程 文
南方汇通股份有限公司， 湖北 武汉 430070
摘要：反渗透膜技术广泛应用于苦咸水和海水淡化等领域，大量的浓水对环境造成很大的威胁。因此需要借助反渗透浓水回用技术加以改善。为此本文简要分析了反渗透浓水回用技术的意义，并结合实例就其做了进一步分析。
关键词：反渗透；浓水回用技术；技术应用分析
引言
为加快资源、能源与环境问题的解决，反渗透水处理技术得以广泛应用，但针对浓水的处理却存在能耗大、回收率低等缺陷。而反渗透浓水回用技术的出现不仅可将节水减排变为现实，还能达到降低制水成本、保护水资源的目的。下面便结合反渗透浓水回用技术的应用实例展开分析。
1反渗透浓水回用技术概述
反渗透水处理技术凭借其低耗、高效、无污染等优势在当下的城市污水、工业废水、纯水制备、海水淡化等诸多领域有所应用，被视为缓解资源危机、保护环境的一项重要技术。但与此同时，其排出的浓水中不仅含有高浓度的无机盐和有机物，而且可生化性较差，若处理不当则易污染水体引发土壤板结等，而蒸馏浓缩、回流法等传统处理工艺有的运行不稳，有的回收率低，故急需探索一种高效回收利用反渗透浓水的技术[1]。
反渗透浓水回用技术是基于原有的反渗透设备加以改造而成，即安装零动力反渗透浓水回收装置并以手动阀使其与反渗透浓水管连接，不用额外增加动力，只需对反渗透系统浓水端余压能量进行充分利用便可实现对浓排水的零动力回收和再利用，以此发挥节水减排、降低成本的效用，同时无需改动电气控制系统，不会占用平面位置，也不用投加药剂，有利于企业经济效益与环保效益的提升。
2反渗透浓水回收的可行性
为了提高系统回收率，反渗透浓水经过浓水反渗透装置，浓水反渗透产水与淡水反渗透产水一起进入阴床，反渗透浓水设计排放至污水处理场排放区，通过分析浓水反渗透浓水水质，其水质条件完全符合循环水补水标准，可以进行回用。
2.1浓水结垢倾向的计算
反渗透装置运行时, 反渗透膜对水中 CO2透过率几乎为 100%, 而对 Ca2+的透过率几乎为零。因此, 原水被浓缩会导致浓水侧 pH 值的升高和Ca2+浓度的增加, 而 pH 值的升高, 会引起水中HCO3-转化为 CO32-, 容易使 CaCO3析出。判断浓水中 CaCO3的结垢倾向, 常用朗格里尔指数 LSI 来近似地判断。计算得该浓水的 LSI = 2.3 > 0, 说明该浓水有 CaCO3结垢倾向。
为了防止反渗透膜结垢, 在原水进入反渗透装置之前加入了阻垢剂, 该药剂可以有效的阻止无机盐在管道和设备中结垢。原水在经过反渗透装置以后, 加入的阻垢剂被截留在浓水中, 它仍然可以起到对浓水的阻垢分散作用, 而不会在浓水回用的管道中形成结垢, 影响回用的稳定性。所以, 将浓水回收作为多介质过滤器的反冲洗水是可行的[2]。
2.2工艺上对反洗水质的要求
因为浓水是原水经过反渗透装置后被浓缩的水, 其中物质的总量没有太大的变化只是浓度增大而已, 所以只需考虑浓水的浊度是否满足工艺上的要求。多介质过滤器对反洗水质的要求为浊度小于3 NUT, 而反渗透浓水的浊度为 0 NUT。所以, 在工艺上对反洗水质的要求方面, 将浓水回收作为多介质过滤器的反冲洗水是可行的。
3反渗透浓水回用技术的应用分析
3.1项目概况
某热电公司化学反渗透水处理站现有 3 套反渗透系统，采用地表水进水，目前膜元件运行状况良好，单套反渗透系统额定产水和浓水流量分别为 20m3/ h 和 40m3/ h，即整个系统共有 120m3/ h 的额定浓水流量，而且经直接排放后经雨水管道流出，致使水资源浪费严重。面对水资源日益短缺的严峻形势，如何加以综合合理利用最大限度地提高水资源利用效率尤为关键，因此该公司要想可持续发展，需要对所排浓水进行全部回收利用，以期在节能减排的同时实现废水零排放。
3.2系统特点
基于以上需求，该公司应用了浓水零动力回收技术，即利用≥0．5MPa 的反渗透浓水余压为动力完成水资源的回收与利用，通过在膜法处理环节减少废水排放，达到回收率与脱盐率分别在60% ～70%之间和 98%以上。因此在方案设计过程中，不仅需要考虑反渗透处理设备及其运行状况，还要注意浓水水质指标的分析优化回收装置[3]。
为此，该公司在既有反渗透装置的基础上，结合其运行特点安装了高效反渗透浓水回收系统，主要包括浓水回收进水阀、产水阀、排放阀、进水隔离阀、回水阀、增压泵等设备，通过采取浓水回收进水压力与电导、产水压力与电导、产水流量、回水压力与电导等模拟量信号为浓水回用工作的有序进行提供重要参考。由于进水水质、预处理、回收、清洗等环节所用的化学药剂直接关乎反渗透浓水的水质与水量，进而间接决定了设备选型，所以必须立足实际准确分析浓水水质; 同时反渗透膜作为技术的核心元件，必须具备一定的脱盐率或渗透量，所以反渗透浓水回收系统脱盐膜的选择不容小觑，需对其表面进行特殊处理增强自身的抗污染性和通量; 此外还需对比、优化浓水回收装置，保证现有场地与设备能够充分利用，与原有设备既能整体运行又相对独立，结合控制逻辑的优化实现系统安全可靠的自动化运行。
3.3操作要点
为进一步提高上述反渗透浓水回收系统的应用效果，在正式投运前做了相应的调试，即与浓水回收处理系统有关的所有设备装置，以及结束安装后的系统水冲洗、泄漏、水压、ＲO 装置等内容，确认就地模式、远程模式、自动逻辑、系统报警、参数设置等均符合要求后予以运行。在操作过程中应注意合理设置参数，如为防止水泵干抽，可将浓水压力低、高停泵值分别设为0．2MPa 和 0．8MPa，为保证整个系统安全运行，设有就地与远程两大操作模式，前者是经现场控制柜面板的开关按钮实现的，后者为 PLC 启停设备，包括手动切换和自动控制。运行期间需严格遵循操作要求，尤其是出现报警时必须快速锁定故障并加以解决，如当增压泵发生过载报警时，若与变频器有关，应先排除控制柜故障后再点击报警复位按钮等[4]。
3.4结果分析
本项目在应用上述浓水回收装置后，不仅很好地融合了原有反渗透系统逻辑控制，使得操作方便，运行安全稳定、经济可靠，而且产水指标符合设计规范。按照原有 3 套反渗透系统的额定浓水计算，每小时浓水流量为 120m3，加装浓水回收装置后每小时可回收的浓水量高达 60m3，如此一来，每年可节约51840m3左右的水资源，若以 1．89 元/吨的水价计算，每年约有98 万元的节水收益，可见经济效果显著。再者改造后的系统设备在运行状态下不用投加化学药品，相对而言具有较低的运行成本，而且单套系统浓水回用率至少为 50%，25℃ 的条件下回用水量至少为 20m3/ h，最终产水水质的电导率和脱盐率分别≤400μs/cm 和≥80%，出水质量合格，可以说此项目实施成功，值得借鉴[5]。
结语
综上所述，该项目中的反渗透浓水回用技术设计合理，效果显著，符合节水减排的预期，为企业创造了良好的节水效益，有利于水资源的保护和环境污染的减少，应用前景广阔。在以后的研究中还应不断创新完善，积极寻求更为高效可靠的反渗透浓水回用技术。
参考文献
[1]吴秋荣.反渗透浓水回用技术分析[J].科技风,2020(21):5.
[2]王卫红,高丛辉.反渗透浓水回用的可行性分析[J].石油石化节能,2011,1(09):6-7.
[3]张妍青.反渗透浓水回用技术及运行探讨[J].石油化工安全环保技术,2010,26(03):49-51+69.
[4]刘占峰,曹志奎.反渗透浓水回用[J].科技创新导报,2009(16):68.
[5]孙容,李飞.反渗透浓水回用技术探讨[J].电站辅机,2004(03):51-53+56.