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利用反渗透工艺回用石化废水 摘 要：反渗透（RO）应用是解决对水资源需求日益增长矛盾的一种方法。在本研究中，对Tabriz石化公司中投入使用的RO处理废水装置进行了评估。经过筒式过滤器预处理后，废水以2000-12000L/h的流量送入RO系统。在5-22bar的压力下，水的出水流量为600-1500L/h。结果表明，经过RO处理后，COD、BOD、电导率、总溶解固体（TDS）、色度、浊度、硫酸根、氨氮、钙硬度、总硬度、固体悬浮颗粒（SS）和SiO2等水污染指标都有很大程度的降低和去除。水的出水流量和回用率都随着操作压力的增加而增加。不过RO膜15bar的最适宜操作压力决定了水的回用率是45%。应行RO系统后显示，污水达到了“零排放”的目标。零排放的计划是将反渗透浓水引入到蒸发池中。 关键词：反渗透 薄膜 废水处理 零排放 前言 目前废水回用已经不只是理论上可能和必须的，而且应用中还是可以负担花费的。水的高回收率在水处理中是一个必要的概念。薄膜技术被广泛应用已经超过30年了，其中反渗透（RO）被应用到海水淡化和废水处理中。但是，因为RO膜容易结污垢，还需要有效的预处理技术，所以在一些领域的使用中受到了限制。 废水处理的反渗透技术应用是一项新兴的课题。膜分离的效果随着膜生产和设计技术的提高而增加。反渗透工艺应用到饮料工业废水、制革废水、铬硝皮处理和含油废水处理中。 RO膜的使用中，主要要考虑的因素包括预处理、薄膜最低污垢值、透过率、回收率、污染的控制。超滤和微滤可以作为反渗透的预处理来增加RO膜的使用寿命。这些技术能截留水中大部分容易污染薄膜的颗粒物。 经过RO操作后的水质能完美地符合要求，问题只是水的回收率。反渗透对海水的回收率大概在30%-50%之间。而在废水处理中，回收率一般要求很高，几乎达到100%。RO的水回收率受到浓缩倍数和操作压力的限制。 对薄膜技术的改良，已经找到了一种具有低黏着性以降低污染的有机薄膜材料。这个试验的成功使低污染膜得到了推广。 反渗透技术使用的首要限制问题是膜的污染问题。以往的研究表明，为了保持水的透过量，会是操作压力越来越高。在一定时候，需要停止反渗透工艺，清洁完薄膜之后再继续运行。但是在膜污染了以后，压力会迅速增加，是系统难以稳定地操作，最终缩短了反渗透膜的使用寿命。 总之，反渗透对污水处理应用的可能性已被广泛接受。所以它应用的定位点在于特定的装置系统。目前，对Tabriz石化公司的反渗透污水处理设施进行了可行性研究。根据影响参数设计并搭建了一个反渗透实验装置。 实验部分 装置 图1 工艺流程图 图1展示了在这项工作中设计和实验的RO装置的工艺流程图（PFD）。该装置包括一个Hydranautics缠绕复合聚酰胺膜。LSY- CPA2膜组件中使用了这个部件。这个缠绕用的部件长1016.0mm，宽201.9mm。施加的最大压力和输入的最大流量分别为4.16MPa 和17m3/h，最大压降为每个膜10psi。操作pH范围为3-10之间。一般来说，每种成分在透过液里的浓度是输入液中的五分之一。输送废水需要一个4kW的泵从入口（废水处理单元）送到过滤器，还需要一个15kW的泵将水送入压力容器（膜）。对废水的分析显示，TDS为750-2000ppm，浊度为2-8NTU，总硬度为100-150ppm，硫酸根为500-1100ppm，COD为50-90ppm。 在压力容器的入口和出口放置两个流量计，用来测量进水流量和出水流量，在流程上的一个阀门是用来设置工作压力的。入口和出口的两个压力表是用来测量进水和出水的压力。反冲洗水从一个化学药剂罐通过1.5kW的泵送入压力容器（膜）。图2是一张从废水处理试验现场拍的照片。 图2 废水处理RO装置 实验步骤 预处理是反渗透系统规模化生产的重要步骤，不过这对我们的装置并不是必需，不需要预处理的原因是因为要判断在最恶劣条件下的系统性能。在当前研究中，预处理是三个筒式过滤器。这些过滤器能去除进水中的部分污染物，包括COD、电导率、固体悬浮物和硫酸盐。 进水管道充满了废水，当系统启动的时候，废水被一个4kW的泵抽入到筒式过滤器内，再由15kW的泵送入15bar压力的高压容器中，压力可以通过集中控制阀进行调节。系统运行一段时间后，系统运行达到稳定状态，此时出水和进水的压力为9-20bar。进水量通过旁通阀进行控制。每次运行都测量了回收率和压降。 在反渗透进水和出水的采集口进行采样。测量水样的主要参数，如化学需氧量（COD）、生物需氧量（BOD）、总溶解固体（TDS）的、电导率、悬浮固体（SS）、钙硬度（CAH），总硬度（TH），硫酸根，氨氮，浊度，氯气，色度和pH值的变化。表1简略地列举了测量方法，表2列举了用于分析的仪器清单。 表1 测量主要参数的方法 表2 测量主要参数