含盐废水双膜法回用处理技术及相关案例介绍

摘要：水资源和水环境容量的承载能力是现代企业发展的制约因素，废水回用作为一种控制污染，提供水资源的模式成为解决国民经济发展与水资源和环境矛盾的重要途径。文章介绍了某项目含盐废水通过超滤+反渗透膜处理后，处理后出水水质优于自来水标准，可以作为锅炉用水的补充水。

关键词：含盐污水；双膜法；废水回用；锅炉用水

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）19-0089-02

1 废水资源化的意义

水资源和水环境容量的承载能力是现代企业发展的制约因素。废水资源化，肩负着缓解水资源与保护环境的双重使命，是和谐环境、人类可持续发展的重要途径。

生活污水、某些低浓度的生产废水，经过去除悬浮物、油类、生化、过滤处理后基本回用至循环水系统或作为杂用水，但是高浓度的含盐污水，由于其高盐特性，导致难以再次利用。现代工业企业为了节约用水，大量采用循环水，并采用处理过的污水作为循环水的补充水，循环水排水在排水量中占据相当大的比例。随着循环水水质处理技术的提高，循环水浓缩倍数大幅提高，导致循环水的排放废水中盐含量大幅提高，需要进行除盐处理后才能

回用。

含盐废水的大量回用可以缓解工业企业的用水紧张，减少污水的排放量。

2 水的除盐工艺技术

水的除盐工艺有离子交换除盐、膜分离除盐、蒸馏法除盐等。

2.1 离子交换除盐技术

离子交换除盐是指水中所含的各种离子和离子交换树脂进行离子交换反应而被去除的过程。离子交换除盐技术已非常成熟，适合于水中含盐量不高的场合，一般总含盐量小于500mg/L时，选用离子交换除盐系统较为合适。由于离子交换再生过程消耗大量的酸、碱，其排放液又会污染环境，同时废水中往往含有一定的有机污染物，会污堵离子交换树脂，所以对高盐的废水显然是不合适的。

2.2 膜分离除盐技术

随着膜研究的进展，膜分离技术已迅速发展，在高盐高硬水、苦咸水及海水的淡化上都有应用，它具有操作方便，设备模块化高度集成、自动化程度高、能耗和药耗低，并可根据不同的水质组合成不同的流程，适合含盐废水的处理。膜分离技术有电渗析和反渗透。

2.2.1 电渗析除盐技术。电渗析的基本原理，是在直流电场作用下，使用对阴阳离子具有选择性通过的离子交换膜（阴离子交换膜与阳离子交换膜，简称阴膜与阳膜），对水中的电解质（阴阳离子）进行分离，以达到降低水中的导电度之效果。

电渗析的膜堆是由重复堆放的阳膜-隔板-阴膜-隔板所堆积而成。隔板为挖空的平板，其上下两侧均与阴膜阳膜紧密压合后，便产生一个水可以流通的隔室。隔片具有引导水流、支撑薄膜、与产生紊流，提高膜表面的离子迁移。这些隔室在通入直流电场后，会因为其阴阳膜排列位置，产生淡水隔室与浓水隔室。当膜堆施加直流电场后，淡水隔室内水中的阳离子受到负极吸引穿过阳膜进入浓水隔室；阴离子则受到正极的吸引穿过阴膜的进入浓水隔室。而在浓水隔室内的阳离子无法穿透阴膜，阴离子无法穿过阳膜而都被限制在浓水隔室内，于是膜堆可以产生淡水与浓水。浓水的循环使用，便可以提高淡水的回收率。而浓水随着循环次数提高，其中的盐类累积越高，需要以原水补注的方式控制在一定的浓淡盐模拟值，以避免高浓度盐类在浓水隔室内渗析到淡水隔室，反而降低脱盐率。

2.2.2 反渗透（RO）除盐技术。反渗透装置是用足够的压力使溶液中的溶剂（一般是水）通过反渗透膜（或称半透膜）而分离出来，因为这个过程和自然渗透的方向相反，因此称为反渗透。经过反渗透处理，使水中杂质的含量降低，提高水质的纯度，其脱盐率可达到99%以上，并能将水中大部分的细菌、胶体及大分子量的有机物去除。

一般用超滤作为反渗透除盐的预处理，即双膜法进行废水的除盐处理，是现代废水回用处理的主要工艺技术。

2.3 蒸馏法除盐技术

蒸馏法是一种最古老、最常用的脱盐方法，其优点是结构简单、操作容易、所得水质好，但蒸馏法需要大量的热源，对大水量的处理系统不合适。

3 案例介绍

某企业循环水排污水、经过生化处理的高盐污水等废水经双膜法处理后作为锅炉补给水源。设计规模为5000m3/d。

3.1 原则工艺流程

根据水源水质以及回用水要求，主要是去除原水中的盐、浊度、COD和悬浮物，采用高效浅层气浮、多介质过滤、自清洗过滤、超滤（UF）、保安过滤器和反渗透（RO）的工艺路线。高效浅层气浮、多介质过滤、自清洗过滤作为超滤的预处理，主要去除原水中藻类、悬浮固体、胶体等物质；超滤是反渗透正常运行的保障设备，进一步去除水中病毒病菌、胶体、大有机分子、油类、蛋白质、悬浮物等；反渗透主要去除水中离子及有机物。

3.2 主要工艺设备

3.2.1 调节水池。由于来水的不均匀性和水质的多样性，为保证后续装置的进水水质相对稳定，设置调节池，调节时间为8h。

3.2.2 气浮。采用加压溶器气浮，回流比25%，混合室停留时间10min，分离段停留时间30min。

3.2.3 多介质过滤器。通过多介质过滤器去除水中的COD及悬浮物，并使其满足超滤的进水要求，采用2台Φ4m直径，滤料为无烟煤和石英砂双层滤料，设计滤速8m/h，采用。

3.2.4 自清洗过滤器。为防止原水中较大的机械性杂质进入超滤膜系统而对膜造成损坏，在原水进入超滤膜系统之前设置了过滤精度为100μm的自清洗过滤器作为超滤膜的保安过滤器，根据压差水力自动反洗。

3.2.5 超滤装置。选用国产内压式耐污染中空纤维超滤膜，由于前面已有的工序可保证进入超滤装置的浊度小于10NTU，故超滤装置运行方式设计为全量过滤，设计通量为56.2L/m2・h，操作上采用全自动恒流控制方式，具有产水流量稳定、节能等优点，产水SDI

3.2.6 反渗透装置。反渗透装置膜选择美国海德能公司（HYDRANAUTICSCO）生产的PROC10耐污染反渗透膜组件，设计通量17.9L/m2・h。

3.3 运行结果

本项目于2010年10月投产，各项指标基本达到设计要求，运行结果见表1：

4 结语

通过对多家企业应用双膜法废水处理系统的调研以及对本文案例2年来成功运行，总结如下：

（1）双膜工艺对高盐废水回用处理是在技术经济上是可行的，可以提高水的重复利用率，并且减少废水的排

放量。

（2）应该针对不同的原水水质，采用相应的预处理

流程。

（3）针对废水，超滤膜和反渗透膜的选择非常重要，一定要选择抗污染膜，同时膜的工作通量应该取厂家推荐范围的下值。

参考文献

[1] 煤化工零排放技术及相关案例介绍[A].2011水处理技术交流暨工业给水排水委员会换届大会会议文件[C].

[2] 张维润，姚复宝，钟学文.电渗析工程学[M].

作者简介：熊鹏儒（1968―），男，浙江余姚人，镇海石化工程股份有限公司工程师，研究方向：工业给排水处理；姚琦（1972―），男，浙江宁波人，镇海石化工程股份有限公司工程师，研究方向：工业给排水处理及消防设计。