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反渗透浓水处理现状

[导读]讨论了浓水中的主要污染物 ,国内外对反渗透浓水的处理途径及方法,分析了各种处理方法的优 、缺点 ,并展望了电化学法处理反渗透浓水的前景 。

城市污水厂采用反渗透 (RO)工艺制备回用水的过程中会产生浓水, 其中含有各种有机和无机污染物, 若直接排放可能会对土壤、地表水、海洋等产生污染 ;若排入市政污水处理系统,过高的总溶解性固体对活性污泥的生长也非常不利。将海水淡化厂被高度浓缩的 RO浓水以及由清洗剂 、阻垢剂引入的化学物质直接排入环境 ,也必然会产生不利影响 。

1 RO浓水中的污染物

① 溶解性有机物(DOM)

PeterM.C.研究了美国环境保护署公布的 129种优先控制污染物的水质判断 、污染物在水环境中的归宿、理化性质等方面的文献资料, 指出其中 45种主要富集在水中。 DOM中对人类和环境危害重大的污染物有:a.内分泌干扰物 , Nghiem等[ 1] 通过试验指出 NF/RO工艺产生的浓水和清洗水会浓缩大量的内分泌干扰物;b.药物 , Radjenovic等[ 2] 发现饮水厂的纳滤和反渗透浓水中可检测到每升几百纳克的药物残留 ,而这些浓水被排入附近的一条河流;c.病原菌, Ivnitsky等

[ 3] 指出微生物种群、胞外聚合物的形成和累积对降低膜的渗透性影响很大, 而病原细菌生物膜的形成会影响浓水的安全排放, 以及回用水的可持续利用。

② 总溶解性固体(TDS)

TDS是溶解在水里的无机盐和有机物的总称 。主要成分有钙、镁 、钠 、钾离子和碳酸根离子、碳酸氢根离子 、氯离子、硫酸根离子和硝酸根离子。 TDS值越大, 说明水中的杂质含量越大 ,水的电导率值也越大 ;反之,杂质和电导率就小。

2 国内 RO浓水处理方式

① 回流法 。 RO浓水回流可提高回收率, 增大膜表面冲洗流速, 减少污堵;但回流率过高 , 又会使进水盐度升高 ,增加膜的负担 ,影响膜寿命。

② 回用作生产用水 。由于 RO浓水中无悬浮物 ,含阻垢剂且有压力 , 可用作过滤装置的反冲洗水 、除尘水、冲灰冲渣水、冷却水 ;或经过简单处理后混入原水回收。如果浓水中含环境优先控制污染物 ,则需慎重使用 。

③ 资源化利用。可采用水力涡轮增压器 、功交换器和压力交换器等利用余压产能;海水淡化厂的 RO浓水用于制盐, 可节约盐田 , 缩短晒盐周期 ;预处理后适当勾兑,可用于海产品养殖。

④ 蒸馏浓缩。膜蒸馏 (MD)技术是一项新技术 ,在常压下利用温差可将浓水尽可能地回收 (回收率 >95%)甚至结晶化 ,但目前经济、高质量的疏水微孔膜尚未研发成熟。

RO浓水主要包括盐、TDS和 DOM, DOM中又包含内分泌干扰物 、药物和病原菌等对环境产生严重危害的优先控制污染物 , 因此寻找经济高效的RO浓水处理方法 , 对保护环境的意义重大 。国内外对 RO浓水的处理方式有:提高回收率、直接或间接排放 、综合利用 、蒸发浓缩以及去除污染物。电解法设备简单 、高效 、清洁 , 如何高效地降解有机物和降低能耗是该方法处理 RO浓水所面临的挑战 。另外 ,选择合适的处理方法还要考虑法律许可、处理费用 、当地条件 、工程规划、公众的可接受性等因素。



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城市污水厂采用反渗透 (RO)工艺制备回用水的过程中会产生浓水, 其中含有各种有机和无机污染物, 若直接排放可能会对土壤、地表水、海洋等产生污染 ;若排入市政污水处理系统,过高的总溶解性固体对活性污泥的生长也非常不利。将海水淡化厂被高度浓缩的 RO浓水以及由清洗剂 、阻垢剂引入的化学物质直接排入环境 ,也必然会产生不利影响 。

1 RO浓水中的污染物

① 溶解性有机物(DOM)

PeterM.C.研究了美国环境保护署公布的 129种优先控制污染物的水质判断 、污染物在水环境中的归宿、理化性质等方面的文献资料, 指出其中 45种主要富集在水中。 DOM中对人类和环境危害重大的污染物有:a.内分泌干扰物 , Nghiem等[ 1] 通过试验指出 NF/RO工艺产生的浓水和清洗水会浓缩大量的内分泌干扰物;b.药物 , Radjenovic等[ 2] 发现饮水厂的纳滤和反渗透浓水中可检测到每升几百纳克的药物残留 ,而这些浓水被排入附近的一条河流;c.病原菌, Ivnitsky等

[ 3] 指出微生物种群、胞外聚合物的形成和累积对降低膜的渗透性影响很大, 而病原细菌生物膜的形成会影响浓水的安全排放, 以及回用水的可持续利用。

② 总溶解性固体(TDS)

TDS是溶解在水里的无机盐和有机物的总称 。主要成分有钙、镁 、钠 、钾离子和碳酸根离子、碳酸氢根离子 、氯离子、硫酸根离子和硝酸根离子。 TDS值越大, 说明水中的杂质含量越大 ,水的电导率值也越大 ;反之,杂质和电导率就小。

2 国内 RO浓水处理方式

① 回流法 。 RO浓水回流可提高回收率, 增大膜表面冲洗流速, 减少污堵;但回流率过高 , 又会使进水盐度升高 ,增加膜的负担 ,影响膜寿命。

② 回用作生产用水 。由于 RO浓水中无悬浮物 ,含阻垢剂且有压力 , 可用作过滤装置的反冲洗水 、除尘水、冲灰冲渣水、冷却水 ;或经过简单处理后混入原水回收。如果浓水中含环境优先控制污染物 ,则需慎重使用 。

③ 资源化利用。可采用水力涡轮增压器 、功交换器和压力交换器等利用余压产能;海水淡化厂的 RO浓水用于制盐, 可节约盐田 , 缩短晒盐周期 ;预处理后适当勾兑,可用于海产品养殖。

④ 蒸馏浓缩。膜蒸馏 (MD)技术是一项新技术 ,在常压下利用温差可将浓水尽可能地回收 (回收率 >95%)甚至结晶化 ,但目前经济、高质量的疏水微孔膜尚未研发成熟。

RO浓水主要包括盐、TDS和 DOM, DOM中又包含内分泌干扰物 、药物和病原菌等对环境产生严重危害的优先控制污染物 , 因此寻找经济高效的RO浓水处理方法 , 对保护环境的意义重大 。国内外对 RO浓水的处理方式有:提高回收率、直接或间接排放 、综合利用 、蒸发浓缩以及去除污染物。电解法设备简单 、高效 、清洁 , 如何高效地降解有机物和降低能耗是该方法处理 RO浓水所面临的挑战 。另外 ,选择合适的处理方法还要考虑法律许可、处理费用 、当地条件 、工程规划、公众的可接受性等因素。



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