大发国际:高矿化度水反渗透处理后的浓盐水综合处理方法

1、高矿化度水反渗透处理后的浓盐水综合处 理方法水的矿化度又叫做水的含盐量,是表示水中所含盐类的数量。由于水中的各种盐类一般是以离子的形式存在,所以水的矿化度也可以表示为水中各种阳离子的量和阴离子的量的和。 一般用M表示。高矿化度矿井水一般是指含盐量大于 1000mg/L的矿井水。反渗透(R0)脱盐处理是借助压力(30 -70kg/cm 范围)促使水分子透过半透膜,而溶质 被截留下来,进行浓缩矿井水的方法。将盐水和纯水用只有水分子可以通过的半透膜隔开, 水分子就会透过半透膜进入盐水,盐水变稀且液而上升至某一定值,水柱的高度(决定于盐水的浓度)是由于盐水的渗透压所致,此现象为渗透。如果我们向盐水的一

2、侧施加大于渗透 压的压力,则盐水中的水分子就会透过半透膜流向纯水的一侧,而溶质被截留在盐水的一侧,就形成了反渗透。反渗透法对进水水质要求比电渗析法高,高矿化度矿井水进入反渗透之前,除了必要的预处理还应作软化处理,防止由于Ca+、Mg+形成反渗透膜化学性结垢,造成膜堵塞。RO处理后的浓水中富集的主要污染物主要有45种。其中对人类和环境危害重大的污染物有:a.内分泌干扰物,Nghiem等通过试验指出反渗透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,Radje no vic等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,Iv

3、nitsky等指出微生物种群、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。RO处理后浓盐水的处理方法有:1大发国际. 直接或间接排放1.1将浓水直接排入海洋将反渗透浓水直接排入海洋,高效、廉价,是最常用的方法。但海洋对排放物的消纳能力并不是无限的,高浓度的浓盐水和淡化过程中引入的化学物质可能对排放口周围的海洋环 境及生物造成伤害,或对水源产生污染。此外,浓水可能快速沉入海底并危害敏感的深海环 境,影响大小取决于排放地的水力及地理因素、海测学、波浪、水流、海水深度等。因此,将反渗透浓水排放口设在远离海岸的地方,会减小其对海岸及海洋的

4、环境风险。选择排放地,要充分考虑排放口周围海水的水力、环境、气候等特征,还可以采用一些特殊设计(如扩散器)来加快稀释、分散,避免浓盐水聚集或沉入海底若利用潮汐周期规律排放浓水,稀释扩散效果更好,但需要浓水储存池,只适用于小型海水淡化厂。1.2排入地表水或污水处理系统将反渗透系统浓水排入地表水体,首要关心的问题是浓水对地表水体水质的影响,排入地表水体的水质决定了是否要在排放前对浓水进行处理。因此,该方式适用于浓水排放量不是很大的反渗透系统。一种间接排入地表水体的方式是,将反渗透系统浓水与处理后的污水或雨水进行混合后排放。 只有在确保不会对地表水体产生不利影响的前提下,才可将浓水直接排入地表水体。

5、排放口的设置应科学合理,国外设置排放口的水域水深大多在1030m。应尽量选择在水深、流速快、交换能力强的水域排放,也可使用扩散器来加快稀释。反渗透浓水也可排入市政污水体系,与城市污水混合后通过污水处理厂进行处理。但此方式,仅适用于浓水排放量小的反渗透系统,因为大流量的浓水会影响污水处理厂生物处理工艺的运行稳定,甚至超出现有污水体系的处理能力。1. 3排入蒸发塘蒸发塘在气候炎热、蒸发量高、降水量少而且有足够廉价土地的地区是一种比较实用的 处置方法。在合适的气候条件下, 可以有效利用充足的太阳能,将反渗透浓水储存在蒸发池中让其蒸发。蒸发塘一般要经过防渗透衬里处理和放溢流处理,这样就不会进入地下水和

6、地表水水体中。蒸发残余固体要定期清理,送到垃圾填埋场处置。中东地区一些国家,如阿曼、 约旦和阿联酋的一些小型海水淡化厂采用蒸发塘来处理浓水。1.4深井注射但实施深井注射的过程非深井注射是连续处置大量反渗透浓水的一种简单有效的方式,常复杂,且成本较高。深度通常为1300 2000m,这一方法已经实践多年,例如在美国有超过800个深井用于注射处理各种有毒有害废水,包括海水淡化反渗透浓水。深井注射对 地理条件的要求相当特殊,设计和施工方面的要求也很高。例如,选择注射井的地点必须地震学上稳定、有高度渗透的、面积广泛的注射区、不危及矿物资源等;必须与适于饮用的地下含水层相隔离,所以注射位置要低于所有邻近

7、的含水层,岩土的透射性要相对较高以便于注射;在建造注射深井时的实验工作量较大,需要探明选址地含水层的深度,分析岩土结构 并进行打压试验等等大量的试验、探查和模拟工作。因此,深井注射的处理方式应慎重选择。2综合利用2. 1余压回收利用浓水通常具有较高的压力,尤其是如海水淡化和苦咸水淡化,操作压力高,回收率低, 大部分能量因浓水放空而没有利用,从节能和经济性角度考虑,这部分能量回收十分重要。2. 2作为太阳池的储热介质大型反渗透海水淡化厂, 浓水排放量大,可考虑利用盐湖太阳池效应,将浓水作为太阳池下对流层的储热介质,建造人工太阳池,使底层水温达到70100 C,以色列、美国、日本等国应用这项技术,

8、用来发电、供暖及盐田化工生产,己达到工业化实用阶段。以色列和阿拉伯海湾地区己广泛将大规模海水淡化厂和太阳池合建,经济效益明显。2. 3回用作生产用水反渗透浓水可结合生产工艺综合利用。国内大多经浓水用作过滤器反冲洗水、循环冷却水、厂区除尘、除渣水等,或经简单处理后混入原水回收,浓水回流可提高回收率大发国际。2. 4资源化利用海水淡化浓盐水其温度和盐度都较高,可采用太阳池、电渗析或自然蒸发等方法制盐和提取化工原料,有效利用资源,还可以创造一定的经济效益。反渗透海水淡化后的浓水,进行预处理后,再进行适当的勾兑, 可用于珍贵海产品的人工养殖。反渗透浓水还可用于灌溉,但是一般受浓水水质的限制,以及植物的耐受程度

9、, 有些盐土植物可承受高于 35000mg/L的盐度,此外,还要考虑浓水对土壤、周围地表水及地下水 系统的影响。3其他处理方法芬顿法。反渗透浓水含盐量高, 导电性能好,用芬顿法处理时可降低能耗。芬顿法主要 用于去除浓水中的有机物, 电解完成后加入混凝剂, 处理后的浓水可作为反渗透系统的进水 重新利用。膜蒸馏。膜蒸馏技术是在常压下利用温差将浓水尽可能的回收甚至结晶化。王军等的研究表明,采用膜蒸馏技术回用反渗透浓水在技术上是可行的,通过构建反渗透一膜蒸馏集成系统,可使总产水率达 95%以上。国内RO浓盐水处理方法: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

10、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%)堪至结晶化,但目前经济、高质量的疏水微孔膜尚未研发成熟。国外RO浓盐水处理方法:1回流法L

11、ew等的浓水回流试验表明,当回流率为80%时,膜装置运行正常。Ning R Y等指出反渗透的回流率最咼可达 90%,但易导致结垢现象。Figueruelo等的试验表明当体积浓缩因子为2. 5 (浓水回流比为 60%)时,能维持稳定的出水量。Singh指出苦咸水淡化厂通过增设浓水回收膜系统,可使淡水总回收率从75%上升至 87% 一 90%。2直接或间接排放(1)排入地表水或海水。该法是处理浓水最常用的方法,高效价廉,但RO浓水中的有害物质及离子会影响到受纳水体的水生环境或对水源产生污染。将RO浓水排放口设在远离海岸的地方,会减小其对海岸及海洋环境的影响。若利用潮汐周期规律排放浓水,稀释扩散效果

12、更好,但需要浓水储存池,只适于小型海水淡化厂。(2)排入污水处理系统。远离含盐水体的淡化厂可将浓水排入污水处理系统,但浓水的流量不宜过大,否则会影响污水厂生物处理工艺的稳定运行。(3 )深井注入地下。将浓水注入土地的场所要慎重选择,注入管应做防腐处理,还需在线监测周围的土壤。Ning等将RO浓水混凝、沉淀、过滤处理后一部分排入沙漠深井,另一部分回流, 继续处理。(4)排入垃圾填埋场。浓水可作为液体废物处理, 也可加入凝固剂后作为固体废物处理,减少渗滤液的渗透和泄漏,从而减轻环境危害。3综合利用(1)资源回收。浓水有时比渗透液更有价值,尤其是食品行业,在化学和制药工业也常用压力驱动膜来 浓缩有机大发国际

13、溶剂。Allegre等用过滤/中和/纳滤/反渗透工艺处理染料废水,纳滤排出的浓缩染 料、反渗透排出的浓缩盐水可多次回用,既减少了原料投入,又减少了废水排放量。(2)灌溉用水。浓水可灌溉耐盐度高的植物、产籽类作物,还可作为生态景区的补充水,但当地的地质 也必须适合浓水灌溉,需要密切监测地下水或受纳水体的污染情况。Fiona等用海水灌溉油籽类盐土植物,生长季过后植物生长良好。4蒸发浓缩浓水的蒸发塘法适用于气候炎热、蒸发率高、年降雨量低、土地广裹、地价低廉的地区,且要做好防渗工作,保护地下含水层。5污染物的去除(1)吸附。颗粒活性炭预处理主要去除疏水性和可生物降解性的DOM (碱少80% 90%的DOM )使膜渗透稳定、渗透液质量提高。(2 )生物法。厌氧生物系统可


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