反渗透水处理设备在高浓度污水处理中的应用

反渗透水处理设备在高浓度污水处理中的应用

王雪霞,李红

武汉天源环保股份有限公司 湖北省武汉市 430010

摘要：反渗透水处理设备应用于对高浓度污水进行处理中，能够利用其精确地过滤装置确保污水处理达到国家规定的基本排污标准，是现阶段我国普遍采用的污水处理设备。本文通过对反渗透水处理设备对工业废水处理中应用现状的分析，从按照水力学特点改良操作方式、合理利用反渗透膜处理、合理利用隔离物质的价值等几个方面入手，提出了优化反渗透水处理设备质量与效率的对策与策略。对污水处理企业具有一定的指导作用。

关键词：反渗透水处理设备；高浓度污水处理；技术应用

引言：随着我国现代工业的飞速发展，工业废水处理任务也日益加重。反渗透水处理设备因其具有较高精确性、严格的科学性和普遍的实用性，成为污水处理的首选设备常用于对高浓度污水进行过滤与隔离处理。较之于传统的二沉池工艺就有处理效率高、剩余泥沙少等优势，是近期内普遍推广使用的高浓度工农业污水深度处理的有效设备。

1反渗透工作原理

反渗透系统不仅可有效的去除水中残余的COD和NH3等，也能脱除水中的各种有机物、微粒，且无污染，使出水水质更好，产水率更高。目前，反渗透技术在高难度的废水处理领域（难降解、高排放要求）逐渐采用。反渗透膜孔径一般在0.1nm～1nm，根据下面的反渗透对污染物的截留图可以看出：

反渗透膜污染物截留图

反渗透对污染物的截留能力很高，基本所有的污染物都可以被反渗透膜截留在外，通过上图可以看到，只有水分子能够透过反渗透膜。

2反渗透水处理设备当前存在的问题

反渗透设备在进行高浓度污水处理的过程中，其核心原理是通过预处理过滤系统对污水中所存在的各类杂质进行分隔，再通过超滤设备进一步处理污水中的大部分胶体及细菌，超滤设备产水进入反渗透设备深度处理，产水能够符合国家相应的污水排放标准。在应用反渗透处理设备的过程中，存在以下问题：首先在对反渗透处理设备的预处理过滤装置进行选择的过程中，对于其过滤精确度有着较高的要求，因为在污水的处理过程中主要处理对象为悬浮颗粒以及大颗粒污染物，高精度的过滤装置能够更好的过滤这些物质。其次，在应用超滤装置时，要明确超滤膜材质，确保该膜可长期耐受高浓度的氧化剂，充分抑制微生物繁殖，该膜的主要作用是对污水中存在的小颗粒以及大部分胶体和细菌进行有效的隔离。第三种是应用在反渗透水处理设备中的加药装置系统，配置合适的加药装置，使反渗透水处理设备可在正常PH值条件下运行，并能确保反渗透水处理设备不结垢，产水率高。

2高浓度废水处理中的反渗透设备应用

2．１　设备构成

反渗透系统采用集成化装置设备，即所有反渗透相关的水泵、膜壳等设备以及仪表均集成在集成架上，控制系统可采用PLC集中控制。反渗透水处理设备中包含了：膜组件；配套的高压泵、循环泵、进料泵；配套的保安过滤系统；配套的加药系统；配套的管道阀门；配套的自控仪表；配套的清洗系统；配套的控制系统；配套的储罐；配套的支架、连接附件、安装用的紧固件。在使用反渗透组件的过程中应当通过各种措施和手段来提升该组件的使用寿命，这对于改善工业废水的处理效果有着非常重要的作用。在应用反渗透膜的过程中其核心过滤组件在于其中所包含的半透明膜，因为这种半透明膜能够使得水体在两端产生明显的水压差异，当外压高于渗透力的时候就能够使得水体和污染物进行有效的分离，实现最终的过滤效果。通过对这些过滤装置的测试可以明确通过反渗透水处理设备对高浓度废水进行处理后其中所包含的重金属能够实现超过99%的清理效果，这对于污水的治理和排放有着非常重要的促进作用。

反渗透进水阀（F1）、清洗进水阀（F2）、清洗出水阀门（F3）、产水排放阀（F4）、清洗浓水阀门（F5）、浓水排放阀（F6）、浓水回流阀（F7）、循环泵出口管路阀门（F8、F9）、高压泵出口阀门（F10）以及反渗透进水泵进口阀门。

反渗透膜集成图

2．２　依据化学原理改良操作方式

反渗透系统的进水来自超滤系统。进水水质有以下要求：1、进水中不能含有淤泥、沙砾等杂质；2、进水中余氯等氧化性物质含量不能高；3、进水中钙、镁、铁、锰、硅等含量不能高。因此在进行反渗透处理设备的应用过程中，首先要对膜系统的运行机制有着明确的了解，然后才能在此基础上对影响膜系统运行机制的因素进行确定，然后再通过各种措施和手段来降低在反渗透处理设备运行过程中对膜污染程度的影响，保证反渗透处理设备的使用寿命能够得到有效的延长。所以技术人员应当依据化学的相关特点对膜渗透系统的运行方式进行不断的优化和改良，通过利用化学清洗手段来缓解膜污染程度，使得反渗透水处理设备具备良好的自我清洁能力。一般膜系统在使用一段时间后，如果产水量下降15%或产水电导率上升15%（同温同压情况下），或膜系统压差增加15%时，说明膜表面已经沉积了水垢和杂质，需要对膜系统进行化学清洗。通常的化学清洗配方如下：

反渗透膜化学清洗配方表

通常的化学清洗操作时间酸洗1小时、碱洗2小时，以这种方式能够有效的让膜系统受到的污染程度得到有效的缓解，使得整个系统能够更加稳定的运行。清洗完刚生产的水排放10-15分钟后，可达标产水。

3反渗透水处理设备的优化策略

3．１　改良操作方式

技术人员在针对膜系统进行设定时，如果操作流程与膜系统的操作标准产生了出入，就会影响膜系统的正常工作，使得膜污染程度逐渐提高，这对于污水处理效率的保持与提升产生了负面影响。为了能够有效的解决这种问题，就应当建立相应的措施来对操作流程和方法进行改进。在所有的操作流程中超滤膜反冲洗是较为重要的操作环节，正确的反冲洗作业能够有效的提升膜系统的持续工作时间，使得超滤系统能够实现较好的清洗效果，这是反渗透膜专业化处理的重要流程。当设备运行一段时间之后就需要对超滤系统进行反冲洗操作，降低超滤系统中的膜污染问题使得系统能够正常稳定的持续运行。确保超滤产水水质达到反渗透水处理设备的进水要求。

3．２　反渗透膜系统工艺应用的设计优化要点

反渗透膜系统在设计使用过程中，需要注意以下几点：一般工业污水的 COD 值较高，为了更好地提升污水处理效果以及反渗透膜使用寿命，污水在进行反渗透处理之前，需要就污水进行一定的生化处理，从而大大降低污水中的有机物含量。在膜系统工艺流程中，优质的预处理能有效地提升污水净化质量，该操作流程一般为：格栅过滤→AO 生化→MBR 中空纤维超滤→保安过滤→反渗透→出水。值得注意的是，在反渗透膜使用的过程中，需要就其进行反复的清洗，从而保证设备的使用寿命，研究发现，反渗透膜化学清洗恢复率与膜通量有关，通量衰减幅度愈大，截留分子量愈大，化学清洗的效果大大降低，因此，在进行污水处理的过程中，截留分子量一般会控制100- 200之间。

结束语：运用反渗透水处理设备对高浓度污水进行处理，是现阶段推广使用的一种新工艺设备。通过改良操作方式，合理利用超滤过滤膜过滤隔离处理等新工艺，提高污水净化效率，使其达到国家规定的基本排放标准，最终实现水资源的循环利用，最大限度的节约水源，提高水资源的利用率。污水处理企业应根据本地污水生产与处理实际，加大技术投入，更新处理工艺，强化生产管理，促进企业经济效益个社会效益的最大化。

参考文献

[1]刘延平, 王清. 工业污水处理中反渗透水处理设备的运用[J].  2021.

[2]韦文术, ZHANG Jeffery, 张健恺,等. 煤矿井下水处理反渗透膜的污染机理研究[J]. 煤炭科学技术, 2021.