近年来国内反渗透技术在废水处理中的应用状况

第23卷第2期2008年6月广州环境科学GUANGZHOUENVIRONMENTALSCIENCESVo1．23，No．2Jun．200811近年来国内反渗透技术在废水处理中的应用状况牛涛涛李振玉汪建根闰晓(陕西科技大学资源与环境学院，西安710021；河南六建集团工业设备安装分公司，河南洛阳471003)摘要反渗透技术是一种高效、易操作的液体分离技术，同传统的废水处理方法相比具有处理效果好，可实现废水的循环利用和对有用物质回收等优点。文章简要介绍了反渗透技术的基本原理，重点介绍了反渗透技术在垃圾渗滤液、矿区污水、钢铁工业废水、电厂废水、电子工业废水、化工废水及印染废水处理中的应用研究进展状况。并讨论了反渗透技术的发展前景。关键词反渗透废水处理脱盐反渗透(no)是利用反渗透膜选择性的透过溶剂(通常是水)而截留离子物质，以膜两侧静压差为动力，克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而实现对液体混合物进行分离的膜过程。自1995年美国海德能公司的反渗透膜产品进人国内市场后，已在电力、石油、化工、冶金、电子、医药、食品等行业以及市政给水、直饮水等民用方面得到了广泛的应用。目前，反渗透技术正快速地向污水处理、回用的环保领域发展【11。1反渗透分离原理渗透是水从稀溶液一侧通过半透膜向浓溶液一侧自发流动的过程。半透膜只允许水通过，而阻止溶解固体形物质的通过，见图1(a)。浓溶液随着水的流人而不断被稀释。当水向浓溶液流动而产生的压力足够用以阻止水继续净流人时，渗透处于平衡状态，见图1(b)。平衡时，水从任一边通过半透膜向另一边流人的数量相等，即处于动态平衡状态，而此时压力称为溶液的渗透压。当在浓溶液上有外加压力，而且压力大于渗透半透膜半透膜半透膜溶质溶剂+溶剂／I圃溶质+溶剂溶剂加压圃匾溶质+溶剂溶剂(a)初始状态(b)渗透及渗透平衡状态(c)反渗透状态图1反渗透工作原理收稿日期：2007—12—06，修改稿收到日期：2008一o4—24压时，浓溶液中的水就会通过半透膜流向稀溶液，使得浓溶液的浓度更大，这一过程就是渗透的相反过程，称为反渗透[21，见图1(c)。2反渗透在废水处理中的应用2．1在垃圾渗滤液处理中的应用垃圾填埋场渗滤液主要是指垃圾分解后产生的内源水与外来水(大气降水、地表水、地下水)。与一般的城市污水相比，其水质复杂、多变，污染物浓度高，净化处理难度大。目前，国内垃圾填埋场渗滤液的净化处理一般采用回灌、生化等常规方法，但在实际运行中，生物菌常因无法适应垃圾渗滤液水量、水质和COD值的剧烈变化而被抑制甚至死亡。西欧、北欧、北美和澳洲地区正逐渐采用新型的膜分离技术处理和净化垃圾渗滤液，其中反渗透分离技术的应用最为广泛，并取得了很好的效果【31。湖南大学原维芳等网在国内最先对反渗透法处理城市垃圾填埋场渗滤液进行研究。他们采用8种反渗透膜进行试验，试验结果为：最适合处理垃圾渗滤液的是3醋酸纤维素RO膜，对COD、色度去除率可达95％以上，出水达到国家排放标准(GB16889—1977)。3膜的平均水通为30—42L／(m·h)；运行过程中最佳的操作压力为3．5MPa；预处理出水的pH值范围为8．67—8．97，在进RO装置前应调到5-6，以延长膜的使用寿命。天津大学王维斌等【1对北方滨海某城市垃圾填埋场渗滤液处理工程改造升级的设计方案进行研究，在分析该渗滤液水质特点和原有简单物维普资讯http://www.cqvip.com12广州环境科学23卷2期化一一级生化工艺缺陷的基础上，提出物化一多级生化一氧化吸附一反渗透工艺。改造工程建成后，实际渗滤液的COD为200015000mg／L，氨氮为50—1000mg／L，全盐量为2000—20000mg／L，污染物含量高于设计值。经过3个月的调试运行，在生物处理系统稳定运行状态下，生物活性炭出水达到了《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889—1997)中的一级标准，反渗透出水达到了生活杂用水标准。2．2在处理矿区污水中的应用为了缓解矿区用水紧张的局面，合理地利用水资源，许多矿区开展了多种用途的水回用工作，其中将循环排污水用于锅炉补给水是水回用中的一项重要工作。刘建斌等【嗣采用超滤与反渗透联合工艺处理矿区电厂循环冷却排污水，将出水作为锅炉补给水的原水，经过5个月的现场试验，确定RO运行参数为：进水压力570—690kPa；出水压力560—580kPa；压差10kPa。产水水量0．09—0．1m3／h；浓水排放量0．0675-0．075m3／h。出水水质良好，特别是RO出水平均除盐率大于99％。郭中权等[71对反渗透处理高硫酸盐硬度矿井水进行了研究。通过试验确定的阻垢剂型号为Argo公司的MDC220，投加量6．0mg／L可有效控制反渗透装置的结垢问题。工业性应用表明反渗透脱盐率达到97％以上。中