高效反渗透技术在煤化工废水零排放中的应用

梁 鑫

（华阳新材料科技集团有限公司节能环保部，山西 阳泉 045000）

引言

当前，随着工业经济的发展使得煤化工企业逐渐涌现出来，而在煤化工企业的生产过程中，会消耗大量的水资源，并且也会产生大量废水，若是不对其进行有效的处理，则会在排放过程中对环境造成污染。为了降低煤化工企业的用水量，减少废水排放，避免环境污染问题的产生，煤化工企业则将高效反渗透技术科学应用其中，同时还要对该技术的具体内容以及标准流程进行全面了解，并要求工作人员严格按照相应的技术规范，对高效反渗透技术进行正确操作，使其能够在废水零排放中发挥出实际效用，进一步提高水资源的利用率，减少污染问题，促进煤化工企业的长远发展。

1 高效反渗透技术

1.1 高效反渗透技术的原理

所谓的反渗透，就是利用反渗透膜本身所具备的选择性，透过相关溶剂截留相应的溶质，以此实现有效的物质分离。在对煤化工废水进行处理时，就是促使水流通过半透膜，使得废水中存在的污染物质被截留。反渗透这一技术本身的驱动力则是膜两侧的压力作用。在具体的反渗透处理过程中，浓度较高的溶液会随着水分的不断流入逐渐被稀释，当水向浓溶液的方向流动时，就会产生一定的压力，这样则能够阻止净水流入其中，这样就会促使渗透保持良好的平衡状态。处在这一状态之中，水向浓溶液一侧与稀溶液一侧流动时的速度一样，也就是说水处在动态平衡阶段，这一阶段的压力就被称为渗透压。当浓溶液一侧存在外在压力，那么水就会从浓溶液这一侧流向稀溶液一侧，进而促使浓溶液侧的浓度逐渐增大，这一过程所呈现出来的就是渗透的反过程，即为反渗透[1]。

对于高效反渗透技术而言，其本身就是一种特殊的反渗透工艺，该工艺技术的有效应用，能够在整体的基础上，对常规渗透工艺予以科学优化，同时还能够对一些处理难度较高的原水进行高效处理。若是将高效反渗透技术合理应用到煤化工的循环废水处理工作中，则能够提高工业废水的排放标准，甚至能够帮助工业废水实现零排放，以此减少对环境的污染。在对高效反渗透技术进行具体应用时，有关工作人员需要利用相应的软化工艺，将废水中的硬度予以去除，并将存在于废水中的二氧化硫予以全部清除，还要提升其碱性，借此提高pH 值。与常规的反渗透技术相比较，该技术的产水回收率比较高，并且能够在废水零排放工作中发挥出重要作用，也能够获得预期的处理效果。

1.2 制约反渗透回收率的相关因素

对于反渗透回收率而言，对其产生制约的相关因素通常体现在常规的苦咸水方面，在废水处理工作中采用反渗透预脱盐技术，其所获得的回收率一般为75%，就整体来看，存在相对较大的制约。其中制约因素则包括悬浮物及微生物污垢、有机物等，这些因素的存在，使得反渗透回收率难以得到较高的提升。若想做好有效的预处理工作，借此提高反渗透回收率，则可以采用该方式：具体的废水处理中，可以使用石灰软化技术，对废水中存在的暂时硬度及悬浮物等物质予以清除，接着使用离子交换软化工艺技术，对废水中的硬度予以全面清除。另外，相关技术人员还需要使用脱气对废水中存在的二氧化碳进行去除，还可以增加适量的阻垢剂，实现对废水中二氧化硅的高效清除，这样才能够在一定程度上提升反渗透回收率[2]。

1.3 高效反渗透技术的特点

其一，该技术的产水回收率相对较高，能够在最大程度上降低反渗透水的排放量，提高对废水的利用率。其二，高效反渗透技术应用范围的扩大，使得膜的价格逐渐降低，与蒸馏工艺技术相比较而言，尤其是将其应用到含有高浓缩盐量的废水处理工作中，其自身的投资成本相对较低。

2 高效反渗透技术在煤化工零排放中的应用分析

2.1 装置设计基础

2.1.1 进水水量及水质的设计

相关技术人员在对高效膜浓缩装置进行设计时，要使其处理量保持在375 m3/h，对于煤化工废水而言，其主要来源于含盐废水膜处理装置中的常规反渗透浓缩溶液之中，其中的含盐废水膜处理装置，一般都是对循环冷却水、化学水处理站等方面的排污水进行处理，对于污水生化处理装置的产水也会予以处理。在对进水水质条件进行设计时，可以参照表1 的相关数据信息，还需要使得盐分质量浓度处在6 000 mg/L。

表1 设计指标

2.1.2 产水水量及水质的设计

对于高效膜浓缩装置来说，其本身具有产水水质好的优势，其产水也被称之为优质再生水，该装置的水回收率处在90%以上，产水还能够替代生产给水，大大节省了水资源，在对水质及产水水量进行设计时，需要参考相应的数据信息。

2.2 高效反渗透装置技术工艺

在完成高效膜浓缩装置的优化设计之后，就可以对煤化工废水进行科学有效的处理。在具体的处理过程中，上游含盐废水膜处理装置会产生的RO浓水，并且会直接进入到高效膜浓缩进料水罐之中，然后才能够对水量及水质进行科学调节。

废水本身具有硬度非常高的特点，可以设置并使用石灰、纯碱等材料对其进行有效的软化处理。相关技术人员可以在原水中加入适量的石灰以及纯碱，实现对废水硬度的有效去除，接着还要将废水引入到高效沉淀池中，借此对废水中的固体悬浮物予以清除。在此之后，需要对废水中的剩余硬度进行去除，这就需要使用两级离子交换的方式，其中一级则要使用强酸钠离子软化器这一设备，对废水中剩余的大部分硬度进行有效清除，二级就要利用弱酸阳离子交换器该设备，对废水中剩下的硬度进行全部清除，在完成废水硬度脱除工作后，就要接着将软水送入到脱气塔之中，这样则能够将软水中存在的大部分二氧化碳予以脱除，使得产水中存在的二氧化碳质量浓度低于5 mg/L[3]。

在脱碳后，要利用超滤成套设备装置对产水进行科学过滤，借助反渗透进水泵将过滤之后的废水提升到保安过滤器设备之中，借助该设备对产水中可能存在的直径超出5 μm 的颗粒进行去除，然后再利用反渗透高压泵，对其进行增压之后，将产水送入到高效反渗透单元之中。在将反渗透的产水送到反渗透HERO 产水的再生水池设施中后，需要再利用泵将该池中的反渗透产水，送入到强酸阳床交换器除氨系统之中，经过最后一道流程的精细处理之后，产生出来的水就可以直接进入到再生水回用水罐之中，进而将其应用到煤化工生产过程中。

另外，通过反渗透浓缩处理之后，产生出来的浓水应该储存在HERO 浓水中间池之中，利用反渗透浓水泵将其泵送到蒸发结晶单元之中。对经由钠离子软化器、弱酸阳离子交换器设备处理之后，得出的再生废液都要送到再生废水池之中，再由其泵送到蒸发结晶单元之中。对于经过强酸阳离子交换器处理之后，所得出的再生废液，则要将其送入SAC 强酸阳床再生废液水池这一装置之中，接着泵送到脱氨塔之中对其进行有效处理，经过处理之后的废水，则要送到蒸发结晶单元处理，最终所有的废液物质都在这一单元中得到高效处理，降低其污染度。

3 结语

在煤化工企业的废水零排放工作中，有效应用高效反渗透技术，能够在较大程度上减少水资源的消耗，同时还能够降低煤化工企业生产过程中的废水排放量，以此提高生产质量与效率。因此，相关煤化工企业应该提高对高效反渗透技术的重视程度，并且要对该技术进行深入了解，结合企业的实际生产情况，采用科学合理的方式，对该技术进行规范有效的操作应用，使其发挥出积极作用。