反滲透技術(shù)的作用是去除水中鹽分，其原理是通過(guò)在半透膜一側施加大于滲透壓的壓力，將凈水壓至產(chǎn)水段，將鹽分留在濃水段。反滲透去除的是水中的各種離子，只有水能透過(guò)反滲透膜，反滲透膜對NaCl的截留率>98%，其出水為去離子水。反滲透膜可去除可溶性鹽分，如金屬離子鹽分，也可去除有機物和細菌等大分子，在廢水處理中已廣泛應用。

1反滲透技術(shù)的系統流程

以某石化公司水氣廠(chǎng)污水處理廠(chǎng)中水回用系統作為案例分析。該污水處理廠(chǎng)上游來(lái)水成分以石油化工廠(chǎng)含油污水為主，裝置的主要設施包括隔油池、氣浮池、水解酸化池、曝氣池、二沉池、曝氣生物濾池，裝置的**終水部分進(jìn)入回用裝置，經(jīng)過(guò)超濾膜和反滲透膜進(jìn)行處理，然后進(jìn)入離子交換樹(shù)脂的脫鹽水裝置，作為脫鹽水的原水處理成為脫鹽水。該套污水流程主要分為一級處理、二級生化處理和回用裝置，一級處理通過(guò)隔油池、氣浮池去除水中的油和懸浮物，二級處理通過(guò)生化處理可降低95%的COD，通過(guò)一級和二級處理，生化部分出水COD達到50 mgL以下、電導率達到了2 500us/cm以下。其中回用裝置的主要設施包括中速過(guò)濾器、臭氧接觸氧化池、盤(pán)片過(guò)濾器、超濾膜裝置、保安過(guò)濾器和反滲透膜裝置。

回用裝置生產(chǎn)流程為：曝氣生物濾池出水提升至中速過(guò)濾器，過(guò)濾后進(jìn)人臭氧接觸池，深度降解水中微量cOD、氨氮，氧化出水進(jìn)入超濾裝置，阻截水中的大分子有機物、細菌等雜質(zhì)，超濾出水再經(jīng)高壓泵提升進(jìn)入反滲透膜，當出水水質(zhì)電導率<200斗s/cm時(shí)，經(jīng)回用水泵提升至脫鹽水裝置。每套反滲透膜分為2段，第1段的進(jìn)水為原水，通過(guò)第1段的反滲透膜產(chǎn)出產(chǎn)水和濃水，其產(chǎn)水通過(guò)產(chǎn)水管線(xiàn)進(jìn)入產(chǎn)水池，第l段的濃水進(jìn)入第2段反滲透膜中，作為其原水，通過(guò)第2段反滲透膜的過(guò)濾，產(chǎn)出產(chǎn)水和濃水，產(chǎn)水進(jìn)入產(chǎn)水池，濃水排入污水系統進(jìn)行處理。

2反滲透技術(shù)的運行維護

2.1反滲透膜堵塞原因分析：反滲透膜在運行過(guò)程中易存在堵塞的問(wèn)題，原因為細菌滋生、鈣、鎂離子結垢。針對細菌滋生問(wèn)題，在超濾系統前端投加次氯酸鈉藥劑，在超濾系統中殺死細菌，并在出水中留用余氯，抑制細菌滋生，同時(shí)在反滲透進(jìn)水中投加非氧化性殺菌劑以殺死細菌。但水中余氯會(huì )損害反滲透膜，在反滲透膜前端需要投加還原劑以消除余氯。針對鈣、鎂等離子結垢，在反滲透前端投加阻垢劑，阻垢劑和還原劑都從**藥劑廠(chǎng)家購買(mǎi)。在應用實(shí)例中阻垢劑投加濃度5×10一，還原劑濃度3×10_6，根據進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行調節。

2.2化學(xué)清洗：在反滲透膜運行一段時(shí)間后，膜內會(huì )滋生細菌以及結垢，影響反滲透膜的產(chǎn)水量和脫鹽率。所以定期需要對反滲透膜進(jìn)行化學(xué)清洗，化學(xué)清洗包括堿洗和酸洗，堿洗的作用是去除反滲透中的細菌等有機污染，酸洗的作用是去除反滲透膜中的無(wú)機污染和金屬氧化物。每次堿洗和酸洗的配藥濃度約為2.5%，堿洗劑和酸洗劑均從**藥劑廠(chǎng)家購買(mǎi)。對于重度污染的膜需要堿液和酸液的反復清洗，將反滲透中污染物質(zhì)去除。藥劑在清洗過(guò)程中采用沖擊加浸泡的循環(huán)方式，通過(guò)加藥泵向反滲透中加藥1 h后停止運行加藥泵，關(guān)閉化學(xué)清洗的加藥和出藥閥門(mén)，將藥劑留在反滲透膜內浸泡，浸泡2 h后，打開(kāi)閥門(mén)，啟動(dòng)泵，循環(huán)沖擊和浸泡。在堿洗過(guò)程中，因為殺死微生物會(huì )產(chǎn)生大量泡沫，應及時(shí)清理，避免造成泡沫飛濺。

2.3低壓沖洗：在線(xiàn)低壓沖洗是將濃水排水閥門(mén)、產(chǎn)水排水閥門(mén)及低壓沖洗進(jìn)水閥門(mén)同時(shí)打開(kāi)，通過(guò)啟動(dòng)低壓沖洗泵，使水流在反滲透膜管內產(chǎn)生紊流，沖洗膜表面的鹽分和污染物，再通過(guò)排放水閥門(mén)排走。低壓沖洗使用反滲透的產(chǎn)水作為沖洗水，避免產(chǎn)生二次污染。低壓沖洗在系統中被設置為常規操作，在開(kāi)機和停機的過(guò)程中進(jìn)行1次，可設置成每d的例行操作，定期進(jìn)行沖洗。低壓沖洗的壓力、流量和時(shí)間都對沖洗效果有影響。流量一般大于運行流量，應避免流量過(guò)大，使鹽分擁堵在膜內。運行壓力一般以產(chǎn)水為準，不需要施加過(guò)大壓力。操作時(shí)間為5～10 min。

3反滲透技術(shù)的應用效果

該應用實(shí)例中，反滲透裝置為2套，以單套為例對水量和脫鹽率進(jìn)行分析。該反滲透系統使用東麗膜型號為T(mén)ML20—400，單套為168支膜，分為2段。反滲透進(jìn)出水水質(zhì)和產(chǎn)量見(jiàn)表1。

由表1可見(jiàn)，(1)該處理廠(chǎng)在預處理段沒(méi)有脫鹽裝置，故反滲透進(jìn)水的電導率在1 000斗s，cm以上，屬鹽分偏高的水。經(jīng)過(guò)反滲透系統，出水電導率達到200us/cm以下，脫鹽率約為90%。(2)該型號反滲透膜裝置單套產(chǎn)水達到100 m3/h左右。(3)回收率控制在75%以下。根據數據分析，反滲透產(chǎn)水可替代工業(yè)水作為脫鹽水裝置的原水(工業(yè)水電導率為300～500us/cm)，達到節能減排的目標。

4反滲透技術(shù)的運行問(wèn)題及解決辦法

該套反滲透系統自建成起，在運行過(guò)程中遇到了6個(gè)問(wèn)題，影響了裝置的長(cháng)周期運行。(1)上游裝置來(lái)水電導率高、含油高。上游裝置來(lái)水成分復雜，電導率**高達5 000us/cm，含油**高達40 mg/L。電導率高造成反滲透運行負荷超標，影響膜裝置壽命。含油量高對反滲透膜造成污染，影響膜裝置壽命。將高電導率和高油污水改排至其他污水裝置，保證反滲透裝置的運行。(2)反滲透膜壓差高，化學(xué)清洗沒(méi)有效果。反滲透膜在運行一段時(shí)間后，壓差增大，經(jīng)過(guò)化學(xué)清洗后，壓差沒(méi)有明顯降低，產(chǎn)水量也明顯減少。解決辦法是對反滲透膜進(jìn)行離線(xiàn)清洗，離線(xiàn)清洗后產(chǎn)水量、脫鹽率都恢復正常。(3)鐵管線(xiàn)中鐵離子脫落。在水的運輸過(guò)程中，經(jīng)過(guò)多段碳鋼管線(xiàn)，其中有部分管線(xiàn)的內襯破損導致碳鋼管線(xiàn)中鐵離子脫落，隨水進(jìn)入到反滲透膜中。解決辦法是查找內襯破損的管道對內襯進(jìn)行恢復，避免鐵離子脫落。(4)結垢問(wèn)題。反滲透末端已發(fā)生結垢，由于反滲透第2段和第l段末端的壓力都較低，水流速低，鹽分不易被沖刷掉，在末端逐漸積累，其中CaCO，的結垢速度較快，其他難溶鹽的結構速度較慢，例如硅酸鹽、硫酸鹽。在預防結垢的措施中，主要以投加阻垢劑為主，在運行一定周期后進(jìn)行化學(xué)清洗，以溶解垢質(zhì)隨刪。(5)膜元件泄漏。在反滲透運行過(guò)程中需要較高的壓力，在1 MPa左右，在開(kāi)機、停機過(guò)程中會(huì )因排氣產(chǎn)生較大震動(dòng)，致使得密封部件如O型圈松動(dòng)，在運行過(guò)程中會(huì )因為污染、堵塞等問(wèn)題造成壓差高，中心管或外殼有破裂，導致泄漏。一般在開(kāi)機過(guò)程中采用慢開(kāi)閥門(mén)，使閥門(mén)緩慢打開(kāi)，使反滲透的壓力逐步升高，避免沖擊。(6)細菌污染。反滲透膜內在前端，易產(chǎn)生細菌污染，其來(lái)源一般在超濾產(chǎn)水中，因季節等原因滋生細菌，反滲透的非氧化性殺菌劑在長(cháng)期投加后會(huì )使細菌產(chǎn)生耐藥性，使細菌滋生更加嚴重。在殺菌劑投加后，細菌雖然被殺死，失去活性，細菌的軀殼還留在反滲透中，仍會(huì )造成污染，其中有機物質(zhì)會(huì )成為其他細菌的食物。

5結束語(yǔ)

反滲透膜技術(shù)在工業(yè)廢水回用領(lǐng)域有巨大的應用潛力，其產(chǎn)水可以代替工業(yè)水，已達到節能減排的標準，但在實(shí)際運行中存在一些問(wèn)題，如藥劑材料成本、濃水如何處置、對上游來(lái)水水質(zhì)的限制等。反滲透技術(shù)大規模應用還需加大研究力度，及時(shí)總結工業(yè)化過(guò)程中的經(jīng)驗，開(kāi)發(fā)其應用空間。

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