关键词:反渗透水处理技术;工艺;应用趋势
1导言
随着社会经济的发展和工业的进步,水环境污染亦日趋严重,水环境污染问题成为世界性的头号环境治理难题。水环境严重影响生态环境的同时,已经严重影响到人们的生产及生活问题。为此,加强水污染防治工作迫在眉睫。反渗透技术在水污染中日益受到人们的关注。特别是在城市水污染治理、日常饮用水处理等方面得到普遍应用。
2反渗透工作原理
反渗透是一种利用先进精密的膜制液体对所实施的物体进行分离隔断的技术,其主要的工作原理就是采用精密膜液两侧的压力差值形成的动力将溶液中的溶剂经过反渗透膜进行分解出来。这期间产生的压力差值成为渗透压,渗透压的高低溶液中溶剂分解的效率,而溶液的本身性质以及溶液的温度、浓度决定了精密膜液产生的渗透压的高低。反渗透膜是一个复杂而精密的装置,非常容易受到污染和堵塞,稍微的机械损伤也会破坏其的效能,因此利用该装置进行水处理时必须严格要求进水水质,再依据水质的性质和特点对原水进行预先处理,在保证水质符合运行标准的情况下,才能保证反渗透膜装置在水质处理过程中的高效能。
3反渗透水处理具体应用
3.1反渗透水处理在城市水污染应用
有数据表明:中国是一个干旱缺水严重的国家,淡水资源总量不足28000亿立方米,占全球水资源的6%(而中国人口占比全球超过18%),仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,名列世界第四位。但是,我国的人均水资源量只有2300立方米,仅为世界平均水平的1/4,是全球人均水资源最贫乏的国家之一。随着城市化进程节奏加快,城市生产生活用水呈现逐年上升趋势。城市对水污染治理包括对污染水的回收及净化工作,污水处理厂将回收回来的污水通过净化后,提取水中优质的淡水资源。反渗透水处理技术现已广泛应用到城市水污染回收利用中。例如,日本属于岛国,地域狭窄、资源匮乏。日本政府对水资源问题高度重视。在日本污水处理厂注重对污水回收利用,将反渗透水处理技术通过改进后,提高污水回收率。
3.2反渗透水处理在日常饮用水应用
在我国长江以北流域,城市用水多为地下水,地下水中盐分及微生物含量较高,致使水分子中携带电离子含量极高。在这些地区的污水处理厂采用高科技反渗透水处理技术,提高地下水使用率。通过升级后的反渗透水处理技术使用8.5inch的中空纤维组件,透水水质在200~2500ppm,反渗透水处理工艺可靠稳定污水回收率高达45%。
城市日常水污染处理采用反渗透水处理的集成技术,替代传统沉淀+过滤+臭氧-活性炭等较粗处理工艺,100%去除市政给水中的藻类、微生物、细菌、大肠杆菌等,大幅降低杀菌用氯用量,保障饮用水安全。此项集成技术处理出的水质较为稳定,而且也不受未处理前的水质波动影响;处理工艺流程短,整体占地面积小(比传统减少1/2-2/3);使用寿命长,产水率高;是市政给水管理的发展方向。作为新一代自来水生产技术,能够很好解决生活饮用水的安全和卫生问题,出水水质好,满足或超过国家《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)。
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3.3反渗透水处理在工业废水中的应用
环境污染伴随着工业发展而来,工业废水中含有大量的金属物质,工业废水处理中主要是去除化学需氧量、悬浮物、硫化物、石油类、氰化物、六价铬、铅、镉等物质。工业废水区别于其他的废水,根据排放废水的水质结构制定不同的治理和回收方法。工业废水回收是一项有效的防治水污染措施,既可以充分利用循环利用水资源,又可以有效减少和避免水环境污染。
针对现阶段我国工业废水反渗透水技术处理及应用实行分别收集的制度。反渗透水技术处理工艺在工业废水处理中利用,符合工业经济合理的总体设计原则,力求节能降耗、工程投资低、运行成本低、操作管理方便的废水处理要求。其中,用于工业上,如处理铬、镐、镍,含氰,含酸,含碱,含有大量重金属离子和处理电镀废水的反渗透水处理装置已经达到120台套。在反渗透水处理装置中的组件采用卷状式及内管式结构,当装置过滤运行时,压强在218MPa,可以充分的、有效的对重金属离子回收。
3.4反渗透水处理在火电厂中的应用
火电厂在水污染处理中,主要包括:沉淀、过滤、超滤、反渗透和电渗析几个方面。为了达到火电厂废水零排放的目标,废水治理系统可分为废水处理系统和废水回收系统两个部分。废水处理系统由反渗透、弱酸及外排方式,其中,反渗透技术应用于处理微滤过程,将回水直接返还到管网中,有效提升水资源循环利用率减少水资源的浪费。废水回收系统将火电厂内各处废水集中回收后,利用电厂的除尘和除渣作用直接回收利用。通过反渗透技术在火电厂的污水处理中的应用,能够高效的加快火电厂污染防治工作的发展。
4反渗透水处理技术未来发展的相关建议
反渗透水处理技术从发展至今,在各领域的水处理当中都发挥着积极的作用,为水资源污染改善、水资源回收再利用、水资源净化、水资源应用等方面的发展提供了助力。在未来发展中要持续加强对该技术的研发力度。首先,现代社会经济各领域的发展都在持续深化环保节能原则、生态保护原则,反渗透水处理技术采用的技术装置、技术方法在未来发展时需要向降低装置运行使用能源消耗、提升水处理技术水平的方向发展,要不断地提升水处理的质量,促进我国水资源的可持续发展。如今,超低压型的反渗透性装置就能够在保持处理质量的基础上降低装置运行压力值,实现运行能源消耗量的降低。
其次,目前反渗透水处理技术应用于多个领域,但是仍存在一些问题,如对水质的要求较高,对外界污染元素的抵抗能力较弱,现有的技术处理装置在应用过程中比较容易出现损坏等情况。因而在反渗透水处理技术未来发展期间,需要对水质适用性、污染源抵抗能力进行全面的强化,提升装置的应用性能,加强反渗透处理装置的耐磨损性,促使技术应用能够发挥更大的能效。目前,为了防止装置受到污染,要使用相应的药物进行清洗,但是这会使装置的使用寿命相应减少。此种情况下,可以通过应用抗污染性强的系统来提高装置的污染源免疫能力,解决这一问题。
5结束语
总之,随着科学技术的发展、时代文明的进步,带来人口数量的迅猛增长、水环境受到污染等一系列生态系统环境问题。水污染问题已经不单是地域性,逐步走向全球性。随着时代发展,反渗透水处理技术被广泛应用到废水处理中,依托当代科学技术的变革创新和反渗透水处理技术的日趋成熟,充分发挥渗透膜在分离技术中的作用。更好的服务于水处理工作同时,提高污染水的回收利用价值。
参考文献
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[4]马睿.在水处理方面反渗透的应用与管理[J].黑龙江科学,2018,9(20):122-123.
论文作者:刘鹏东
论文发表刊物:《城镇建设》2020年2月第5期
论文发表时间:2020/4/30
标签:反渗透论文; 水资源论文; 水处理论文; 装置论文; 水污染论文; 水质论文; 水处理技术论文; 《城镇建设》2020年2月第5期论文;