反渗透技术在污水处理中的应用研究.doc

反渗透技术在污水处理中的应用研究1 现状分析1.1焦炭质量要求客户要求焦炭的钠离子含量为80100ppm，我公司的主要原料煤中，钠离子含量为l0l00ppm, 配合煤的钠离子含量为4060ppm。因此，外来的钠离子稍有增加，将导致焦炭中的钠离子含量超标。1.2钠离子含量高的原因 (1) 焦炉生产过程中，剩余氨水中钠离子的含量一般在120ppm左右。 (2) 在蒸氨过程中，为使氨水中的固定铵分解为游离氨，一般每吨氨水需加入40的氢氧化钠34kg，耗蒸汽200kg，增加了蒸氨废水中钠离子的含量，经检测，蒸氨废水中钠离子含量在600ppm左右。 (3) 在AAO生化处理系统中，为保证系统的pH值，一般要添加纯碱，由此又增加了水体中钠离子的含量。经检测，生化处理出水中钠离子含量达到750ppm左右（在生化运行过程中有部分稀释水加入系统）。1.3焦炭中钠离子分析生化处理后的出水作为熄焦补充水时，由于钠离子浓度较高，在熄焦过程中会增加焦炭中的钠离子含量，一般会增加150200ppm左右。2 反渗透的原理与使用反渗透是渗透的一种反向迁移运动，借助于半透膜的选择作用，将溶液中的溶质与溶剂分开，其孔径大约在510A。已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩，在水处理工艺中，用反渗透技术可将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的纯净水。目前应用最广泛的是卷式聚酰胺复合膜，其水通量和脱除率会受压力温度、回收率、进水含盐量和pH值等的影响。3 反渗透的工艺分析进入反渗透装置的水质要求见表1。表1 进水的水质要求项目污染指数水温pH值游离氯Ppm浊度NTU脱盐率国产复合膜415354110.10.59095进口复合膜510402110.119999.5根据我公司的出水状况，结合反渗透工艺的要求，比较可行的工艺是：生化出水原水箱粗过滤器机械过滤器阳离子交换器除碳器活性炭过滤器保安过滤器泵反渗透装置出水(1) 原水箱。原水箱的主要作用是调节原水的水质和水量，保证后续处理设备的连续稳定运行。 (2) 粗过滤器。粗过滤器用于除去原液中的悬浮物等大颗粒杂质，防止大颗粒杂质进入微孔过滤器。减轻微孔过滤器的工作负荷，延长微孔过滤器的清洗周期及使用寿命。根据需方提供的原液情况及要求，粗过滤器采用不锈钢滤网过滤方式。 (3) 机械过滤器。水经过加压泵增压后进入多介质过滤器，其主要作用是去除水中的悬浮物、经过混凝的小分子有机物和部分胶体，以及粒度大于20m的机械杂质，使出水的浊度0.5NTU, COD1.5mg/L, SDI5。 (4)阳离子交换器。为降低原水中的钠离子含量，设置了2台（一开一备）阳离子交换器，交换器内填放可再生氢离子交换树脂。可再生型氢离子交换器的运行过程为：当进水经过上层交换树脂层时，会产生大量的强酸和碳酸，但当水流到下层时，水中与强酸量相当的氢离子又和树脂中弱酸性交换基团上的钙、镁、钠离子进行交换，碳酸不进行交换。 (5)除碳器。除碳器采用鼓风式，水从上往下，鼓风机出风口在下方，风从下往上，分别流经填料层，空气与水接触时，水中的二氧化碳会析出并被空气带走，出水进中间水箱。 (6)活性炭过滤器。活性炭具有很大的比表面积和发达的微孔，所以吸附容量大，吸附能力强，不仅能吸附微生物、余氯、胶体及有机物，还能处理化学有害物质，保证出水的质量。设计中使用活性炭过滤器，是为了防止进水中的余氯含量过高时，造成超滤膜的损坏。活性炭过滤器结构与多介质过滤器基本相同，不同的是内部装有具有较强吸附功能的活性炭，使出水余氯0. 1mg/L，SDI 5。活性炭过滤器之前设置还原剂投加装置，以降低活性炭过滤器的负担。 (7)保安过滤器。保安过滤器用于去除水中的悬浮物、胶体等杂质。常用的微孔膜过滤器去除微粒的最小粒径为5m，这类过滤器对水中机械杂质、浊度、胶体和铁等均有较高的去除率。保安过滤器前后分别安装压力表，用于测量过滤前后的压力。过滤器前后的压力差可以表明过滤器的工作状况。当微孔过滤器出口水质下降或进出口压差达到设定值时，用清洗系统对其进行冲洗或反冲洗，以恢复过滤器的处理能力。微孔膜过滤器需配置清洗水泵，为过滤器反清洗提供必要的运行压力及流量。在过滤器的运行过程中，滤芯会粘附越来越多的杂质，甚至造成滤芯堵塞，因此过滤器滤芯必须定期更换，以恢复过滤器的功能。4 水的再利用 (1) 经过阳离子交换器后，水中的钠离子含量可达到20ppm以下，出水可以送至熄焦池进行熄焦。熄焦过程中消耗的水量按0.4t/t焦计算，对于260孔4.3m的捣固焦炉来说，平均需水量为30t/h。 (2) 多余的水经过反渗透装置后，不仅水中的钠离子可以去除，水中的钙离子、镁离子等去除率可达96%99%，另外可以去除大量的污染物质。因而，该出水可以当作循环水的补充水进行使用，实现焦化废水的零排放。5 使用中应注意的事项 (1) 在运行过程中，对膜影响最大的是碳酸钙结晶，因此在进入反渗透装置前的预处理系统中，阻垢剂的添加至关重要，以降低沉淀物的形成强度。 (2)加强对膜的周期性清洗，以保证膜的使用效果。清洗的目的主要是消除膜中形成的沉积物（主要以碳酸钙为主，另有悬浮物和胶体物等）。清洗剂一般用3%5的盐酸溶液进行清洗。在膜的工作压力提高或处理量减少时（15天左右），必须进行清洗，清洗时间一般在11.5h。 (3) 在整个系统中，清洗（反冲洗）的水分为2个回用系统。在离子交换器之前的反冲洗水回至污水处理站处理，反渗透过程中的冲洗水回至蒸氨系统处理后再回至污水处理站处理。6 效益分析 (1) 生化出水深度处理的总投资在80万左右，水处理的运行成本预计为0.81.0元/t。根据25t/h的流量测算，每年的运行费用为17.521.9万元。 (2) 反渗透装置的出水，可以作为循环水的补充水。并能减少循环水系统中