浓缩水对反渗透系统的影响作用及其回收利用

摘要：反渗透工艺处理原水时将会产生34.7%的浓缩水，同时反渗透浓水中不仅含有较高的盐类，也有较高的有机物含量，常常引发各种各样的污染，一旦处理不当，将会使得反渗透系统的污染堵塞加重。文章首先对反渗透系统进行了分析，其次分析了浓缩水对反渗透系统的主要影响因素，最后探讨了浓缩水对反渗透系统的回收和利用。

关键词：浓缩水；反渗透系统；回收利用；产水量；反渗透工艺 文献标识码：A

中图分类号：TQ021 文章编号：1009-2374（2015）15-0089-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.046

21世纪的今天，反渗透技术逐渐成为当前各种膜分离技术中发展较快的一种，并有着成功的应用，为我国的工业发展带来了前所未有的契机。反渗透系统主要是借助于反渗透压的作用，将溶液中的溶剂膜分进行分离的一种操作，可以将水中的盐类以及小分子酸有效除去。本文主要以山西三维集团股份有限公司水处理车间回用水工段为例对浓缩水对反渗透系统的影响作用以及回收利用做了主要的研究。

1 反渗透系统概述

山西三维集团股份有限公司水处理车间的用水反渗透系统，主要是一种浓缩水的回收系统，同时其中的膜壳有12支，而每个膜壳往往存在6支膜，但是实际的排列方式的比例为3∶4，将回收率设计为70%，同时脱盐率不小于98%。实际的产水量变为每小时70t，进水的温度为25℃，所有的管线通过借助于衬胶管线，并对前面反渗透系统出来的浓缩水进行渗透。

该回水反渗透系统虽然是一种浓缩水回收系统，这种系统主要是将其他反渗透系统的浓缩水进行进水，但是就其实质性而言，由于其他反渗透系统往往有着较差的水质，电导控制为3000us/cm，在将反渗透阻垢剂添加之后，控制量为9mg/L，运行一个月之后，产水量由每小时的52t降低到每小时的35t，而进口控制压力也在逐步的升高。通过进行在线化学清洗，进口压力逐渐的控制为0.95～1.2MPa，产水量逐渐恢复到原先的每小时70t。该反渗透系统设备已经投入运行了4年，同时在近期的运行中，逐渐降到了半个月，清洗之后，进口的压力为1.0MPa，同时产水量也降到44t，难以和实际的生产运行要求相满足。

2 浓缩水对反渗透系统的主要影响作用

通过对山西三维集团股份有限公司水处理车间回水反渗透系统进水以及浓缩水进行取样检查，化验结果中表明，回水浓缩水反渗透系统实际的进水中，往往有一种高碱和高硬度的水质，从某种意义上来说，这种回水反渗透进水的LSI值明显超过1.95，碳酸钙结垢倾向相对严重。同时浓缩水的pH值小于进水的pH值，系统中存在结垢的情况。

反渗透系统中浓缩水同样也存在钙离子丢失的现象，往往需要将膜元件拆出，观察过程中发现在某种程度上不仅仅存在相对明显性的无机盐垢污染，同时也存在少许的透明胶状物质，通过对当前的污染物进行灼烧损失法实验，发现有着严重的灼烧失重现象。

关于灼烧失重的百分比如表1所示。所谓的灼烧损失法，在某种程度上通过将膜面上的一些污染物进行干燥处理，并将其升温，将污染物的有机物借助于一定的形式进行破坏，并实现有机物的降解、挥发处理之后，就要对加热前后污染物重量进行称量，进而将有机污染的百分比确定。之后再次进行升温处理，对碳酸盐进行分解，并对污染物的重量进行称量，进而对碳酸盐垢污染的百分比加以确定。

表1 灼烧失重的百分比情况

水分失重 550℃失重 950℃失重

90% 6.20% 43%

化学分析法应用的过程中，主要是将污染物进行烘干处理，将盐酸和硝酸加入，并在电路上做好基础的加热煮沸，在大部分污染物溶解的过程中，将会产生一定的气泡，一旦冷却之后，进行过滤处理，在容量瓶中进行收集，并将其稀释到刻度，之后进行测定的方法。

化学分析的过程中，分析的数据表如表2所示：

表2 化学分析数据表情况

污染名称 测试项目 含量/（mg·L-1）

山西三维集团股份有限公司水处理车间回水反渗透系统污染物 钙 196.1

总磷 83.60

总铁 2.42

这一结果表明，反渗透系统的主要污染物不仅仅是该类无机盐垢，同时也有少量的有机物。

3 浓缩水对反渗透系统的回收利用

浓缩水对反渗透系统回收利用的过程中，不仅仅要做好污染物的去除，同时也要借助于相关的化学清洗和物理冲洗，实现污染物的去除，将相关的运行条件进行改变，并在实际的实验结果分析中，回收利用可以从以下三个方面说起：

第一，本系统主要是对一次浓缩水加以采用，将其作为一种原料水，因此难以从根本上对水质进行改变，而山西三维集团股份有限公司水处理车间回水反渗透系统中不难发现，进水的LSI值超过1.90，在某种程度上有着相对严重性的结垢，水浓缩的过程中，同时也难以从根本上将系统结垢的速度进行有效的解决。而做好系统结垢速度的实际控制过程中，就要将饱和指数LSI进行合理的控制有效的调节pH值。

第二，产水量设计在每小时52t，在不掺水的情况下，整个系统可以满足产水量的要求，但是在实际的运动状态中，往往产生一定的偏流情况，通过进行相关的在线清洗，产水量可以逐渐恢复到原先的状态，但是膜有相对严重性的污染，不同的膜往往有不同程度的污染，而做好在线清洗的过程中，不可避免地也存在相关的偏流情况，彻底清洗之后，同样也使得其有相对严重性的污染，在实际的运行过程中，难以从根本上恢复膜的性能，在实际的回收利用过程中，更要做好对系统的离线清洗，并从根本上彻底地恢复膜的性能。

第三，浓缩水对反渗透系统回收利用过程中，就要依据于实际的生产运行情况，将系统的回收率适当地降低，并对阻垢剂的使用量进行累计。

总而言之，反渗透系统效能往往有着多种的影响因素，同时在实际的反渗透系统回收利用中，就要做好原水的科学处理，依据于实际的水质条件，对合适的预处理工艺进行选择，将反渗透系统的污染物有效减少，并达到相关膜处理的进水指标。一旦膜表面的污染物严重超标时，就要采取合理的清洗方法。

4 结语

本文通过以山西三维集团股份有限公司水处理车间回水反渗透系统为例，高反渗透系统中，产水量逐渐下降，难以满足实际的生产要求，同时在问题的分析中，反渗透系统中浓缩水同样存在不仅仅是钙离子丢失的现象，同时也存在相对明显性的无机盐垢污染和少许的透明胶状物质。通过进行回收利用，并做好在线清洗和离线清洗，有着相对较好的回收效果，同时也提高了山西三维集团股份有限公司水处理车间设备正常运行的

效率。

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作者简介：张永兴（1976-），男，山西运城人，山西三维集团股份有限公司水处理车间技术员，研究方向：反渗透对循环污水的处理。

（责任编辑：黄银芳）endprint