反渗透水处理设备在工业污水处理中的应用

闫婷婷 陈伟鹏

摘 要：随着经济的迅速发展以及科学技术水平的不断提高，我国的工业化发展迅速，随之带来的工业污水也逐渐增多，污水处理一直是工业生产中的一项重要内容，近年来污水处理技术也不断改革与创新，本文就针对反渗透水处理设备在工业污水处理中的应用进行研究与分析。

关键词：反渗透；膜处理；污水处理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.052

1 反渗透水处理设备的基本情况

（1）隔栏装置：在对垃圾污水进行处理之后可能会存在着体积较大的悬浮物，因此需要设置隔栏装置将之隔离出来，在设计上，主要是为三层孔隙分别为 4、8、15 mm组成的隔栏装置。

（2）保安过滤器：保安过滤器的设置主要是为了对可能存在的固体悬浮物进行隔离，以此来防止悬浮物的污染。采用的是过滤精度为10?m的PP微滤器。

（3）超滤系统：超滤系统主要是由中空纤维膜并联组成。一般情况下，在使用1至2小时后需要对其进行冲洗与反冲洗，以此来保证过滤操作的有效性。

（4）加药装置：由于污水中存在着一定量的悬浮物，因此处理的过程中需要添加混凝剂提高悬浮物的颗粒度，以便于正常砂滤。

（5）RO膜系统：这一系统主要是由多支反渗透膜串联而成，一般情况下是使用60至90分钟后，需要对其冲洗，防止有机物污染膜系统。RO膜系统的重要作用是促使水中水分子和各种溶解杂质进行分离，并由此形成普通纯水与浓缩水，并运用于其它运作环境中。

（6）双砂过滤器：双砂过滤器主要采用的是两级压力式过滤罐，通过无烟煤和石英沙组成的双砂过滤器截留水中絮凝体和其他悬浮物，以此来对浑浊度进行有效的降低。双砂过滤器在设置上充分结合了滤料含污量大的特征，在其处理之下絮凝体进入到滤料层中间，部分絮凝过程在滤床孔隙内完成，这样一来，就能够对絮凝体在滤层中的穿透深度进行一定程度的增加，这对防止滤层过早堵塞起到重要的作用，进而延长反渗透膜的使用年限。

2 膜系统的工艺设计分析

对于垃圾污水而言，其中的有机物含量相对较高，在未进行污水处理之前其氧耗的均值测定为22000mg/L左右，在对其进行了相应的生物化学处理后，其氧耗量测定在310mg/L，为了适应反渗透膜处理需要进行优质预处理，设置了两级砂滤、精滤以及中空纤维超滤系统，从而对水质的浊度进行有效的控制，并对膜系统的使用年限与清洗周期进行一定程度的保证。在此膜系统之中，截留颗粒与分子量逐级进行，具体顺序为两级砂滤、保安过滤器、中空纤维超滤，在每一级的污水处理过程中对颗粒量与分子量的控制也存在不同的标准。两级砂滤的颗粒量在2mm-0.45mm，保安过滤器的颗粒量在10um之内，中空纤维超滤的分子量在2至30万的范围内，而反渗透膜分子量在100至2000之间。根据研究发现，浓差极化是引起膜初始通量衰减的主要因素，一般情况下，通量衰减率随着膜截留分子量的减少而增加。而膜长期运行的通量衰减主要是由于膜污染引起，膜截留分子量愈大 ， 通量衰减幅度愈大。

3 优化操作方式与水力学特性

在对膜系统的系统工艺进行确定之后，影响膜污染的主要因素便是操作方式，而反冲洗是减缓膜污染的重要操作之一。为了保证膜系统的使用年限，需要用成品水对超滤进行冲洗与反冲洗处理，对反渗透膜系统进行冲洗处理。一般情况下，在系统运行2小时后，需要对超滤进行反冲洗处理80秒，冲洗处理50秒，对反渗透系统冲洗60秒，这样一来，就能够对膜系统的污染进行一定程度上的减缓，并对系统的有效运行进行作出保障。就一般情况而言，除了污泥浓度、混合粘液度等因素会对膜通量造成影响，污水本身的过滤性能也会在一定程度上影响膜通量，例如活性污泥性状等。基于这一方面的考虑，在操作过程中加入一定量的絮凝剂，这能够对泥水的分离性能进行改善，使其形成体积相对较大、粘性更小的污泥絮体，减小了污泥污染堵塞的可能性。值得一提的是，絮凝剂的添加一定要适量，过多的话会在一定程度上抑制污泥活性，进而对系统的处理效果造成影响。

通过对水力学特性做出合理改善，能够对膜污染起到有效的减缓作用。改善水力学特性即度膜面附近料液的流体力学条件进行一定程度的改善，具体方式有提高流体的膜面流速以及减少浓差极化等，这样一来，被截留的溶质及时被带走，进而起到减缓膜污染的作用。

4 超滤膜预处理延缓反渗透膜污染

传统工艺一般都是采用超滤膜作为反渗透预处理工艺，这种方法存在着一定的弊端，主要表现为绝对屏障较少，现阶段的超滤和微滤膜的性能相对更高，所产出的水质相比传统工艺的产水水质有了较大程度上的提升。现在一般情况下使用中空纤维膜居多，其特性主要表现在两个方面：一方面，纤维丝在进行冲洗与反洗的过程中频率更高、耗时更短，且自动化程度较高，在这种情况下系统能够在短期脱机时保持稳定的透水通量；另一方面，中空纤维膜能够在较低的错流流速之下运行。现有超滤预处理方式的主要优势在于膜技术， 给水与透水之间膜屏障的存在， 使胶体物质与病菌下降几个log值。在对垃圾污水进行处理的过程之中，原先的石灰澄清、介质过滤已经被新型可反洗中空纤维膜预处理所取代，而这种操作模式对于污水处理效果更佳，经过观察与研究，处理过后的进水水质控制在了0.2NUT之内。

5 结束语

本文就针对反渗透水处理设备在工业污水处理中的应用进行研究与分析。首先对反渗透水处理设备的基本情况进行了一定程度上的介绍，并在此基础之上做出了膜系统的工艺设计分析，最后从优化操作方式、改善水力学特性以及超滤膜预处理三个方面重点分析了反渗透水处理设备在工业污水处理中的应用。反渗透水处理设备在污水处理中应用只要工艺设计合理， 优化操作系统， 防止膜的污染， 它在污水处理和污水回用方面的应用具有重要意义。

参考文献：

[1]何义亮，李春杰，吴志超，顾国维.厌氧超滤膜反应器截留分子量研究[J].中国给水排水，1999（09）.

[2]王亞娥，何义亮.膜—生物反应器特性影响因素研究[J].上海环境科学，1999（07）.

[3]樊耀波，王菊思，姜兆春.膜生物反应器中膜的最佳反冲洗周期[J].环境科学学报，1997（04）.