黃書恒(江蘇潤地環(huán)保有限公司,江蘇 昆山215300)
現(xiàn)階段,在水處理技術(shù)逐步完善的推動(dòng)下,全膜法日趨成熟,該工藝具有諸多優(yōu)點(diǎn),如不需要酸堿再生、便于操作、出水水質(zhì)穩(wěn)定等等,正因如此,使得全膜法的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。除了可以利用全膜法水處理工藝制取純水之外,還可在環(huán)保工程中對污水進(jìn)行處理。借此,下面就全膜法水處理工藝技術(shù)及其應(yīng)用展開分析探討。
全膜法是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的水處理工藝,其中涵蓋諸多先進(jìn)的技術(shù),如UF(超濾)、EDI(連續(xù)電解除鹽)、RO(反滲透)等等。通過該工藝可對水中的污染物進(jìn)行有效去除,從而提高水質(zhì),減輕水環(huán)境污染。全膜法的技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:
全膜法的占地面積約為臭氧活性炭水處理工藝的33-50%左右,由于占地面積比較小,從而使得全膜法的基礎(chǔ)建設(shè)成本較低?,F(xiàn)場設(shè)備設(shè)施的安裝量小,節(jié)省了前期投入資金[1]。此外,因全膜法無需進(jìn)行酸堿再生,不但簡化了工藝流程,而且還符合環(huán)保要求。
與傳統(tǒng)的水處理工藝相比,全膜法的各方面性能更加完備,它的自動(dòng)化程度非常高,高低壓保護(hù)的設(shè)置,使整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行安全性得到顯著提升;系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備的故障率相對較低,能夠保證系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行,不但降低了維護(hù)成本,還使利用效率得以提高;系統(tǒng)運(yùn)行過程中,水的回收率比較高,經(jīng)EDI處理后的水均可回收再利用,出水水質(zhì)的穩(wěn)定性較好。
全膜法水處理系統(tǒng)中的設(shè)備調(diào)試無需過多的前提條件,整個(gè)過程相對比較簡單,當(dāng)出水的淤泥密度小于5.0時(shí),便可進(jìn)行調(diào)試;從設(shè)備調(diào)試開始直至得到合格的出水水質(zhì)所需的時(shí)間比較短,調(diào)試中酸堿的用量少,與環(huán)保要求相符。
由于全膜法所具備的上述技術(shù)優(yōu)勢,使其得到越來越廣泛的應(yīng)用,涉及的領(lǐng)域不斷進(jìn)增多,如純水制取、環(huán)境保護(hù)等等。
(1)制取流程
①控制水溫。通常情況下,RO 的產(chǎn)水量會(huì)受到水溫的影響,由相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果可知,當(dāng)水溫降低1℃,RO的產(chǎn)水量大約會(huì)下降3.5%左右。因此需要對水溫進(jìn)行有效地控制[2]。在應(yīng)用全膜法對純水進(jìn)行制取時(shí),如果進(jìn)水的溫度低于預(yù)先設(shè)定好的溫度時(shí),會(huì)對RO 產(chǎn)水量造成一定的影響。為避免這一問題的發(fā)生,可以利用蒸汽對進(jìn)水進(jìn)行加熱,提高其溫度,從而使其達(dá)到設(shè)定水溫的要求,確保產(chǎn)水量的穩(wěn)定性。
②UF系統(tǒng)。在應(yīng)用全膜法制取純水的過程中,超濾膜的選用至關(guān)重要,直接關(guān)系到處理效果,要保證選用的超濾膜具有良好的耐污性,易于反洗恢復(fù),截留分子量的質(zhì)量單位越高越好。對UF 系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),為最大限度地降低設(shè)備自身的污染速度,從而達(dá)到延長藥洗周期的目的,可以采用濃水循環(huán)、小藥洗、反洗等技術(shù)措施。其中反洗可設(shè)定為每間隔30min一次,這樣能夠避免污染物大量堆積在膜表面,從而提高UF 系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。
③RO系統(tǒng)。在RO系統(tǒng)中,可以選用抗污染性能較好的苦咸水膜元件,并在一級(jí)進(jìn)水加藥中,使用阻垢劑和NaHSO3,這樣除了能夠有效避免結(jié)垢之外,還能對水中的余氯進(jìn)行去除;在二級(jí)進(jìn)水加藥選用NaOH,以此來對水的pH進(jìn)行調(diào)節(jié)[3]。RO二級(jí)濃水以兩路的方式進(jìn)行回流,其中一部分回流至高壓泵前,之所以采用這樣的設(shè)計(jì)主要是因?yàn)槎?jí)的回收率較高,而濃水側(cè)的流速相對較低,分為兩路后能夠大幅度提升進(jìn)水側(cè)的流速,并在湍流的作用下,對滯留層產(chǎn)生破壞,從而避免膜的表面出現(xiàn)大量的結(jié)垢,由此可顯著提升RO 系統(tǒng)的除鹽效果。不僅如此,通過這樣的設(shè)計(jì)還能達(dá)到酸堿中和的目的,有助于減少堿的投加量。
④EDI 系統(tǒng)。在應(yīng)用全膜法制取純水的過程中,如果采用的是多模塊并聯(lián)的方式,應(yīng)保證各個(gè)模塊的進(jìn)出水量恒定,所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),需要在各個(gè)模塊上配置流量調(diào)節(jié)裝置,從而使各個(gè)模塊的濃水流量、產(chǎn)水流量保持高度的一致性,這樣能夠提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性,有助于延長各個(gè)模塊的使用年限[4]。
(2)應(yīng)用效果
全膜法水處理工藝制取純水產(chǎn)水水質(zhì)較為穩(wěn)定,進(jìn)水經(jīng)超濾處理后的淤泥密度在3.0 以下,滿足RO 對進(jìn)水水質(zhì)的要求。整個(gè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制,運(yùn)行安全、可靠,便于操作,經(jīng)濟(jì)環(huán)保,是制取純水的有效方法,具有良好的推廣使用價(jià)值。
全膜法在水中雜質(zhì)的去除方面具有非常顯著的效果,因此,可在環(huán)境保護(hù)中對全膜法進(jìn)行應(yīng)用。
(1)超濾膜的應(yīng)用
超濾膜是UF技術(shù)的核心,其材料的種類較多,借助壓強(qiáng)的作用,超濾膜可以對水中的溶質(zhì)進(jìn)行有效分離,可以按照被分離物質(zhì)的分子量、質(zhì)量、膜孔結(jié)構(gòu)等因素,對壓強(qiáng)進(jìn)行合理確定,從而確保超濾效果。同時(shí),在應(yīng)用超濾膜對水質(zhì)進(jìn)行處理時(shí),需要除菌和消毒,使出水水質(zhì)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求。
(2)RO工藝的應(yīng)用
水中含有各種各樣的雜質(zhì),利用RO 工藝能夠?qū)﹄s質(zhì)起到一定的阻滯效果。在RO工藝中,反滲透膜是核心部分,其材質(zhì)具有一定的特殊性,主要是由RO 復(fù)合膜與醋酸纖維素制作而成,除了本身比較細(xì)膩之外,還具備超強(qiáng)的融水效果,能穿透水分子,降低雜質(zhì)的污染程度。在環(huán)保工程中應(yīng)用RO工藝時(shí),可通過變壓器控制加壓,避免高壓沖擊對反滲透膜造成影響。在全膜法中,RO工藝是較為重要的組成部分之一,它可以對膜起到有效地保護(hù)。應(yīng)用RO 工藝對工業(yè)廢水進(jìn)行處理時(shí),要投加阻垢劑,借此來對鎂、鈣等離子進(jìn)行阻滯,使其形成污垢,以便進(jìn)行反滲透。此外,在RO工藝中,為對水中的顆粒雜質(zhì)進(jìn)行有效控制,應(yīng)改變分子量,完善有機(jī)質(zhì),并在脫鹽系統(tǒng)中減少樹脂的周期應(yīng)用,從而達(dá)到降低酸堿消耗量的目的。
(3)EDI工藝的應(yīng)用
在環(huán)保工程中通過對EDI工藝的應(yīng)用,主要是借助電極作用來完成離子交換,從而使樹脂再生,經(jīng)反復(fù)電解達(dá)到脫除水中鹽的目的。由此除了可以使水質(zhì)的純度獲得提升之外,還可以保證水質(zhì)安全。通過拋光床的加入,能降低水的離子濃度,經(jīng)過精煉后,便可提取到純度較高的水。由于拋光床無法進(jìn)行循環(huán)利用,因此,在實(shí)際應(yīng)用中,為提高生產(chǎn)效率,要定期對拋光床進(jìn)行更換。同時(shí),為形成穩(wěn)定的EDI單元,應(yīng)利用交換膜對填充過程進(jìn)行完善。
綜上所述,全膜法水處理工藝以其自身所具備的技術(shù)優(yōu)勢,在多個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。通過全膜法能夠制取純水,并且還能在環(huán)保工程中,對污水進(jìn)行有效處理,去除水中的雜質(zhì),改善水質(zhì)。未來一段時(shí)期,應(yīng)當(dāng)加大對全膜法水處理工藝的研究力度,除對現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化之外,還應(yīng)開發(fā)一些新的技術(shù),從而使其更好地為各個(gè)領(lǐng)域服務(wù)。