與其他傳統(tǒng)分離工程相比,反滲透分離過程有其*的優(yōu)勢:(1)壓力是反滲透分離過程的主動(dòng)力,不經(jīng)過能量密集交換的相變,能耗低;(2)反滲透不需要大量的沉淀劑和吸附劑,運(yùn)行成本低;(3)反滲透分離工程設(shè)計(jì)和操作簡單,建設(shè)周期短;(4)反滲透凈化效率高,環(huán)境友好。因此,反滲透技術(shù)在生活和工業(yè)水處理中已有廣泛應(yīng)用,如海水和苦咸水淡化、科研和工業(yè)用水的生產(chǎn)、純水和超純水的制備、工業(yè)廢水處理、食品加工濃縮、氣體分離等。
工業(yè)廢水處理
工業(yè)廢水處理是除脫鹽和純水的制備領(lǐng)域外,反滲透技術(shù)應(yīng)用最多的一個(gè)領(lǐng)域。工業(yè)廢水處理具有降低生產(chǎn)成本,保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)廢水資源化等多重意義。由于反滲透膜對進(jìn)水要求較高,運(yùn)用反滲透技術(shù)對廢水進(jìn)行深度處理時(shí),往往還要結(jié)合沉降、混凝、微濾、超濾、活性炭吸收、pH調(diào)節(jié)等預(yù)處理工藝。
重金屬廢水處理
反滲透技術(shù)在重金屬廢水處理中應(yīng)用較早,國內(nèi)外均對此進(jìn)行了大量的研究。早在20世紀(jì)70年代,反滲透技術(shù)已經(jīng)在電鍍廢水處理中有所應(yīng)用,主要是大規(guī)模用于鍍鎳、鉻、鋅漂洗水和混合重金屬廢水的處理。
膜分離技術(shù)濃縮電鍍鎳漂洗水,鎳離子的截留率大于99%,經(jīng)一級納濾和兩級反滲透濃縮后,濃縮液中鎳離子濃度達(dá)到50g·L-1,透過液可經(jīng)處理后再次回用。張連凱對印制電路板加工酸洗車間產(chǎn)生的重金屬廢水調(diào)節(jié)pH至中性后采用超濾+反滲透工藝進(jìn)行中試,反滲透系統(tǒng)對Cu2+和溶解性總固體的去除率分別為99.9%和98.9%。
印染廢水處理
印染紡織廢水不僅色度高、水量大,而且成分十分復(fù)雜,廢水中含有染料、漿料、油劑、助劑、酸堿、纖維雜質(zhì)以及無機(jī)鹽等,染料結(jié)構(gòu)中還含有很多較大生物毒性的物質(zhì),如硝基和胺類化合物以及銅、鉻、鋅、砷等重金屬元素,如不經(jīng)處理直接排放,必將對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
超濾+反滲透雙膜技術(shù)處理印染廢水,超濾能夠有效地去除廢水中大分子有機(jī)物,降低濁度,使進(jìn)水水質(zhì)達(dá)到反滲透膜的要求,經(jīng)反滲透處理后,有機(jī)物和鹽的去除率可分別達(dá)99%和93% 以上,產(chǎn)水化學(xué)需氧量小于10mg·L-1,電導(dǎo)率小于80μS·cm-1,產(chǎn)水滿足大部分印染工藝用水標(biāo)準(zhǔn)。鐘璟采用中空纖維超濾膜和反滲透技術(shù)處理羊毛印染廢水,操作壓力為0.1MPa,流速為1500L·h-1的條件下,色度、含鹽量等指標(biāo)均有顯著的降低,COD值、色度達(dá)標(biāo)排放。
電廠循環(huán)廢水處理
電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)對水的消耗量很大,占到純火力發(fā)電廠用水的80%,熱電廠用水的50%以上,對循環(huán)排放水進(jìn)行回收處理,產(chǎn)水作為循環(huán)補(bǔ)充水或鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)的水源,不僅防止了對環(huán)境造成污染,還可以有效節(jié)約水資源,降低生產(chǎn)成本。
超濾+反滲透技術(shù)聯(lián)合操作對電廠循環(huán)排污水進(jìn)行處理,投運(yùn)以來,反滲透系統(tǒng)運(yùn)行良好,產(chǎn)水量68m3·h-1,電導(dǎo)率小于35μS·cm-1,脫鹽率高于97%。雙膜法水處理工藝,經(jīng)過超濾+二級反滲透+混床處理后的精脫鹽水可供電廠鍋爐及干熄焦使用,日產(chǎn)精脫鹽水15000t。超濾—反滲透組合工藝處理循環(huán)冷卻排污水做了現(xiàn)場試驗(yàn),反滲透系統(tǒng)各段運(yùn)行壓力平穩(wěn),產(chǎn)水滿足回用的要求。陳穎敏采用連續(xù)微濾 + 反滲透技術(shù)對循環(huán)排污水進(jìn)行預(yù)除鹽,反滲透系統(tǒng)脫鹽率達(dá)98%以上。
化工廢水處理
采用離子交換法生產(chǎn)K2CO3的生產(chǎn)過程中,會產(chǎn)生大量的NH4Cl廢水,為了節(jié)約用水和*解決NH4Cl廢水排放問題,張繼臻采用選擇離子交換、反滲透膜分離和低溫多效閃蒸相結(jié)合的方法,將低濃度NH4Cl廢水進(jìn)一步濃縮回收,使廢水由達(dá)標(biāo)排放轉(zhuǎn)變?yōu)槿炕厥绽?,達(dá)到*。
石油化工廢水成分復(fù)雜,除含有油、硫、苯、酚、氰、環(huán)烷酸等有機(jī)物以外,還含有金屬鹽、反應(yīng)殘?jiān)?,污染物濃度高且難降解,水量及酸堿度波動(dòng)較大,傳統(tǒng)的水處理工藝很難達(dá)到資源回收再利用的 目的。
反滲透一般作為工業(yè)廢水終端處理,對水中的無機(jī)鹽、有機(jī)物、重金屬離子等都有很高的截留率,出水水質(zhì)優(yōu)良,可回用作冷卻水或工藝用水循環(huán)利用,不僅節(jié)約了新鮮水的使用量,節(jié)約生產(chǎn)成本,還減少了污水的排放量,對環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展都有著重要意義,對缺水地區(qū)具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。