自20世紀50年代現(xiàn)代反滲透處理工藝的發(fā)現(xiàn)，到60年代的商業(yè)化運營，時至今日經過50多年的發(fā)展，反滲透水處理技術已成為當今世界上最先進的脫鹽技術之一，成功地應用于工業(yè)的各個領域，如電力、化工、石品軟料、制藥、電子、冶金等行業(yè)。到20世紀初，反滲透技術在水處理的市場份額每年都以很快的速度增長，它與許多高科技產品一樣，技術含量高，科技附加值高，易操作，使用方法易掌握。針對不同水源中水質的不同情況，在反滲透處理工藝的選擇上也會不同。為了讓反滲透系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定、安全、經濟的運行，需要對不同的水源進行針對性的工藝設計，本文著重介紹一下反滲透處理工藝在地下水處理中的應用。 

地下水處理中反滲透處理工藝的選擇

地下水作為一種水源，在中國有很廣泛的分布，取水也相對容易。但是由于地下水的水質時常會受到氣候等外在因素的影響，波動性較大。比如下雨天，地下水的懸浮物（SS）就會非常高，如果此時的水如果進入到反滲透系統(tǒng)中，則系統(tǒng)會在短時間內發(fā)生不可逆的污堵，所以在處理工藝的選擇上要特別注意，一般情況下反滲透的預處理工藝中會選擇相應的機械過濾器，來有效的降低地下水中不確定的高懸浮物對反滲透裝置的污堵；比如說喀斯特地形，則地下水的硬度就會非常大，一般會通過添加相對應的阻垢劑來防止反滲透系統(tǒng)的結垢。針對地下水的處理，經過多年的經驗，現(xiàn)在已經有幾個較好的反滲透處理工藝，本文節(jié)選了其中一種反滲透處理工藝作為著重介紹，提供一個參考。具體的處理工藝流程圖如下所示。

工藝流程圖

反滲透處理工藝的詳解

現(xiàn)場圖

1）混凝過濾 

由于井水受到下雨等外在因素的影響很大，水中常夾帶大量泥沙，濁度變化較大，易造成反滲透預處理系統(tǒng)運轉不穩(wěn)定，故在預處理中要加入混凝過濾，目的在去除地下水中膠體、懸浮雜質，降低濁度。在反滲透處理中通常用污染指數(shù)（SDI）來計量，要求進入反滲透設備的給水的SDI＜4。由于地下水懸浮物較多，且隨下雨等因素影響較大，故預處理系統(tǒng)常選用聚合氯化鋁作為混凝劑，礬花快速形成并成網狀結構，沉降速度較快。 

2）盤式過濾器 

由于井水受到氣候等外在因素的影響很大，常規(guī)的過濾器，如砂濾，多介質過濾器等，在抵抗含高懸浮物和泥沙的井水瞬時沖擊時，存在反洗周期不確定性和生產急需用水的矛盾，通常情況下效果不佳，會為后續(xù)的處理工藝帶來隱患。而盤式過濾器因為其獨特的疊片式構造，使得系統(tǒng)在抗泥沙等含高懸浮物的沖擊下，性能相對穩(wěn)定很多，有效的保證了出水懸浮物（SS）的低含量，能夠為后續(xù)超濾膜系統(tǒng)始終提供優(yōu)質的水源，是地下水處理工藝當中非常重要的預處理工藝。 

3）超濾膜過濾裝置 

超濾膜系統(tǒng)主要是去除水中的懸浮物（SS），保證反滲透的進水SDI＜4。通常情況下超濾膜的出水SDI非常小，在2左右。另外由于超濾膜系統(tǒng)前有盤式過濾器，所以超濾膜系統(tǒng)的進水中不會泥沙的出現(xiàn)和懸浮物的過量情況，在運行過程中不會出現(xiàn)“斷絲”的情況，從而保證了反滲透進水對SDI的要求。超濾膜的材質一般選用聚偏氟乙烯（PVDF），孔徑在20nm左右。 

4）殺菌處理 

通常情況下，超濾膜過濾裝置后會加個水箱，用來存放超濾膜過濾水，為了防止水箱中有微生物滋生，會添加些殺菌劑進行殺菌處理，常用的殺菌劑為次氯酸鈉（NaClO）。 

5）高壓泵 

高壓泵是為反滲透裝置提供能量的必須的設備，高壓泵的型號通常根據(jù)反滲透系統(tǒng)設計軟件中的流量和壓力來選型，高壓泵的揚程和進水鹽含量有很大關系，另外也受到進水溫度等因素的影響。 

6）阻垢劑和還原劑 

由于地下水的硬度和堿度都是非常高，為了使得反滲透系統(tǒng)能夠更好的運行，系統(tǒng)始終在沒有結垢的情況下運行，需要根據(jù)具體的水質投加相對應的阻垢劑；另外因為反滲透預處理中投加了氧化劑殺菌，故在反滲透進水時需要投加還原劑來還原，使得反滲透系統(tǒng)的進水余氯小于0.1ppm（或ORP<200mV），滿足反滲透系統(tǒng)對進水氧化物質含量的要求。

7）保安過濾器 

由于反滲透之前要添加一些化學藥劑，為了防止沒有溶解的顆粒狀的藥劑進入到反滲透系統(tǒng)中，同時也為了給反滲透進水SDI提供雙保險（超濾系統(tǒng)是其中一個保險），所以添加了保安過濾器。通常保安過濾器濾芯的孔徑為5μm，流量視進水流量而定。 

8）反滲透元件與裝置 

反滲透膜元件是反滲透系統(tǒng)的核心部件，要選用與地下水處理相對應的膜元件，根據(jù)系統(tǒng)的不同設計，可以選擇VONTRON公司的LP21－8040或者LP22-8040苦咸水膜元件，具體情況如表。一般情況下，反滲透系統(tǒng)回收率在75％左右，同時系統(tǒng)的脫鹽率都非常高，在97％以下，從而有效的保證了出水的水質。

反滲透膜元件性能表

9）系統(tǒng)控制 

反滲透控制系統(tǒng)通常采用可編程控制器PLC組成一個分散采樣控制，集中監(jiān)視操作的控制系統(tǒng)。按工藝參數(shù)設置高低壓保護開關，自動切換裝置，電導、流量和壓力出現(xiàn)異常時，能實現(xiàn)自動切換、自動聯(lián)鎖報警、停機，以保護高壓泵和反滲透膜元件。變頻控制高壓泵的起動和關停，實現(xiàn)高壓泵的軟操作，節(jié)省能耗，防止由于水錘或反壓造成高壓泵和膜元件損壞，確保系統(tǒng)能自動、安全、可靠地運行。 

展望 

隨著反滲透膜技術的不斷改進和分離工藝的改良,反滲透技術在地下水處理中的應用所占比例正在不斷擴大,反滲透處理工藝也得到了高度的重視,并以較快的速度成熟和發(fā)展起來。同時隨著新型膜與膜技術的開發(fā),反滲透處理工藝成本有望進一步降低,必將加快反滲透處理技術轉化為實際生產力的速度,使之在解決世界性水資源短缺的難題中發(fā)揮更大的作用。

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