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摘要:我國(guó)是一個(gè)水資源嚴(yán)重短缺的國(guó)家,水災(zāi)害、水污染嚴(yán)重影響國(guó)家的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境發(fā)展。水污染治理刻不容緩,將反滲透技術(shù)處理應(yīng)用在水污染處理技術(shù)中不僅能大大提升水處理效果還能使廢水有效回收利用。在水處理工作上做好反滲透技術(shù)應(yīng)用尤為重要。反滲透水處理技術(shù)操作簡(jiǎn)單、易于掌握、成本低廉得到人們的廣泛關(guān)注。本文圍繞淺析反滲透水處理技術(shù)的基本原理、反滲透水處理具體應(yīng)用技術(shù)和反滲透水處理技術(shù)未來(lái)應(yīng)用趨勢(shì),三個(gè)維度展開深入解析。
關(guān)鍵詞:反滲透水處理技術(shù);研究;應(yīng)用
引言
針對(duì)不同的水源、水質(zhì)以及出水要求,目前水處理工藝應(yīng)用較多的方案為反滲透技術(shù)、EDI電除鹽技術(shù)和傳統(tǒng)的離子交換技術(shù)。由于化學(xué)水處理的發(fā)展趨于設(shè)備及生產(chǎn)集中化、環(huán)保化、多元化以及經(jīng)濟(jì)化,反滲透技術(shù)以其先進(jìn)性和節(jié)能性已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水處理系統(tǒng)中。反滲透技術(shù)存在以下優(yōu)點(diǎn):①自動(dòng)化程度高,操作人員少,勞動(dòng)強(qiáng)度低;②工藝設(shè)備連接緊密,占地面積小;③生產(chǎn)過(guò)程中不需要再生處理,系統(tǒng)簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便,節(jié)約酸堿及化學(xué)試劑,同時(shí)減少酸堿廢液的排放量,環(huán)境污染?。虎艹鏊|(zhì)好,連續(xù)產(chǎn)水,產(chǎn)水量穩(wěn)定。
1反滲透水處理技術(shù)應(yīng)用的基本原理
近些年,反滲透水處理技術(shù)在城市水資源應(yīng)用與處理等領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用愈加深入,反滲透技術(shù)是一種先進(jìn)的分離隔斷技術(shù),是利用具有精密性的模制液體加入到水資源當(dāng)中,將想要分離的物質(zhì)進(jìn)行有效的分隔。采用的精密模制液體加入水溶液中后,能夠在兩側(cè)形成壓力差,對(duì)水溶液產(chǎn)生力的作用,使被處理的溶液反復(fù)地經(jīng)過(guò)反滲透膜,從而將溶液中的溶劑進(jìn)行分離。在精密模兩側(cè)形成的壓力差是處理期間的滲透壓,滲透壓值上升,則處理分離的效果也會(huì)同比例上升。反滲透水處理技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵設(shè)備是反滲透膜,這是一種緊密性良好的裝置,但卻極容易受到不良因素的影響,出現(xiàn)堵塞、污染或損壞等問(wèn)題,這些問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致設(shè)備應(yīng)用的質(zhì)量和效果下降。
2反滲透水處理技術(shù)的研究及應(yīng)用
2.1反滲透水處理在工業(yè)廢水中的應(yīng)用
環(huán)境污染伴隨著工業(yè)發(fā)展而來(lái),工業(yè)廢水中含有大量的金屬物質(zhì),工業(yè)廢水處理中主要是去除化學(xué)需氧量、懸浮物、硫化物、石油類、氰化物、六價(jià)鉻、鉛、鎘等物質(zhì)。工業(yè)廢水區(qū)別于其他的廢水,根據(jù)排放廢水的水質(zhì)結(jié)構(gòu)制定不同的治理和回收方法。工業(yè)廢水回收是一項(xiàng)有效的防治水污染措施,既可以充分利用循環(huán)利用水資源,又可以有效減少和避免水環(huán)境污染。針對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)工業(yè)廢水反滲透水技術(shù)處理及應(yīng)用實(shí)行分別收集的制度。反滲透水技術(shù)處理工藝在工業(yè)廢水處理中利用,符合工業(yè)經(jīng)濟(jì)合理的總體設(shè)計(jì)原則,力求節(jié)能降耗、工程投資低、運(yùn)行成本低、操作管理方便的廢水處理要求。其中,用于工業(yè)上,如處理鉻、鎬、鎳,含氰,含酸,含堿,含有大量重金屬離子和處理電鍍廢水的反滲透水處理裝置已經(jīng)達(dá)到120臺(tái)套。在反滲透水處理裝置中的組件采用卷狀式及內(nèi)管式結(jié)構(gòu),當(dāng)裝置過(guò)濾運(yùn)行時(shí),壓強(qiáng)在218MPa,可以充分的、有效的對(duì)重金屬離子回收。
2.2反滲透水處理技術(shù)在食品和藥品生產(chǎn)中的應(yīng)用
反滲透水處理技術(shù)在食品和藥品生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中也有廣泛的應(yīng)用,并且應(yīng)用的歷程也比較長(zhǎng)。反滲透水處理技術(shù)主要是應(yīng)用于奶制品的濃縮、加工、乳清蛋白液回收等方面,其技術(shù)的應(yīng)用能夠促進(jìn)產(chǎn)品生產(chǎn)加工資源利用的有效提升,并保證生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。經(jīng)過(guò)多年的應(yīng)用發(fā)展,反滲透水處理技術(shù)還在啤酒釀造生產(chǎn)當(dāng)中得到應(yīng)用,提高了啤酒、果汁等濃縮率,并大大改良了啤酒與果汁的口感。
現(xiàn)代有很多的食品生產(chǎn)企業(yè)都應(yīng)用反滲透水處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了水果濃縮汁的分離提取,例如從山楂果肉中提取濃縮汁和果膠干粉,就可以利用“反滲透水處理技術(shù)+超級(jí)過(guò)濾技術(shù)”,實(shí)現(xiàn)從山楂果實(shí)中提取3.5%果膠干粉、20Brix濃縮汁。在藥品生產(chǎn)中,反滲透水處理技術(shù)能夠?qū)趼逋衅窂U水中的氨和醛進(jìn)行分解消除,其中的HA廢水提純能夠提升7倍,提純后通透量基本為0.85m3/(m2?d),此時(shí)的提純?nèi)芤嚎梢曰厥赵倮谩?br/> 2.3反滲透水處理技術(shù)在城市生活用水中的應(yīng)用
目前,我國(guó)城市生活用水主要來(lái)源于江河湖泊、地下水等,由于不同來(lái)源的水資源的組成成分存在差異,在將水資源提供給城市生活用水時(shí),需要對(duì)水進(jìn)行相應(yīng)的處理,使水資源達(dá)到國(guó)家生活飲用水的標(biāo)準(zhǔn)后再提供給用戶。反滲透水處理技術(shù)在城市生活用水中應(yīng)用,主要負(fù)責(zé)將自然水資源進(jìn)行凈化處理,保證提供的水資源是健康、優(yōu)質(zhì)的。來(lái)源于江河湖泊的水資源,導(dǎo)電性為500us/cm,利用反滲透水處理技術(shù)將水資源當(dāng)中的電導(dǎo)離子以及其中的雜質(zhì)進(jìn)行清除即可,使水資源的水質(zhì)達(dá)到國(guó)家統(tǒng)一的飲水健康標(biāo)準(zhǔn)。來(lái)源于地下的水資源,其含鹽量、電導(dǎo)離子較高,利用常規(guī)的反滲透水處理技術(shù)無(wú)法將水質(zhì)處理達(dá)到國(guó)家統(tǒng)一飲水健康標(biāo)準(zhǔn),需要采用更加先進(jìn)的反滲透工藝進(jìn)行徹底的處理。目前升級(jí)的反滲透水處理技術(shù)應(yīng)用以海水淡化為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)使用8.5英寸的中空纖維組件,透水水質(zhì)在200~250ppm,水回收利用率高達(dá)45%,該工藝性能可靠穩(wěn)定。我國(guó)青海湖的湖水苦咸水淡化工程采用的就是升級(jí)版的登攀-1號(hào)反滲透水處理裝置,利用醋酸纖維素膜,對(duì)水中的鈣離子、鎂離子、四氧化硫離子有較高的脫除率,水回收率達(dá)到75%左右。
2.4反滲透水處理在火電廠中的應(yīng)用
火電廠在水污染處理中,主要包括:沉淀、過(guò)濾、超濾、反滲透和電滲析幾個(gè)方面。為了達(dá)到火電廠廢水零排放的目標(biāo),廢水治理系統(tǒng)可分為廢水處理系統(tǒng)和廢水回收系統(tǒng)兩個(gè)部分。廢水處理系統(tǒng)由反滲透、弱酸及外排方式,其中,反滲透技術(shù)應(yīng)用于處理微濾過(guò)程,將回水直接返還到管網(wǎng)中,有效提升水資源循環(huán)利用率減少水資源的浪費(fèi)。廢水回收系統(tǒng)將火電廠內(nèi)各處廢水集中回收后,利用電廠的除塵和除渣作用直接回收利用。通過(guò)反滲透技術(shù)在火電廠的污水處理中的應(yīng)用,能夠高效的加快火電廠污染防治工作的發(fā)展。
2.5反滲透水處理技術(shù)在垃圾填埋場(chǎng)水處理中的應(yīng)用
垃圾填埋場(chǎng)的水資源組成成分具有較強(qiáng)的復(fù)雜性,水資源當(dāng)中包含的雜質(zhì)種類較多,還包含大量的有機(jī)物質(zhì)、重金屬物質(zhì)、氨氮分子等,在水處理期間需要分離處理的物質(zhì)較多,處理的工序也相對(duì)復(fù)雜,對(duì)水資源處理的方式還需要根據(jù)垃圾填埋的時(shí)間進(jìn)行分析。目前我國(guó)在垃圾填埋場(chǎng)水處理中,反滲透水處理技術(shù)還沒有全面科學(xué)地應(yīng)用,水處理技術(shù)水平較低。而一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將反滲透處理技術(shù)與其它的水資源處理技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)垃圾填埋場(chǎng)水質(zhì)的高效處理,使垃圾填埋場(chǎng)的水質(zhì)達(dá)到正常排放的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。比如將反滲透處理技術(shù)與傳統(tǒng)污水處理、滲濾液廢水處理進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用,以電導(dǎo)率為1400/(mS?m-1),采用A類濾液膜,濃縮倍數(shù)為4.8,當(dāng)ρ(COD)/(mg?L-1)時(shí),處理過(guò)后的水質(zhì)就達(dá)到正常排放的標(biāo)準(zhǔn)。
結(jié)語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、時(shí)代文明的進(jìn)步,帶來(lái)人口數(shù)量的迅猛增長(zhǎng)、水環(huán)境受到污染等一系列生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境問(wèn)題。水污染問(wèn)題已經(jīng)不單是地域性,逐步走向全球性。隨著時(shí)代發(fā)展,反滲透水處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用到廢水處理中,依托當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的變革創(chuàng)新和反滲透水處理技術(shù)的日趨成熟,充分發(fā)揮滲透膜在分離技術(shù)中的作用。更好的服務(wù)于水處理工作同時(shí),提高污染水的回收利用價(jià)值。