摘要：反渗透系统广泛应用于海水淡化、地下水淡化和污水回收利用，但反渗透的盐含量高，可能含有有毒物质，直接排放会对环境产生一定的影响。选择合适的海水淡化和反渗透水浓度管理方法，直接关系到水厂的投资和运营成本，以及对环境的影响。本文通过 臭氧氧化、浓水反渗透装置、混凝与吸附法、零排放（ZLD）、高级氧化、光催化氧化法、等几个方面，对浓水处置方式的研究进展与现状进行了探讨。
关键词：反渗透；浓水处理；臭氧氧化
1 臭氧氧化
臭氧氧化单元使用青岛国林臭氧设备，功率为8~10kW•h/kg，臭氧产量为15kg/h（质量浓度≥100mg/L），臭氧系统的投加控制根据接触池水流量和预先设定的臭氧投加率自动调节臭氧投加量，调节范围在10%～100%。臭氧接触池的接触时间控制为180min，保证臭氧与污水的充分接触。系统采用微孔曝气盘投加臭氧，曝气盘安装在接触池池底但高于导流墙的最低位置以避免气泡被引流到反应池中，在接触室中，被处理水由上向下流，而臭氧气体则由下向上反向流以达到最好的接触效果。反应后的臭氧尾气通过加热破坏。臭氧氧化后出水COD＜50mg/L。
2 浓水反渗透装置
设置1套处理水量为75m3/h的RO膜，由于进水COD高，选用陶氏品牌的宽流道抗污染反渗透膜，设计回收率为50%，膜平均通量≤11.5L/（m2•h）。每套反渗透配置90根膜组件，放置在15根6芯压力容器内，按一级一段并联排列。高压泵前设置5μm保安过滤器，在进水中添加强化阻垢剂（投加量为5mg/L）、非氧化杀菌剂、盐酸（pH调节为6.5~6.8）、还原剂（NaHSO3，防止反渗透膜氧化），分别抑制无机盐结垢、微生物污染、中和浓水中碱度、中和臭氧缓冲池中未完全释放的臭氧，进一步抑制结垢倾向，保护反渗透膜。
3 混凝与吸附法
采用A13（sO4）2，作为混凝剂分别处理城市污水产生的两种高盐度ROC（A）和ROC（B），表明铝盐对有机物有一定的去除效果。当两种反渗透浓水（ROC）的初始COD分别为155mg／L和105mg／L，两种有机物最佳絮凝条件大致相同，在pH值为5，A13+的投加量为1．5mmol／L，铝盐对两种ROC中COD的去除率分别为17％和29％。
采用混凝法一吸附法研究处理反渗透浓水，试验结果表明FeCl，的处理效果要优于另外几种无机絮凝剂，当选用絮凝剂FeCl3与助凝剂PAM混凝处理时，在混合絮凝剂总投加量一定时，V（FeCI3）：V（PAM）=1：2，pH为中性，COD的去除率达到39．8％，用混凝一活性炭组合工艺处理，活性炭投加量为50g／L、吸附时间为30min的最优条件下，总COD去除率达到56．9％，出水无色透明，满足了该行业规定的废水排放标准。虽然混凝一活性炭组合工艺对有机物有较好的去除效果，但药剂投加费用高、活性炭较难再生，而且混凝剂投加量过高会产生大量沉淀，处理成本加大，影响该工艺的实际工程应用。
4 零排放（ZLD）
4.1 膜蒸馏
膜蒸馏（MD）是一种膜分离技术，是一个依靠气-液平衡的蒸发过程，它以疏水微孔膜为介质，在膜两侧蒸气压差的作用下，料液中挥发性组分以蒸汽形式透过膜孔，从而实现分离的目的。膜蒸馏技术的操作温度和压力低，性能受浓差极化影响小，对不挥发组分具有100%的理论截留率，可以与其他分离技术整合。膜蒸馏是一个有相变的膜过程，因热量主要以热传导的形式传递而存在热效率低的问题，同时存在渗透通量低、能耗高的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆利用膜蒸馏技术处理反渗透浓水，可实现反渗透浓水的近“零排放”。通过构建RO/MD集成系统，使反渗透系统的总产水率达到了95%以上。但采用膜蒸馏法直接处理反渗透浓水，易导致膜污染，进而产水通量下降，因此，有必要在膜蒸馏技术常与其他技术整合应用。发现，反渗透浓水经阻垢预处理后，再用膜蒸馏法浓缩处理，可在将产水电导率在5μS/cm以下，且产水通量下降缓慢。采用膜蒸馏技术和结晶器处理RO浓水，总回收率达到了95%。
4.2 强化蒸发
强化蒸发技术主要有多效蒸发、热力蒸汽再压缩（TVR）和机械式蒸汽再压缩（MVR），三种技术可单独使用或组合使用。多效蒸发是多个蒸发器串联运行，每一阶段产生的蒸汽用做后一蒸发器的加热蒸汽使用；TVR是将沸腾室的蒸汽压缩到加热室上，能量被加到蒸汽上，使蒸汽能够用于再加热，该方法无活动部件、设计简单；MVR蒸发器是在TVR蒸发器的基础上，通过压缩机二次压缩蒸汽，具有能耗低、蒸发快和系统简单的优点。
5 高级氧化
高级氧化技术，如臭氧氧化、光催化、电化学氧化和超声降解等常用于污水处理RO系统RO浓水的处理，其处理目标主要为TOC和COD。有研究发现，臭氧氧化与光催化（UVA/TiO2）联用可使DOC的去除率提高30%，设置混凝前处理，去除率更高，此外，混凝-UVA/TiO2/O3还能使RO浓水的可生化指数提高7~20倍。另一种常用的高级氧化技术—光催化，其处理RO浓水的研究主要针对UVA/TiO2和UVC/TiO2对DOC和COD的去除效果展开，有研究发现，UVC/TiO2比UVA/TiO2对DOC去除率更高。在高级氧化技术中，电化学氧化是一种处理RO浓水的有效技术，一方面，高电导率的浓水可以降低能耗，高含量的氯可作为强氧化剂去除有机物，另一方面，电化学氧化除了能去除COD和氨氮外，还对一些新兴污染物具有较好的去除效果。与电化学氧化不同，超声降解对DOC的去除率不高，因此有研究将超声降解与其他高级氧化技术联用。
6 光催化氧化法
光催化作用机理是在紫外光照射条件下，阳极表面产生大量的羟基自由基与反渗透浓水中的有机物发生无选择性的直接氧化作用；同时利用反应过程中产生的强氧化剂，如活性氯等与污染物发生间接氧化作用，来降解反渗透浓水中有机污染物。采用UVC（254nm）/H2O2工艺处理反渗透浓水，研究表明酸性条件更有利于有机物的去除，且有机物去除效果不受盐度及有机物初始浓度的影响，该方法可以有效提高有机物的可生化性，结合生物处理，DOC去除率可达80%。采用光电催化氧化技术处理天津某石化企业反渗透浓水，原水COD为204.44mg/L，NH3-N44.61mg/L，盐度4490mg/L，氯离子1943.25mg/L，电导率9970mg/L，pH7.26，色度0.049。结果显示，当电流密度为2.0mA/cm2，紫外灯光强度为30μW/cm2时，该方法对反渗透浓水的COD去除率为92.06%、氨氮浓度从44.61mg/L下降至2.84mg/L，色度去除率达到100%，能耗0.3019kWh/g。
7 结语
高级氧化是处理难降解废水的有效方法，但因其处理成本高实际工程应用中并不广泛，若能够有效解决低成本的生化法处理难降解有机废水时效果差与高效的高级氧化工艺处理成本高的矛盾，使得生物处理与高级氧化有机地结合在一起，组合成多种难降解有机废水的新工艺，在环保水处理市场将会占据一定的优势，因此只有深入研究高级氧化技术的机理，改善其自身的缺陷，并与其他处理工艺进行优化组合，取长补短，充分发挥高级氧化技术的优势，在较低的运行成本下达到理想的处理效果，有效利用高级氧化与其他处理工艺相结合是今后的研究方向，具有较好的应用前景。
参考文献：
[1]张胜，毛永灏，徐璇，张郁，翟强.反渗透浓水的回用[J].工业用水与废水.2017（03）
[2]宋社玲，郭利军，孙秀芳.反渗透水处理产生废水的回收[J].中国设备工程.2017（02）
论文作者:李铁琦,杜泽东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/27
标签：反渗透论文; 臭氧论文; 有机物论文; 技术论文; 高级论文; 蒸汽论文; 废水论文; 《基层建设》2019年第16期论文;