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反渗透技术在电子工业废水的应用

作者: 时间:2021-09-11 21:50:40 点击:

  反渗透技术具有高效、节能的特点,受到全世界的广泛认可与应用,尤其在电子工业废水处理方面,应用技术已经较为成熟。通过一定人力物力的投入将污染水转变为纯水,不但能够使废水处理与回用的效果得到显著提升,还与我国提倡的节能环保政策相符合,在工业园区工业污水处理项目使用该技术,使得各项性能指标十分稳定,证明了反渗技术切实可行。

  1、反渗透原理

  1.1 原理

  当前,我国在电子工业废水处理过程中,应用的处理技术较多,例如常见的离子交换法、吸附法、渗透法、电解法等,不同的技术应用原理存在较大的不同。本文以反渗透技术为例进行分析,该方法较为高效,处理工业废水效果较为明显,尤其是在含有的大量重金属离子的废水中,处理效率更高。在应用时,反渗透技术主要是利用外界存在的作用力优势,将废水中存在的金属离子等相关的有害物质进行半透膜过滤,充分发挥出半透膜自身的选择透过性进行物质分离,达到最终的分离目的,属于膜分离技术。在实际的应用过程中,需要建立和理解的分离条件,根据其技术性质进行针对性设计,主要要求:第一,对于外界作用力进行明确的要求,要求其自身的作用力大于溶液中存在的渗透压力,并且压力差值越大越分离的效率越高。第二,渗透膜需要具备良好的渗透性,灵活利用自身的性质进行分离,并且具有合理的透水性与选择性,进而保证在分离时充分发挥出隔离作用。通常情况下,在进行选择渗透膜时,要求其自身表面的孔隙尺寸小于1nm,在1nm以下范围可以将当前的大部分离子进行有效的过滤,提升其分离效率与质量。与此同时,在进行应用过程中,还应积极发挥出渗透截留机理的优势,进行有效的筛选,明确分子不同价态对其产生的影响,促使其满足当前的需求。现阶段,经过不断创新发展,反渗透技术被广泛应用与创新,例如应用在超纯水制备、海水淡化、过滤分离等领域,并且其技术工艺逐渐成熟,充分发挥出技术优势,体现出脱色均匀、脱盐效果良好优势,并且据相关的数据显示,该技术对氯化物、硬度、总碱度、钠离子以及酸根离子等去除效率高达95%,具有较高的色度,其技术被广泛的应用在工业废水处理中是时代发展的要求。

  1.2 技术优势

  与其他传统的技术相比,反渗透技术具有较强的优势,可以高效地进行废水处理,并保证其处理效果与效率,具体的技术优势主要体现在以下方面:第一,反渗透技术在实际的应用过程中,避免了大量使用沉淀剂、吸附剂等部分化学药剂,有效降低了废水处理中药剂成本的投入,降低整体的废水回用成本,并保证其废水处理质量。第二,反渗透技术应用原理主要是利用外界的作用力,并将其作为分离的主动力,不需要在分离过程中施加其他压力,进而避免了能量进行密集交换的过程,有效进行分析,降低分离过程中产生的能量消耗,减少能量损失,节约能源。第三,灵活利用反渗透技术优势可以高效对电子工业废水进行处理,充分发挥出其优势,保证净化效果与效率,与此同时,保证其废水处理过程中具有良好的环境,降低对环境产生的影响。第四,相对而言,反渗透技术处理过程较为简单便捷,在进行分离过程中需要较短的工程设计就可以进行分离,直接缩短了分离周期,提升其分离水平。与此同时,降低设备的投入,逐渐简单化处理,降低废水产生的不良影响。

  2、反渗透技术应注意的问题

  受反渗透技术自身的性质影响,在进行电子工业废水处理过程中,充分发挥出其技术优势,保证废水得到合理的处理,还存在一些重点事项,需要工作人员注意,具体的注意事项主要包括以下两点:第一,对反渗透技术的成本问题进行分析,由于当前我国的电子工业废水排放数量较大,在实际应用过程中应重点分析其成本问题,以满足当前的需求。实际上,渗透膜的选择直接影响成本,其也是当前渗透过程中的最重要环节,直接影响其处理质量[2]。现阶段在市场上的渗透膜的种类已经存在几百种,并且不同种类的渗透膜的性能差异较大,价格也各不相同,在处理废水时能力也不同,因此工作人员应按照当前的实际需求进行选择,结合实际选择性价比最高的渗透膜,从整体上进行优化,降低其技术应用成本。实际上,近年来随着技术的创新发展,渗透膜的技术逐渐创新,我国整体的渗透膜呈现出较高的发展水平,促使行业的整体效能提升,并且使其成本逐渐降低,以适应时代的发展。第二,进行有效的预处理,预处理是当前电子工业废水处理的重点环节,灵活进行预处理可以从根本上提升渗透膜的使用寿命,进而降低渗透膜频繁更换而产生的成本,促使其经济效益得到提升。与此同时,在进行电子工业废水处理过程中,其关键点需要保证废水水质符合渗透膜的要求,进而降低渗透膜被污染的几率,提升整体的分离效率与效果。进行合理的预处理,其对整体的废水处理具有积极的意义,尤其是现阶段的废水中杂质数量逐渐增多,导致废水更加难以处理,通过预处理环节可以有效降低其废水处理难度。提前进行水质清理,在保证渗透膜使用寿命的基础上提升废水处理效果,满足当前的要求,降低废水对环境产生的负面影响,提升水资源的利用效率,创造出更大的经济价值。

  3、反渗透技术在工业废水回收中的应用

  3.1 项目概况

  本项目名为文林工业园区工业污水处理厂一期一区,项目地点在四川省,总占地面积58911m2,总建筑面积约3万m2,构建筑物22座。设计规模一期为2.3万m3/d,二期设计规模增加2.2万m3/d。本项目主要针对第5代TFT-LCD高端显示器项目处理后,达污水厂进水要求的生产废水。

反渗透技术在电子工业废水的应用(图1)

  3.2 反渗透技术的应用

  反渗透技术也称为RO技术,针对含氟废水的预处理主要是在进入反渗透装置之前,使水质能够与进水要求相符合,进而减少对RO膜的损害,进而延长其使用寿命,确保该装置能够实现稳定、高效的运行。预处理系统中主要包括絮凝混凝剂、氯化钙、除氟剂、膜格栅过滤、AO+MBR膜处理等,全部工序的应用目的均为尽可能避免水体中的污染颗粒在RO膜中堆积,如COD/BOD、二氧化硅、碳酸钙以及铁铝化合物等,因此应加大对降COD/BOD、吸附、pH调节等多个环节的重视程度,避免胶体物质或者固体悬浮物导致RO膜堵塞,或者氧化物、微生物、有机物等发生氧化反应,进而对RO膜造成损害,使整个RO水解过程延迟,无法使反渗透系统在良好的状态下工作。

  反渗透部分包括四级反渗透膜组,其中一级反渗透为8组并列RO膜组,产水率约为75%。由于一级反渗透浓水COD/BOD浓度增高,为防止COD/BOD对后续膜处理的污染,该项目通过增加臭氧氧化工艺来降低一级反渗透浓水COD/BOD值,臭氧氧化后产水进入2组并列二级RO模组,二级RO膜组产水率约为65%。考虑二级RO浓水中钙镁硅浓度已超出反渗透膜处理上限值,因此对二级RO浓水做软化除硅处理后再进入第三级SWRO模组,第三级SWRO模组产水率约为50%,SWRO浓水再经过二级DTRO模组进行深度浓缩,最后浓水水量约为16.8m3/d,浓水通过MVR蒸发结晶技术进行处理。最终达标产水一部分经过相应管道回用至其他项目做为生产用水,剩余部分就近排至附近河道。

  该项目中的生产废水主要包括两个方面,即含氟废水与项目生产的其他废水,前者的规模为4100m3/d,通过加入钙盐、铝盐、混凝剂、絮凝剂等方式,在化学反应与混凝沉淀的基础上,将污水中大量的氟化物和磷酸盐去除;后者规模为18900m3/d,并且废水与去掉氟化物后的污水相结合后,规模能够达到达23000m3/d,采用预处理+AO生化+MBR膜+反渗透膜+MVR蒸发结晶技术”对其进行深度处理。

  3.3 反渗透技术的应用效果

  本项目经过一段时间的运行后,检测发现各项指标均与设计要求充分符合,废水回收率达到97%,脱氟率达到97.3%,产水量达到932m3/h,各项指标具体的检测结果如下:原水中CODcr值为390mg/L,处理后为1.28mg/L;原水中氨氮含量为40mg/L,处理后为0.22mg/L;原水中TN含量为70mg/L,处理立后为0.39mg/L;原水中TP含量为8mg/L,处理后为0.2mg/L;原水中钙镁含量为34mg/L,处理后为0.09mg/L;原水TDS值约为2400,处理后TDS值为117.08。

  3.4 反渗透膜面的处理

  在反渗透系统中,尽管预处理设备已经较为健全,但在长期使用后,RO膜难免会由于污染物的堆积而影响了性能的发挥,使系统的产水量逐渐降低,这属于较为常见的问题。对此,可以通过简单方便的方式对反渗透膜面进行清洗与处理,具体工艺为:将三聚磷酸钠、磷酸钠、EDTA-四钠分别取1%与0.2%的氢氧化钠混合后制成清洗液,用其对RO膜面进行反复的清洗,最后用RO产水多次冲洗,结果显示,此种清洗方式能够使RO膜面的污染物得到有效此处,RO膜的使用性能得到显著提升,与初始产量十分接近。

  4、结论

  综上所述,经过本文的研究主要可得出以下结论:一是林工业园区工业污水在经过反渗透系统的处理后,水体中的污染物得到有效的剔除,产水量与设计要求充分符合,不但具有较强的技术优势,所取得的经济效益也十分可观。二是在RO系统运行中,采用絮凝、过滤、pH调节等多种方式进行预处理,能够使系统通过长久运行的考验,使各项指标都维持稳定。三是由于长期的应用,系统部件性能逐渐衰弱,产水量随之受到影响,对此可以通过清洗RO膜的方式进行解决,利用配置好的专用清洗液能够使产水量恢复到初始产水量水平。

  (来源:中建八局第一建设有限公司)

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