反滲透處理工藝在地下水處理中的應(yīng)用
自20世紀50年代現(xiàn)代反滲透處理工藝的發(fā)現(xiàn),，到60年代的商業(yè)化運營，時至今日經(jīng)過50多年的發(fā)展,，反滲透水處理技術(shù)已成為當今世界上最先進的脫鹽技術(shù)之一,，成功地應(yīng)用于工業(yè)的各個領(lǐng)域，如電力,、化工,、石品軟料,、制藥、電子,、冶金等行業(yè),。到20世紀初，反滲透技術(shù)在水處理的市場份額每年都以很快的速度增長,，它與許多高科技產(chǎn)品一樣,，技術(shù)含量高，科技附加值高,，易操作,，使用方法易掌握。針對不同水源中水質(zhì)的不同情況,，在反滲透處理工藝的選擇上也會不同,。為了讓反滲透系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定、安全,、經(jīng)濟的運行,，需要對不同的水源進行針對性的工藝設(shè)計，本文著重介紹一下反滲透處理工藝在地下水處理中的應(yīng)用,。
地下水處理中反滲透處理工藝的選擇
地下水作為一種水源,，在中國有很廣泛的分布，取水也相對容易,。但是由于地下水的水質(zhì)時常會受到氣候等外在因素的影響,，波動性較大。比如下雨天,，地下水的懸浮物（SS）就會非常高,，如果此時的水如果進入到反滲透系統(tǒng)中，則系統(tǒng)會在短時間內(nèi)發(fā)生不可逆的污堵,，所以在處理工藝的選擇上要特別注意,，一般情況下反滲透的預(yù)處理工藝中會選擇相應(yīng)的機械過濾器,，來有效的降低地下水中不確定的高懸浮物對反滲透裝置的污堵,；比如說喀斯特地形，則地下水的硬度就會非常大,，一般會通過添加相對應(yīng)的阻垢劑來防止反滲透系統(tǒng)的結(jié)垢,。針對地下水的處理，經(jīng)過多年的經(jīng)驗,，現(xiàn)在已經(jīng)有幾個較好的反滲透處理工藝,，本文節(jié)選了其中一種反滲透處理工藝作為著重介紹，提供一個參考,。具體的處理工藝流程圖如下所示,。
 |
| 工藝流程圖 |
反滲透處理工藝的詳解
 |
| 現(xiàn)場圖 |
1）混凝過濾
由于井水受到下雨等外在因素的影響很大,，水中常夾帶大量泥沙，濁度變化較大,，易造成反滲透預(yù)處理系統(tǒng)運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定,，故在預(yù)處理中要加入混凝過濾，目的在去除地下水中膠體,、懸浮雜質(zhì),，降低濁度。在反滲透處理中通常用污染指數(shù)（SDI）來計量,，要求進入反滲透設(shè)備的給水的SDI＜4,。由于地下水懸浮物較多，且隨下雨等因素影響較大,，故預(yù)處理系統(tǒng)常選用聚合氯化鋁作為混凝劑,，礬花快速形成并成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，沉降速度較快,。
2）盤式過濾器
由于井水受到氣候等外在因素的影響很大,，常規(guī)的過濾器，如砂濾,，多介質(zhì)過濾器等,，在抵抗含高懸浮物和泥沙的井水瞬時沖擊時，存在反洗周期不確定性和生產(chǎn)急需用水的矛盾,，通常情況下效果不佳,，會為后續(xù)的處理工藝帶來隱患。而盤式過濾器因為其獨特的疊片式構(gòu)造,，使得系統(tǒng)在抗泥沙等含高懸浮物的沖擊下,，性能相對穩(wěn)定很多，有效的保證了出水懸浮物（SS）的低含量,，能夠為后續(xù)超濾膜系統(tǒng)始終提供優(yōu)質(zhì)的水源,，是地下水處理工藝當中非常重要的預(yù)處理工藝。
3）超濾膜過濾裝置
超濾膜系統(tǒng)主要是去除水中的懸浮物（SS）,，保證反滲透的進水SDI＜4,。通常情況下超濾膜的出水SDI非常小，在2左右,。另外由于超濾膜系統(tǒng)前有盤式過濾器,，所以超濾膜系統(tǒng)的進水中不會泥沙的出現(xiàn)和懸浮物的過量情況，在運行過程中不會出現(xiàn)“斷絲”的情況,，從而保證了反滲透進水對SDI的要求,。超濾膜的材質(zhì)一般選用聚偏氟乙烯（PVDF），孔徑在20nm左右,。
4）殺菌處理
通常情況下,，超濾膜過濾裝置后會加個水箱,，用來存放超濾膜過濾水，為了防止水箱中有微生物滋生,，會添加些殺菌劑進行殺菌處理,，常用的殺菌劑為次氯酸鈉（NaClO）。
5）高壓泵
高壓泵是為反滲透裝置提供能量的必須的設(shè)備,，高壓泵的型號通常根據(jù)反滲透系統(tǒng)設(shè)計軟件中的流量和壓力來選型,，高壓泵的揚程和進水鹽含量有很大關(guān)系，另外也受到進水溫度等因素的影響,。
6）阻垢劑和還原劑
由于地下水的硬度和堿度都是非常高,，為了使得反滲透系統(tǒng)能夠更好的運行，系統(tǒng)始終在沒有結(jié)垢的情況下運行,，需要根據(jù)具體的水質(zhì)投加相對應(yīng)的阻垢劑,；另外因為反滲透預(yù)處理中投加了氧化劑殺菌，故在反滲透進水時需要投加還原劑來還原,，使得反滲透系統(tǒng)的進水余氯小于0.1ppm（或ORP<200mV）,，滿足反滲透系統(tǒng)對進水氧化物質(zhì)含量的要求。
7）保安過濾器
由于反滲透之前要添加一些化學(xué)藥劑,，為了防止沒有溶解的顆粒狀的藥劑進入到反滲透系統(tǒng)中,，同時也為了給反滲透進水SDI提供雙保險（超濾系統(tǒng)是其中一個保險），所以添加了保安過濾器,。通常保安過濾器濾芯的孔徑為5μm,，流量視進水流量而定。
8）反滲透元件與裝置
反滲透膜元件是反滲透系統(tǒng)的核心部件,，要選用與地下水處理相對應(yīng)的膜元件,，根據(jù)系統(tǒng)的不同設(shè)計，可以選擇VONTRON公司的LP21－8040或者LP22-8040苦咸水膜元件,，具體情況如表,。一般情況下，反滲透系統(tǒng)回收率在75％左右,，同時系統(tǒng)的脫鹽率都非常高,，在97％以下，從而有效的保證了出水的水質(zhì),。
 |
| 反滲透膜元件性能表 |
9）系統(tǒng)控制
反滲透控制系統(tǒng)通常采用可編程控制器PLC組成一個分散采樣控制,，集中監(jiān)視操作的控制系統(tǒng),。按工藝參數(shù)設(shè)置高低壓保護開關(guān),，自動切換裝置，電導(dǎo),、流量和壓力出現(xiàn)異常時,，能實現(xiàn)自動切換,、自動聯(lián)鎖報警、停機,，以保護高壓泵和反滲透膜元件,。變頻控制高壓泵的起動和關(guān)停，實現(xiàn)高壓泵的軟操作,，節(jié)省能耗,，防止由于水錘或反壓造成高壓泵和膜元件損壞，確保系統(tǒng)能自動,、安全,、可靠地運行。
展望
隨著反滲透膜技術(shù)的不斷改進和分離工藝的改良,反滲透技術(shù)在地下水處理中的應(yīng)用所占比例正在不斷擴大,反滲透處理工藝也得到了高度的重視,并以較快的速度成熟和發(fā)展起來,。同時隨著新型膜與膜技術(shù)的開發(fā),反滲透處理工藝成本有望進一步降低,必將加快反滲透處理技術(shù)轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)力的速度,使之在解決世界性水資源短缺的難題中發(fā)揮更大的作用,。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
