環(huán)保水處理類反滲透濃鹽水處理研究

胡 浩

（江蘇中麗新材料有限公司，江蘇海安 226671）

在環(huán)保水處理技術(shù)水平不斷提升的背景下，反滲透技術(shù)符合鹽水處理需要，但是在運(yùn)用反滲透技術(shù)展開濃鹽水處理時(shí)，應(yīng)該認(rèn)真遵循工藝處理流程，完善好預(yù)處理工作、設(shè)計(jì)運(yùn)行工作，保證反滲透技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢可以充分發(fā)揮出來，不斷提升反滲透濃鹽水處理效率。

1 反滲透技術(shù)的原理和應(yīng)用

1.1 反滲透技術(shù)原理

滲透處于比較常見的物理現(xiàn)象，早在18世紀(jì)法國科學(xué)家 Nollet即已經(jīng)開始對(duì)滲透現(xiàn)象展開研究，豬膀胱中的水分可以擴(kuò)散到膀胱外部酒精溶液中，這就意味著在出現(xiàn)滲透現(xiàn)象時(shí)，需要經(jīng)過半透膜結(jié)構(gòu)，溶液或溶劑可以在不施加外部作用力的情況下流經(jīng)選擇性半透膜進(jìn)入到另一種溶液中。

在滲透現(xiàn)象中，滲透壓可以使溶液、溶劑穿過半透膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)移，選擇性半透膜兩邊溶液在濃度上具有一定差異性。在滲透壓以及施加壓力相同的情況下，選擇性半透膜兩邊溶液溶劑不會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)移情況，在滲透時(shí)也會(huì)展現(xiàn)出相對(duì)平衡狀態(tài)，一旦施加壓大于滲透壓，半透膜結(jié)構(gòu)兩邊的溶液會(huì)出現(xiàn)移動(dòng)情況?，F(xiàn)如今，在應(yīng)用反滲透技術(shù)時(shí)，常運(yùn)用的反滲透膜主要包括兩種，一種是使用醋酸纖維素或是三醋酸纖維素材料制造的反滲透膜，另一種是運(yùn)用芳香族聚酰胺材料加工的反滲透膜。

1.2 反滲透技術(shù)應(yīng)用

從20世紀(jì)60年代開始，我國研究人員已經(jīng)開始進(jìn)行環(huán)保水處理、海水淡化處理工作，反滲透技術(shù)屬于經(jīng)濟(jì)適用性比較好的技術(shù)方式之一。在運(yùn)用反滲透技術(shù)時(shí)，一般不需要使用比較復(fù)雜的操作流程，實(shí)施難度相對(duì)較低，反應(yīng)環(huán)境的溫度處于溫和狀態(tài)，并不會(huì)產(chǎn)生相變問題，能源損耗量相對(duì)較少。若是將反滲透技術(shù)合理運(yùn)用在復(fù)雜超純水制備活動(dòng)中，能夠制備出比較穩(wěn)定的超純水，可以在水質(zhì)表現(xiàn)狀態(tài)層面保證穩(wěn)定性，在減少酸堿性物質(zhì)損耗數(shù)量的同時(shí)，減少經(jīng)濟(jì)支出。

反滲透技術(shù)在城市濃鹽水處理、污水處理方面具有明顯優(yōu)勢。在使用反滲透技術(shù)時(shí)，要重點(diǎn)考慮滲透壓因素、反滲透膜材料，在處理物質(zhì)成分比較復(fù)雜的污水時(shí)，對(duì)于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求比較高，由于待處理污水中存在很多無機(jī)鹽類物質(zhì)以及氧化劑，可以保證反滲透技術(shù)能夠正常推進(jìn)，降低反滲透膜材料出現(xiàn)損壞問題的可能性。

在對(duì)污水展開預(yù)處理時(shí)，需要添加適量絮凝劑，過濾掉懸浮固體物質(zhì)，合理使用活性炭可以吸附污水中存在的有機(jī)物，借助酸性物質(zhì)可以去除掉污水中含有的碳酸根物質(zhì)。

2 反滲透濃鹽水的處理工藝

2.1 高級(jí)氧化工藝

高級(jí)氧化工藝可以及時(shí)處理掉濃鹽水中存在的有機(jī)污染物，在改良好濃鹽水的水質(zhì)情況后，可以降低濃鹽水引發(fā)二次污染的可能性，在濃鹽水處理中具有明顯優(yōu)勢。

在運(yùn)用高級(jí)氧化技術(shù)時(shí)，通過綜合使用紫外光、可見光、催化劑，可以在水處理環(huán)節(jié)中產(chǎn)生比較多的活性自由基，在自由基鏈反應(yīng)影響下，一些有機(jī)物大分子被分解為小分子，能夠順利將其氧化為水和二氧化碳，在化學(xué)反應(yīng)中羥基自由基的發(fā)揮效果比較高，在氧化還原點(diǎn)位不斷升高的情況下，氧化性能也會(huì)隨之提高。

2.2 物理與化學(xué)處理方法

在處理濃鹽水時(shí)使用的物理處理方式、化學(xué)處理方式主要包括吸附處理技術(shù)、沉淀處理技術(shù)。吸附處理技術(shù)主要是借助一些含有多孔結(jié)構(gòu)的固體吸附劑，將濃鹽水內(nèi)部有機(jī)物質(zhì)吸附掉，可以及時(shí)處理水中溶解物質(zhì)，但是難以氧化的化學(xué)物質(zhì)很難完全去除掉。

混凝沉淀處理技術(shù)能夠去除濃鹽水中存在的膠體物質(zhì)、大直徑顆粒物質(zhì)。在反滲透濃鹽水中存在生化反應(yīng)殘存微生物、還原性膠體物質(zhì)、很難降解的化學(xué)物質(zhì)。反滲透濃鹽水中存在一些不溶性物質(zhì)，使用混凝沉淀處理技術(shù)可以去除這類物質(zhì)，再加上膠體表面存在電荷，在水溶環(huán)境中穩(wěn)定性較高。

2.3 生物處理工藝

生物處理技術(shù)主要是對(duì)有機(jī)物開展氧化分解，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為碳水化合物或者蛋白質(zhì)類物質(zhì)，這些小分子有機(jī)物順利流入到生物細(xì)胞內(nèi)，會(huì)被氧化分解為二氧化碳?xì)怏w并排出體外。微生物可以在無氧環(huán)境、有氧環(huán)境維持正常生理活動(dòng)，在處理低濃度鹽水、工業(yè)濃鹽水時(shí)，可以使用好氧微生物處理技術(shù)，從生物膜處理技術(shù)的角度展開全面分析，曝氣生物濾池技術(shù)比較先進(jìn)，在生物反應(yīng)器內(nèi)填充很多載體以后，污水以及氧氣可經(jīng)反應(yīng)器底部區(qū)域到過濾層，污水與生物膜發(fā)生直接接觸時(shí)，有機(jī)物質(zhì)會(huì)被吸附在生物膜結(jié)構(gòu)上，載體濾料具有過濾有機(jī)物的作用，能夠?qū)ξ鬯l(fā)揮出凈化效果。

3 工藝流程分析

3.1 酸堿中和

在動(dòng)力車間酸堿濃鹽水放入到酸堿中和水罐中，在完成中和處理以后，添加適量的酸性物質(zhì)、堿性物質(zhì)，將酸堿值調(diào)節(jié)到7，通過使用酸堿水提升泵將其送入到RO酸堿水調(diào)節(jié)罐之中。

反滲透濃鹽水在系統(tǒng)余壓影響下，通過HDPE管使酸堿水和RO濃水-酸堿水調(diào)節(jié)罐發(fā)生混合調(diào)整。在動(dòng)力車間設(shè)計(jì)好換熱器，借助廠區(qū)凝結(jié)水的余溫，加熱反滲透濃鹽水，確保系統(tǒng)裝置水溫不會(huì)超過20。C。調(diào)節(jié)罐出水在自流處理后進(jìn)入澄清池中，能夠去除濃鹽水中存在的懸浮物以及膠體，可以在降低氧化塔氧化劑投放量的基礎(chǔ)上，確保氧化塔處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

3.2 氧化塔

在澄清池出水到吸水井以后，能夠經(jīng)過氧化塔進(jìn)水泵調(diào)整后進(jìn)入到氧化塔中。在催化劑的影響下，臭氧和氧化塔污水直接接觸產(chǎn)生氧化反應(yīng)，有助于減少RO濃鹽水中存在的BOD物質(zhì)、COD物質(zhì)、NH3-N物質(zhì)，可以將大分子有機(jī)物氧化分解為小分子物質(zhì)，有助于提升B/C的比率，能夠?yàn)樯磻?yīng)創(chuàng)造良好的反應(yīng)條件[1]。

若是使用兩個(gè)催化反應(yīng)塔，各自承擔(dān)總水量的50%，在其中一個(gè)塔開展反沖洗以及檢修處理時(shí)，另一個(gè)催化反應(yīng)塔需要符合應(yīng)用需要，在選擇臭氧發(fā)生器起源時(shí)，應(yīng)該運(yùn)用一些外購液氧源，將催化劑運(yùn)用在濾床上堆積密實(shí)度比較高，每7d需要對(duì)催化劑展開一次水沖洗操作、氣洗操作，氧化塔在出水順利完成自流處理后進(jìn)入到吹脫池，吹脫池在設(shè)計(jì)吹脫臭氧釋放量時(shí)，供氣強(qiáng)度可以達(dá)到1.3L/（m2·min），可以在較短的時(shí)間內(nèi)分解掉剩下的臭氧[2]。

3.3 吹脫池

為了能夠損耗掉吹脫池的臭氧，在出口位置規(guī)劃設(shè)計(jì)ORP，對(duì)吹脫池分解處理情況展開實(shí)時(shí)監(jiān)控管理，吹脫池出水在經(jīng)過堰溢后能夠直接進(jìn)入MBBR反應(yīng)池中。MBBR池作為降解處理COD的主要方式，在反應(yīng)池上使用流動(dòng)床以及生物膜技術(shù)，使得填料懸浮在污水表面，曝氣不但能夠?yàn)樯锾峁┥L需要運(yùn)用的氧氣，而且可以確保填料在水中懸浮處理的狀態(tài)，這種技術(shù)同時(shí)兼具活性污泥優(yōu)勢、生物膜優(yōu)勢。

在生物馴化影響、誘導(dǎo)影響下，生物池內(nèi)細(xì)菌生物忍耐能力不斷提升，含鹽量比較高，代謝活動(dòng)比較旺盛，具有降解處理COD以及降解NH3-N的效果。MBBR池出水自流氣浮裝置主要運(yùn)用了溶氣氣浮技術(shù)去除生化反應(yīng)液存在的污泥，浮渣會(huì)直接自流處理到污水池中，在提升泵的協(xié)助下將水送到浮渣池中，然后統(tǒng)一開展污水處理，在監(jiān)測數(shù)據(jù)滿足合格要求后，能夠經(jīng)過泵進(jìn)行提升外排處理，在氣浮池出水中COD并未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)以后，需要將氣浮出水送入到臭氧氧化塔吸水井中。

在處理濃鹽水時(shí)，出水COD應(yīng)該滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)，濃鹽水在進(jìn)入到酸堿中和水罐后能夠?qū)嵤┲泻吞幚恚夹g(shù)人員應(yīng)該基于水的性質(zhì)添加適量酸物質(zhì)、堿物質(zhì)，保證酸堿水提升泵可以使用HDPE管將濃鹽水送入到調(diào)節(jié)罐之中，在系統(tǒng)余壓影響下調(diào)整好酸堿水，在加熱處理以后出水可以直接使用自流方式進(jìn)入到澄清池中，澄清池可以及時(shí)去除濃鹽水中殘存的懸浮物以及其他雜質(zhì)，盡量降低氧化塔中氧化劑應(yīng)用量，澄清池出水在進(jìn)入到吸水井后，再經(jīng)氧化塔處理后流入進(jìn)水泵中[3]。

通過在氧化塔中內(nèi)設(shè)臭氧釋放器，能夠在較短時(shí)間內(nèi)分解并清理掉反滲透濃鹽水中存在的臭氧，流動(dòng)床生物膜技術(shù)能夠使填料懸浮在濃鹽水表面，具有降解處理作用。通過對(duì)濃鹽水環(huán)保處理流程進(jìn)行監(jiān)測管理，在環(huán)保水處理達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)以后開展監(jiān)測處理，在監(jiān)測符合標(biāo)準(zhǔn)要求后進(jìn)行外排處理，有助于進(jìn)一步提升反滲透濃鹽水環(huán)保處理效果。

在使用環(huán)保水處理技術(shù)處理反滲透濃鹽水時(shí)，應(yīng)該重點(diǎn)考慮有機(jī)物去除效果，但是對(duì)于運(yùn)行成本損耗量要求比較高。在單獨(dú)的臭氧單元，不需要對(duì)水樣的酸堿值展開優(yōu)化調(diào)節(jié)，不會(huì)出現(xiàn)酸堿溶液損耗問題，有助于減少反滲透濃鹽水的環(huán)保處理成本。

4 反滲透濃鹽水的環(huán)保處理方式

4.1 直接排放、間接排放

將濃鹽水直接排放到海洋中，這種反滲透濃鹽水的處理方式效率比較高、價(jià)格低廉，但是海洋對(duì)于排放物的消納能力有限，難以消納濃度過高的濃鹽水、淡化運(yùn)用的化學(xué)物質(zhì)，直接排放到海洋中，容易對(duì)海洋環(huán)境和生物產(chǎn)生不利影響，甚至?xí)斐伤次廴締栴}。濃鹽水雖然能夠迅速沉入海底，但是波浪因素、水力因素、地理因素會(huì)對(duì)反滲透濃鹽水處理效率產(chǎn)生直接影響[4]。

因此技術(shù)人員需要將反滲透濃鹽水排放口設(shè)置在距離海岸比較遠(yuǎn)的位置，有助于降低對(duì)海岸海洋環(huán)境產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。在選擇好濃鹽水排放地時(shí)，應(yīng)該著重考慮排放口周邊海水的水力特點(diǎn)、環(huán)境特點(diǎn)、氣候特點(diǎn)，使用擴(kuò)散器提升稀釋效果、分散效果，防止?jié)恹}水快速聚集在海底，若是按照潮汐周期變化進(jìn)行濃鹽水排放，擴(kuò)散效果比較高，因此需要在存儲(chǔ)濃鹽水之前準(zhǔn)備儲(chǔ)存池，這種方式適合運(yùn)用在小型海水淡化廠中。

4.2 排放到地表水系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)

將反滲透濃鹽水直接排放到地表水體中，濃鹽水對(duì)地表水體水質(zhì)產(chǎn)生的影響比較大，這種方式適合運(yùn)用在濃鹽水排放量比較小的反滲透系統(tǒng)中，在不會(huì)對(duì)地表水體產(chǎn)生負(fù)面影響的同時(shí)，將污水以及雨水混合在一起，能夠直接將濃鹽水排入地表水體中，一般情況下，將排放口設(shè)計(jì)在流速比較快、交換能力比較強(qiáng)的深水水域進(jìn)行排放，能夠運(yùn)用擴(kuò)散器提升稀釋速度[5]。

4.3 排入蒸發(fā)塘中

正常情況下，蒸發(fā)塘一般會(huì)建設(shè)在比較炎熱、蒸發(fā)量比較大、降水量比較少的土地上，在氣候條件允許的情況下，通過充分運(yùn)用太陽能，可以使反滲透濃鹽水進(jìn)行蒸發(fā)。蒸發(fā)塘一般會(huì)開展防滲透處理、防溢流處理，避免濃鹽水滲入到地表或是地下水中，但是需要將蒸發(fā)殘余的固體送到垃圾填埋中，中東地區(qū)一般會(huì)使用蒸發(fā)塘處理濃鹽水。

4.4 深井注射

深井注射法屬于處理反滲透濃鹽水的有效方式，但是深井注射方式流程比較復(fù)雜，成本相對(duì)較高。深井注射對(duì)于地理環(huán)境的要求較高，應(yīng)該將注射井選定在滲透水平較高、面積較大的注射區(qū)。深井注射位置一般會(huì)小于附近含水層，在巖土透射性較強(qiáng)時(shí)，方便進(jìn)行注射，因此應(yīng)該在勘探清楚選址含水層深度的同時(shí)，對(duì)巖土結(jié)構(gòu)開展試驗(yàn)、探查處理，要結(jié)合具體情況確定處理反滲透濃鹽水是否可以使用深井注射法。

4.5 其他處理方法

在使用芬頓法處理反滲透濃鹽水時(shí)，含鹽量相對(duì)較高、導(dǎo)電能力較強(qiáng)，及時(shí)去除濃鹽水中存在的有機(jī)物，在電解處理以后需要添加適量的混凝劑，保證濃鹽水經(jīng)過反滲透系統(tǒng)進(jìn)水處理以后重新進(jìn)行運(yùn)用。在運(yùn)用膜蒸餾方式處理反滲透濃鹽水時(shí)，可以在常壓環(huán)境下借助溫差使?jié)恹}水結(jié)晶化，方便進(jìn)行濃鹽水回收，在創(chuàng)建好反滲透膜蒸餾集成管理系統(tǒng)以后，總產(chǎn)水率會(huì)超出95%。

在運(yùn)用超聲波處理技術(shù)處理反滲透濃鹽水時(shí)，主要是借助高頻率超聲波進(jìn)行凈化處理，提高濃鹽水的水質(zhì)，保證濃鹽水經(jīng)過處理以后可以滿足生產(chǎn)生活用水標(biāo)準(zhǔn)。通過合理運(yùn)用微污水源處理技術(shù)加強(qiáng)對(duì)濃鹽水過濾處理、退凝處理的控制，不需要使用新設(shè)備即可以去除濾料中殘存的濁物，具有分解有機(jī)物的功能，可以在減少有機(jī)物分解處理時(shí)間的基礎(chǔ)上提高濃鹽水處理效率[7]。

5 結(jié)束語

在反滲透濃鹽水中使用環(huán)保水處理技術(shù)，能夠在優(yōu)化改良濃鹽水水質(zhì)情況的同時(shí)，切實(shí)滿足節(jié)能降耗要求。因此應(yīng)該提高對(duì)環(huán)保水處理技術(shù)的重視程度，對(duì)濃鹽水展開環(huán)保處理，將其降解為淡鹽水，在不斷提高濃鹽水降解效果的同時(shí)，提高濃鹽水環(huán)保處理效果。