摘要：某钢铁企业将一级反渗透的浓水通过浓水反渗透处理后，进行回用。该设计采用了先进技术和工艺，运行管理高效，自动化程度高，在充分考虑了预留量的同时兼顾了系统水量平衡和工程投资和运行成本。浓水反渗透系统连续运行4个月，进水压力增加、压差变化不大、产水量降低，整体运行正常。
关键词：浓水反渗透；钢铁废水；设计；
引言：
水是宝贵的自然资源，是工农业生产和人民生活必不可少的物质。我国是一个缺水严重的国家，目前我国工业、农业和生活水污染排放负荷大，化学需氧量、氨氮排放总量远超环境容量。2015年，国务院颁布了《水污染防治行动计划》（以下简称水十条），这是我国环境保护领域的又一重大举措。“水十条”确定的目标是：到2020年，全国水环境质量得到阶段性改善，污染严重水体大幅度减少，饮用水安全保障水平持续提升，地下水超采得到严格控制，地下水污染加剧趋势得到初步遏制等。
1 反渗透技术的定义
毋庸置疑，当今最先进和最节能的膜分离技术就是反渗透技术。反渗透技术的工作原理是，在高于溶液透压的作用下，通过不能透过半透膜的特点将物质和水分离。反渗透膜具备孔径非常小的特点，在渗透过程中可以有效去除水中溶解的盐类、胶体、微生物、有机物等。在脱盐技术中，反渗透膜是最广泛使用的一种方法。如果进行比较通俗的解释，反渗透技术就是对成分复杂的溶液进行大压力的渗透，在透过特制的渗透膜之后，将水分从溶液中分离出来。因为这个过程和渗透的过程相反，所以被称作为反渗透。
2设计的必要性
水资源的短缺制约着企业的发展，同时也倒逼企业通过技术手段提高水的循环利用率、减少新水用量，最终实现企业的可持续发展。反渗透是一种处理钢铁废水并达标回用的有效途径，并且在钢铁企业广泛使用。为了进一步提高钢铁废水的回用率，某钢铁企业将一级反渗透的浓水通过浓水反渗透处理后，进行回用。
反渗透是目前过滤精度最高的膜分离技术。过滤精度达到0.0001um。过滤了自来水中的所有物质，没有矿物质和微量元素，这种水是可以直接饮用的。水中的杂质如可溶性固体、有机物、胶体物质及细菌等则被反渗透膜截留，在截流液中浓缩并被去除。一级反渗透可去除原水中97%以上的溶解性固体。
我们可以从反渗透的过程看到，由于压力的作用，溶液中的水分子进入纯水中，纯水量增加，而溶液本身被浓缩。反渗透除盐原理，就是施以比自然渗透压更大的压力，使渗透向相反方向进行，把原水中的水分子压到膜的另一边，从而达到除去水中盐分的目的。这就是反渗透膜除盐原理。
该设计采用了先进技术和工艺，运行管理高效，自动化程度高，在充分考虑了预留量的同时兼顾了系统水量平衡和工程投资和运行成本，实现了当前利益与长远利益的有机结合。
3 工程概况
3.1 系统情况
浓水反渗透进水水源为一级反渗透的浓水，根据水量平衡，进水量为800 m3/h，产水400 m3/h，浓盐水400 m3/h。
3.2 浓水反渗透系进水水质
浓水反渗透进水为一级反渗透的浓水，其水质见表1。
表1 浓水反渗透进水水质
3.3 工艺设计
浓水反渗透增压泵将一级反渗透浓水加压后通过保安过滤器输送至高压泵，高压泵将浓水加压后进入浓水反渗透进行脱盐处理。浓水反渗透产水进入产水池，浓水进入浓水池，实现脱盐处理。在系统中设计了盐酸、杀菌剂、阻垢剂和碱的投加装置，保证系统的正常运行。为了提高反渗透的回收率，增加了浓水回流，回流量的大小根据运行情况调整。
3.4单元功能说明
共包括增压泵、保安过滤器、高压泵、反渗透和加药装置5个单元。设计5台增压泵，每套反渗透对应一台增压泵，目的是克服管道和保安过滤器的损失为高压泵供水。
保安过滤器设在反渗透装置之前，过滤精度为5μm，目的是为了防止水中大于5μm的颗粒在高压泵的加压下损坏反渗透膜。
高压泵主要是为反渗透膜组提供运行压力。高压泵的进水管设低压保护开关，以防止泵空转；出水管设高压保护开关，以防止误操作出现高压而损伤膜。
高压泵的出口装设电动慢开阀，以防止水锤对膜造成损伤。高压泵与阻垢剂计量泵互锁，当高压泵运行时，阻垢剂计量泵也同时运行。
浓水回用反渗透装置主要通过膜分离法对水中的溶解质与水的分离，以达水质要求。装置设计为5套，单套进水量200 t/h，产水量100 t，回收率50%，单套分为单级单段式排列方式，单套膜数量为204支，装置总膜数量为1020支。
盐酸用来调节反渗透进水pH，将pH至调至6.5左右；杀菌剂是为了防止微生物在反渗透中滋生；为了缓减钙、镁离子在膜表面结垢，投加了阻垢剂。以上三种药剂的投加均是防止膜污染从而影响反渗透的运行状况和膜寿命。反渗透产水为酸洗，所以需投加碱将pH调至中性。
4运行效果
7月份运行到12月底，浓水反渗透系统运行稳定。压差没有明显的升高、脱盐率没有明显的下降，但是产水量下降20 m3/h左右。
脱盐率是反渗透膜性能的最要参数，图1为浓水反渗透的在运行周期内脱盐率的变化趋势。从图1中看出，脱盐率变化较平稳，高于97.5%。
图1 浓水反渗透脱盐率变化趋势图
5结语
经济的发展意味着我国发展对于钢铁工业的需求加大，同时水资源的缺乏，这就形成了发展中的矛盾。对于钢铁生产对水资源的循环利用一直是人们关心的课题。环境关乎人类生存的环境，人们的环保意识不断提高，国家对于污水处理的要求越发严格，反渗透技术在众多污水处理方案中普及效果较好，处理效果也相对理想。高分子材料的研发在同步进行中，随着科研和经济的发展，注定会研发出渗透速率更高，使用效果更好的新型反渗透膜。
参考文献：
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论文作者:罗晓松,陈胜喜,刘淑蕊,陈大明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/16
标签：反渗透论文; 脱盐论文; 水中论文; 技术论文; 高压泵论文; 增压泵论文; 溶液论文; 《基层建设》2019年第21期论文;