杨秋雪
黑龙江华电齐齐哈尔热电有限公司 黑龙江齐齐哈尔 161000
摘要：近年来我国综合国力的不断增强，工业的迅猛发展，涌现出大量的工业企业。目前，国内反渗透膜工业应用的最大领域仍为大型锅炉补给水、各种工业纯水以及苦咸水和海水淡化，饮用水的市场规模次之，电子、半导体、制药、医疗、食品、饮料、酒类、化工、环保等行业的应用也形成了一定规模。反渗透具有能耗低、运行操作简便、运行费用经济等突出优点，随着制膜技术的改进、能量回收系统的开发、预处理技术的改进以及对高低盐度进水的广泛适用性，反渗透脱盐成本逐年下降，工艺在经济、技术上的竞争力不断增强，将成为21世纪脱盐领域的主要技术之一。本文就反渗透浓水处理技术展开探讨。
关键词：反渗透；浓水；处理
引言
反渗透膜分离技术具有物料无相变、相对能耗低、除盐效果好、处理工艺成熟可靠、设备简单、自动化程度高、易于运行和管理等优点，广泛应用于海水淡化、电力、石化、城市污水和工业废水深度处理等领域。在反渗透技术应用过程中，会产生一定量的浓水，其水质比较复杂，主要处理难点因素是COD、硬度、含盐量高。反渗透浓水中的有机污染物主要来源于市政污水或工业废水处理系统的二级出水，主要为小分子难生物降解的有机物。长期以来，国内外对反渗透浓水的处理和处置方法主要有经过处理后排入地表水或海水、排入市政污水处理系统、蒸发浓缩和资源化利用等。但随着环境管理政策和污水排放标准日益严格，反渗透浓水直接或间接排放已超过环境承载力，反渗透浓水中有机污染物的去除受到广泛关注。
1反渗透浓水特点
反渗透浓水水量、水质受到的影响因素有:进水水质、回收率、预处理中使用的阻垢剂、反渗透膜清洗时使用的清洗剂等。其中进水水质对浓水的性质起主要决定作用，而过程中添加的化学物质的影响较小，因为添加的浓度相对较低(一般小于10mg/L)。反渗透浓水中的污染物主要有溶解性有机物(DOM)和总溶解性固体(TDS)，其中DOM对人类和环境危害重大的污染物有内分泌干扰物、药物及病原菌;TDS主要成分为Cl－、HCO3－、SO42－、NO3－、Ca2+、Mg2+、Na+等。反渗透浓水通常具有较高的压力:高压反渗透(5.6～10.5MPa)、低压反渗透(1.4～4.2MPa)、超低压反渗透(0.5～1.4MPa)。
2反渗透浓水处理技术
2.1Fenton氧化法
Fenton氧化法被认为是一种可有效去除难降解和有毒有机物的高级氧化技术。该方法以H2O2在Fe2+催化下生成的羟基自由基（·OH）为氧化剂，其氧化能力（2.80V）仅次于氟（2.87V），能迅速将有机物氧化为CO2和H2O，或转化为较易生物降解的有机物。在处理难降解有机污染物时具有独特的优势。采用Fenton法氧化石化反渗透浓水，当pH=3、H2O2和FeSO4的投量分别为0.3mL/L和1g/L、反应1h后，COD的去除率为49.8%。采用Fenton法处理造纸厂反渗透浓水，当pH=4、H2O2浓度为5mmol/L、Fe2+浓度为2.5mmol/L、反应时间为90min时，COD去除率达60%以上，出水COD可降低至100mg/L以下。采用采用均相Fenton法处理石化废水反渗透浓水，考察了H2O2浓度、Fe2+浓度、初始pH以及反应温度等因素对处理效果的影响，并分析了反渗透浓水的可生化性及污染物变化特征。
结果表明，在H2O2浓度为75.0mmol/L，Fe2+浓度为7.5mmol/L，初始pH为3.0，反应温度为25℃的条件下，反应2.0h后反渗透浓水TOC浓度由198.4mg/L降到111.6mg/L，有机物矿化去除率达43.7%，BOD5/CODCr由0.11提高至0.28，反渗透浓水污染物浓度大幅降低，可生化性也得到明显改善。以Ti金属网为阴极，Ti负载RuO2金属网为阳极处理石化废水反渗透浓水，芬顿所需试剂均由外部投加，最佳条件下，反应2h后去除率为49.7%，该方法Fe2+消耗速率较快，但Fe2+生成受阴极反应控制且速率较慢，从而影响OH产生效率。Fenton试剂法处理反渗透浓排水存在一定的弊端：Fe2+浓度比较大时，处理后的水中可能带有颜色，影响感官效果，实际处理时一般需要加酸将pH调整到较低的范围内进行处理，导致处理成本提高。
2.2臭氧多相催化氧化+活性炭吸附+超滤工艺
臭氧多相催化氧化+活性炭吸附+超滤工艺的基本原理是利用臭氧催化氧化降低有机污染物浓度，通过粉末活性炭来吸附处理RO浓水中残留的有机污染物来去除COD，并利用超滤对水质进行最后的把关。采用臭氧催化氧化进行前处理，可以大幅度降低粉末活性炭吸附处理RO浓水的投加量与直接运行成本。该工艺流程比较简单，HRT也比较短，比较适合COD较低（≯120mg/L）的RO浓水，出水COD基本可以控制在60mg/L以下。但是，该工艺的粉末活性炭投加量比较多，也意味着固废的产生量也会比较大，造成后续处理比较麻烦，因此进行工业化应用的可行性也比较差。
2.3电化学氧化法
电化学方法作为一种环境友好型技术，近年来越来越受到人们重视。电催化降解有机物过程是多电子过程，降解过程可分为阳极催化氧化过程和阴极间接氧化过程。由于反渗透浓水的高盐特性，具有良好的导电性，电化学氧化电流效率高且氯化物的高含量有利于电解产生强氧化剂，因此，在反渗透浓水有机物氧化方面受到较大关注。用BBD、Ti/IrO2-Ta2O5和Ti/IrO2-RuO2作电极处理炼钢厂反渗透浓水，其COD120-190mg/L，TOC25-36mg/L，TDS14745mg/L，BBD和Ti/IrO2-RuO2电极能完全去除COD，Ti/IrO2-Ta2O5去除率小于50%。
2.3臭氧预氧化+臭氧多相催化氧化工艺
臭氧预氧化+臭氧多相催化氧化工艺的基本原理是先利用臭氧预氧化降解掉RO浓水中相对较小分子污染物，再通过臭氧催化氧化降解具有复杂结构的有机污染物直至将其矿化。小试、中试研究结果发现，该工艺流程对COD去除率在75%以上，对石油类的去除率在90%以上，处理后的各项水质指标要远远优于GB8978-1996。该工艺的流程最短，但由于强调对COD的绝对矿化，臭氧氧化的HRT要非常长，臭氧的消耗量也会非常大，配套多相催化剂装载量也会比较多。而且由于处于高盐环境，在运行过程中，催化剂填料床层容易出现结垢板结现象。
结语
混凝沉淀去除反渗透浓水中有机物的能力有限，且需消耗大量药剂及产生大量污泥；活性炭工艺能够有效的去除反渗透浓水中的有机物，但吸附饱和的活性炭处置问题限制了活性炭的广泛应用；高级氧化技术处理反渗透浓水中有机物，通常能达到较高的有机物去除率。从实际工程应用的情况而言，高级氧化技术是一种很有应用潜力的废水COD处理技术，研制新型的高效催化剂和开发新型高效传质反应器结构是提高高级氧化工艺在去除反渗透浓水中有机物的方向。
参考文献
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