浓水反渗透系统问题分析及处理

王瀚阳

摘要：为加快资源、能源与环境问题的解决，反渗透水处理技术得以广泛应用，但针对浓水的处理却存在能耗大、回收率低等缺陷。而反渗透浓水回用技术的出现不仅可将节水减排变为现实，还能达到降低制水成本、保护水资源的目的。下面便结合反渗透浓水回用技术的应用实例展开分析。

关键词：焦化厂;反渗透膜分离技术;微波化学法

1、浓水反渗透系统方案

1.1、零动力装置产水水质

优选某公司的膜元件可以满足试验需要，具体表现为：①适应低压运行条件。该膜元件在0.5～0.8MPa条件下正常稳定运行，可仅依靠浓水余压作为动力，不额外增加动力源;②满足焦化厂生产实际。以反渗透浓水为进水的情况下，零动力膜系统的出力达3t/h以上，回收率可大于50%;3在此条件下，膜元件不易污堵，可较长时间稳压运行而无需频繁清洗。将零动力膜系统安装在焦化厂补给水系统一级反渗透浓水出口，反渗透浓水直接接入零动力膜系统，试验过程中零动力装置与反渗透装置同步运行。经测定，零动力装置产水的pH值维持在6.48左右，略低于回用标准中的6.5限值。除pH值以外，其他检测指标均满足国标对于回用水的水质要求。产水pH值偏低主要是空气中的二氧化碳溶入造成的，在后续处理中碳酸盐平衡打破后，产水的pH值可恢复至6.5～8.5的范圍内。零动力装置产水含盐量低，可回用至焦化厂内对于水质有一定要求的地方，如超滤进水、反渗透进水、甚至是混床进水等。

1.2、零动力装置浓水的处理

检测显示浓水COD超过了排放标准，其他指标均符合排放要求，因此浓水的处理目标主要是将COD降至60mg/L以下。

通过试验发现“微波化学法”可有效降低浓水的COD，具体方法是向浓水中加入一定量的敏化剂和混凝剂，在微波催化作用下，强化降低COD的效果。微波是指频率为300MHz～300GHz的电磁波，在微波照射下废水中某些强极性污染物的局部会形成高温“热点”，诱发分子极化旋转，对极性大分子化学键的断裂具有促进作用，从而加速分解过程，强化废水处理效果。加入敏化剂可增强体系对微波的吸收和传热能力，污染物在受热后会挥发、分解或被固定。试验结果显示，在敏化剂加药量为300mg/L时，浓水COD在80～120mg/L范围内，出水COD可降至35～40mg/L，达到排放要求。该条件下出水的其他监测指标，在处理前后未发生明显变化，均低于排放限值。

1.3、运行效果

对整个系统的运行情况进行为期一个月的持续跟踪，零动力装置的进口压力几乎不变，浓水压力从0.60MPa升至0.65MPa，表明零动力膜未出现明显结垢污染。整个系统出水水质呈现一定的变化，但始终满足排放标准，未出现大的波动。

从零动力装置进出口压力变化和最终产水水质两个方面判定;该系统运行较为稳定，满足实际生产的需要。

该回收装置运行时，电耗和药剂费用占运行成本的主要部分。电耗主要是微波装置工作用电，药剂费用主要是敏化剂，考虑到敏化剂在反应中主要起到催化作用，可将澄清池底部污泥收集起来回用，从而节省药剂费用。

2、浓水反渗透系统方案应用分析

2.1、将反渗透浓水回用为循环水补水

一般情况下，反渗透浓水水质优于循环水补水，完全可以作为循环水补水回用，混合浓水后的循环水补水各项指标均远远低于标准要求。但浓水的引入使得补水的成分发生变化，特别是循环水的碱度会因此升高，增加了循环水系统发生结垢的风险，因此循环水的控制参数，如水质稳定剂添加量、浓缩倍率、排污量等都需要根据实际情况重新判定，同时也需要引入超声波除垢、添加硫酸和阻垢剂等方式来应对可能出现的结垢问题。市面上较多采用此方法对反渗透浓水进行回用，此法无需增加水处理设备，只需将浓水引入循环水补水并及时跟踪调整循环水控制情况即可。由于浓水排出量随着制水设备的运行而发生非周期性变化，给循环水的控制提出了更多要求。

2.2、反渗透浓水经膜处理后回用

回用过程中产生的浓水经处理后排放或深度处理。本文所提出的回用方法即属于此范畴。该方法可有效提升反渗透浓水的回用比例，回用水水质好，可以满足多方面的使用要求，但在处理的过程中会额外产生一定量的浓水，因此，并不能实现浓水的百分百回用;对于该部分浓水，需经过相应的处理才能达标排放，或通过深度处理实现零排放。因此使用膜浓缩的方法一般还需配置一套水处理装置。焦化厂在实际运行中，需充分结合反渗透浓水特性来选择合适的膜元件，积极跟踪装置的运行情况，保障系统的长期稳定运行。

2.3、将浓水重新引入原水澄清池回用

该方法简单易操作，无需额外增加水处理设备，可实现浓水的全部回用，同时减少原水的取水量。但该处理方法存在一个问题：焦化厂的预处理主要去除胶体、悬浮物等大颗粒物质，对于原水中的盐类几乎没有去除效果，长期循环回用将导致原水含盐量持续递增，进而影响化学制水系统的运行安全性和经济性。在焦化厂实际运行中，该方法只适用于反渗透浓水的短期处理或减量处理，不宜作为长期处理方式。

结束语

总之，该项目中的反渗透浓水回用技术设计合理，效果显著，符合节水减排的预期，为企业创造了良好的节水效益，有利于水资源的保护和环境污染的减少，应用前景广阔。在以后的研究中还应不断创新完善，积极寻求更为高效可靠的反渗透浓水回用技术。

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