǐ)純水不斷的過(guò)濾出來,而可溶性鹽等雜質不斷累積和濃(nóng)縮。為保障(zhàng)正常的產水效率和設備的(de)正常(cháng)運轉(zhuǎn),還要即(jí)時調整泵壓(yā),定期處理濃縮鹽水,同時做好膜的清洗工作。反滲透技術處理(lǐ)之後(hòu)的水在完成PH調節等後續(xù)操作後就達到了排放標準或生產用水標準,可以直接排放或供其他地方循環利用。反(fǎn)滲(shèn)透技(jì)術總的處(chù)理流程如圖1所示(shì):

 3 反(fǎn)滲透處理過(guò)程中常見的問(wèn)題及其(qí)對策 反(fǎn)滲透處理是整個水處理中的(de)關鍵環節,直(zhí)接決(jué)定產水的水質,它對預處理後的水進行(háng)深度過濾操作,將水(shuǐ)中(zhōng)的可溶性雜質等也分離出(chū)來,從而(ér)使汙水真正(zhèng)的得到淨化。經過反滲透處理後得到(dào)的水可以投入鋼廠的生產之中循環利(lì)用,大大節省了水(shuǐ)資(zī)源,同時有效的保護了環境。但是反滲透處(chù)理係統運行一(yī)段時間後容易出現各種問題,影響反滲透係(xì)統的持續運行。

其(qí)主要問題有以下兩點: 

3.1 濃差極化現象及對策 濃差極化將會帶來以下(xià)幾點(diǎn)不利的影響:一是增大(dà)滲透(tòu)壓,減小滲透量;二是使膜兩(liǎng)側(cè)的濃度差加大,使較多的可溶性鹽滲透到(dào)純(chún)水一側,降低了純水的水質;三是(shì)膜表麵的高濃度雜質容易誘發結塊(kuài),使膜阻塞,不僅增加了膜(mó)的洗滌工作,而且(qiě)導致膜的(de)工作性能出現(xiàn)不可逆轉的(de)降低;四是誘發膜(mó)表麵的膠體玷汙,因為一些(xiē)膠狀物質對膜的粘附性更強,比可溶性(xìng)鹽(yán)分的擴散速率還要慢,久而久之導致膜(mó)的表麵被膠體玷汙,降低了滲透效率。針對以上(shàng)幾點問題(tí),可以采取以(yǐ)下(xià)對策:一(yī)是有節製的進行反滲透處理工作(zuò),不能忙目的追求效率,要將通水工作量限製在一(yī)定的範圍內;二是掌(zhǎng)握水的******回(huí)收率,太(tài)低(dī)的話影(yǐng)響水處(chù)理的效率,太高的話會增加膜的負荷,最終也會降低水處(chù)理(lǐ)的效率;三是針對膜的材質進行生產和維護工作,每一種膜因為材質和生(shēng)產工藝的不同,其使用和保養方麵的注意事項也不同,必須針對性的製定(dìng)生產和保養計劃(huá)。 

3.2 膜汙染現象及對策 膜汙染是指因為各(gè)種形(xíng)式引起的膜表麵汙濁物質的(de)累積或膜孔徑裏的雜質堵塞,它使膜的滲透(tòu)通道變小、減(jiǎn)少,從而增大了水分子通過的難度,導致膜(mó)的(de)滲透性能下降。膜汙(wū)染包括雜質的沉澱、吸附以及微生物的附著、滋生,這種汙染現象是不可避免的,隻要膜與汙水接觸就會發生,因此隻能盡量延緩膜汙(wū)染的進度。目前主要有以下幾種(zhǒng)針對膜汙染的防範措施:一是加入膜阻垢(gòu)劑,阻垢劑對晶體的生長有破壞作用,對離子具有較強的螯合作用,可以(yǐ)結合離子生成(chéng)溶解度(dù)較高的螯(áo)合物,減少(shǎo)了離子結晶和沉澱現象(xiàng)的發生(shēng),部分阻垢劑還具有促使晶粒分散的作用,也有(yǒu)效的減少了晶體的生成;二(èr)是妥善做好(hǎo)膜的清潔工作,在合適的時間,用合適的(de)藥劑和手段對其進行(háng)清洗,一般在發生(shēng)下列情況時,就可以進行膜的清洗工作: 

(1)在其他參數正常的(de)情況下(xià),產水量減少了百分之10以上;

(2)送水泵的(de)壓力提高到百分之10以上時才能滿足正常的產水效率;

(3)產水的品(pǐn)質降低百分之10以上,雜質的滲透率(lǜ)增加百分之10以(yǐ)上;

(4)設備各結構(gòu)之間的(de)壓力差值顯著增大。 根據上(shàng)述參數確定膜的性能出現問題時,就要製定合理的清洗方案,整個過程分為衝刷、浸(jìn)潤、循環(huán)滲透三大步驟。衝刷過程又可以分為化學衝刷和普通(tōng)衝刷兩步操作,化(huà)學衝刷是通過特殊藥劑(jì)配置的化學衝洗劑與設備上的(de)各種雜質反(fǎn)應,從(cóng)而使雜質分(fèn)解和除去,而普通衝刷是化學衝刷的補充工(gōng)作,可以清除(chú)殘留的化學藥劑,避免藥劑對膜造成侵蝕。浸潤是使膜在清洗液中進行(háng)充分的浸泡,既能使膜上的雜質與清洗液充分反應,又能促使雜質從膜上脫離。循環操作(zuò)是使膜(mó)與清洗液進(jìn)行全方位、動態、反複的交觸,通過縱向的滲透和橫向的摩擦,使(shǐ)膜內部的雜質也能得到有效的清洗。通過以上幾(jǐ)種手段的配合(hé)使用,可以最大程度的恢(huī)複膜的使用性能,並將對膜的損壞控製在最低程度,既提高了水處(chù)理的效率,又降低了水處理的成(chéng)本,為(wéi)反滲透水處理的可(kě)持續發展提供了有力保障。 

4 結(jié)語 隨著水緊缺(quē)、水汙染的不斷加重,以及人們環保(bǎo)意(yì)識的不斷(duàn)增強(qiáng),國家在汙水處(chù)理和排放方麵的要求越來越(yuè)嚴格(gé),促使企業逐漸加大了對工業水處理的研(yán)究(jiū)和投資力度(dù),催生了眾多的水(shuǐ)處理技(jì)術和方案,反滲透技術便是其中較(jiào)為成熟和普及的一種方案。而且隨著(zhe)高分子(zǐ)材料技術(shù)的(de)不斷發展,未(wèi)來必將研發出滲透效率更(gèng)高(gāo)、使用(yòng)壽命更長的新型反(fǎn)滲透膜,更好的造福於環境和人民。


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