高礦化度水反滲透處理后的濃鹽水綜合處理方法

1、高礦化度水反滲透處理后的濃鹽水綜合處 理方法水的礦化度又叫做水的含鹽量，是表示水中所含鹽類的數(shù)量。由于水中的各種鹽類一般是以離子的形式存在，所以水的礦化度也可以表示為水中各種陽離子的量和陰離子的量的和。 一般用M表示。高礦化度礦井水一般是指含鹽量大于 1000mg/L的礦井水。反滲透（R0）脫鹽處理是借助壓力（30 -70kg/cm 范圍）促使水分子透過半透膜，而溶質(zhì) 被截留下來，進(jìn)行濃縮礦井水的方法。將鹽水和純水用只有水分子可以通過的半透膜隔開， 水分子就會透過半透膜進(jìn)入鹽水，鹽水變稀且液而上升至某一定值，水柱的高度（決定于鹽水的濃度）是由于鹽水的滲透壓所致，此現(xiàn)象為滲透。如果我們向鹽水的一

2、側(cè)施加大于滲透 壓的壓力，則鹽水中的水分子就會透過半透膜流向純水的一側(cè)，而溶質(zhì)被截留在鹽水的一側(cè)，就形成了反滲透。反滲透法對進(jìn)水水質(zhì)要求比電滲析法高，高礦化度礦井水進(jìn)入反滲透之前，除了必要的預(yù)處理還應(yīng)作軟化處理，防止由于Ca+、Mg+形成反滲透膜化學(xué)性結(jié)垢，造成膜堵塞。RO處理后的濃水中富集的主要污染物主要有45種。其中對人類和環(huán)境危害重大的污染物有：a.內(nèi)分泌干擾物，Nghiem等通過試驗(yàn)指出反滲透工藝產(chǎn)生的濃水和清洗水會濃縮 大量的內(nèi)分泌干擾物；b.藥物，Radje no vic等發(fā)現(xiàn)飲水廠的納濾和反滲透濃水中可檢測到每 升幾百納克的藥物殘留，而這些濃水被排入附近的一條河流；c病原菌，Iv

3、nitsky等指出微生物種群、胞外聚合物的形成和累積對降低膜的滲透性影響很大，而病原細(xì)菌生物膜的形成會影響濃水的安全排放，以及回用水的可持續(xù)利用。RO處理后濃鹽水的處理方法有：1. 直接或間接排放1.1將濃水直接排入海洋將反滲透濃水直接排入海洋，高效、廉價(jià)，是最常用的方法。但海洋對排放物的消納能力并不是無限的，高濃度的濃鹽水和淡化過程中引入的化學(xué)物質(zhì)可能對排放口周圍的海洋環(huán) 境及生物造成傷害，或?qū)λ串a(chǎn)生污染。此外，濃水可能快速沉入海底并危害敏感的深海環(huán) 境，影響大小取決于排放地的水力及地理因素、海測學(xué)、波浪、水流、海水深度等。因此，將反滲透濃水排放口設(shè)在遠(yuǎn)離海岸的地方，會減小其對海岸及海洋的

4、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。選擇排放地，要充分考慮排放口周圍海水的水力、環(huán)境、氣候等特征，還可以采用一些特殊設(shè)計(jì)（如擴(kuò)散器）來加快稀釋、分散，避免濃鹽水聚集或沉入海底若利用潮汐周期規(guī)律排放濃水，稀釋擴(kuò)散效果更好，但需要濃水儲存池，只適用于小型海水淡化廠。1.2排入地表水或污水處理系統(tǒng)將反滲透系統(tǒng)濃水排入地表水體，首要關(guān)心的問題是濃水對地表水體水質(zhì)的影響，排入地表水體的水質(zhì)決定了是否要在排放前對濃水進(jìn)行處理。因此，該方式適用于濃水排放量不是很大的反滲透系統(tǒng)。一種間接排入地表水體的方式是，將反滲透系統(tǒng)濃水與處理后的污水或雨水進(jìn)行混合后排放。 只有在確保不會對地表水體產(chǎn)生不利影響的前提下，才可將濃水直接排入地表水體。

5、排放口的設(shè)置應(yīng)科學(xué)合理，國外設(shè)置排放口的水域水深大多在1030m。應(yīng)盡量選擇在水深、流速快、交換能力強(qiáng)的水域排放，也可使用擴(kuò)散器來加快稀釋。反滲透濃水也可排入市政污水體系，與城市污水混合后通過污水處理廠進(jìn)行處理。但此方式，僅適用于濃水排放量小的反滲透系統(tǒng)，因?yàn)榇罅髁康臐馑畷绊懳鬯幚韽S生物處理工藝的運(yùn)行穩(wěn)定，甚至超出現(xiàn)有污水體系的處理能力。1. 3排入蒸發(fā)塘蒸發(fā)塘在氣候炎熱、蒸發(fā)量高、降水量少而且有足夠廉價(jià)土地的地區(qū)是一種比較實(shí)用的 處置方法。在合適的氣候條件下， 可以有效利用充足的太陽能，將反滲透濃水儲存在蒸發(fā)池中讓其蒸發(fā)。蒸發(fā)塘一般要經(jīng)過防滲透襯里處理和放溢流處理，這樣就不會進(jìn)入地下水和

6、地表水水體中。蒸發(fā)殘余固體要定期清理，送到垃圾填埋場處置。中東地區(qū)一些國家，如阿曼、 約旦和阿聯(lián)酋的一些小型海水淡化廠采用蒸發(fā)塘來處理濃水。1.4深井注射但實(shí)施深井注射的過程非深井注射是連續(xù)處置大量反滲透濃水的一種簡單有效的方式,常復(fù)雜，且成本較高。深度通常為1300 2000m，這一方法已經(jīng)實(shí)踐多年，例如在美國有超過800個(gè)深井用于注射處理各種有毒有害廢水，包括海水淡化反滲透濃水。深井注射對 地理?xiàng)l件的要求相當(dāng)特殊，設(shè)計(jì)和施工方面的要求也很高。例如，選擇注射井的地點(diǎn)必須地震學(xué)上穩(wěn)定、有高度滲透的、面積廣泛的注射區(qū)、不危及礦物資源等；必須與適于飲用的地下含水層相隔離，所以注射位置要低于所有鄰近

7、的含水層，巖土的透射性要相對較高以便于注射;在建造注射深井時(shí)的實(shí)驗(yàn)工作量較大，需要探明選址地含水層的深度，分析巖土結(jié)構(gòu) 并進(jìn)行打壓試驗(yàn)等等大量的試驗(yàn)、探查和模擬工作。因此，深井注射的處理方式應(yīng)慎重選擇。2綜合利用2. 1余壓回收利用濃水通常具有較高的壓力，尤其是如海水淡化和苦咸水淡化，操作壓力高，回收率低， 大部分能量因濃水放空而沒有利用，從節(jié)能和經(jīng)濟(jì)性角度考慮，這部分能量回收十分重要。2. 2作為太陽池的儲熱介質(zhì)大型反滲透海水淡化廠， 濃水排放量大，可考慮利用鹽湖太陽池效應(yīng)，將濃水作為太陽池下對流層的儲熱介質(zhì)，建造人工太陽池，使底層水溫達(dá)到70100 C,以色列、美國、日本等國應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，

8、用來發(fā)電、供暖及鹽田化工生產(chǎn)，己達(dá)到工業(yè)化實(shí)用階段。以色列和阿拉伯海灣地區(qū)己廣泛將大規(guī)模海水淡化廠和太陽池合建，經(jīng)濟(jì)效益明顯。2. 3回用作生產(chǎn)用水反滲透濃水可結(jié)合生產(chǎn)工藝綜合利用。國內(nèi)大多經(jīng)濃水用作過濾器反沖洗水、循環(huán)冷卻水、廠區(qū)除塵、除渣水等，或經(jīng)簡單處理后混入原水回收，濃水回流可提高回收率。2. 4資源化利用海水淡化濃鹽水其溫度和鹽度都較高，可采用太陽池、電滲析或自然蒸發(fā)等方法制鹽和提取化工原料，有效利用資源，還可以創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益。反滲透海水淡化后的濃水，進(jìn)行預(yù)處理后，再進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓磧叮?可用于珍貴海產(chǎn)品的人工養(yǎng)殖。反滲透濃水還可用于灌溉，但是一般受濃水水質(zhì)的限制，以及植物的耐受程度

9、， 有些鹽土植物可承受高于 35000mg/L的鹽度，此外，還要考慮濃水對土壤、周圍地表水及地下水 系統(tǒng)的影響。3其他處理方法芬頓法。反滲透濃水含鹽量高， 導(dǎo)電性能好，用芬頓法處理時(shí)可降低能耗。芬頓法主要 用于去除濃水中的有機(jī)物， 電解完成后加入混凝劑， 處理后的濃水可作為反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水 重新利用。膜蒸餾。膜蒸餾技術(shù)是在常壓下利用溫差將濃水盡可能的回收甚至結(jié)晶化。王軍等的研究表明，采用膜蒸餾技術(shù)回用反滲透濃水在技術(shù)上是可行的，通過構(gòu)建反滲透一膜蒸餾集成系統(tǒng)，可使總產(chǎn)水率達(dá) 95%以上。國內(nèi)RO濃鹽水處理方法：1. 回流法。RO濃水回流可提高回收率， 增大膜表面沖洗流速， 減少污堵；但回流率過

10、高，又會使進(jìn) 水鹽度升高，增加膜的負(fù)擔(dān)，影響膜壽命。2. 回用作生產(chǎn)用水。由于RO濃水中無懸浮物，含阻垢劑且有壓力，可用作過濾裝置的反沖洗水、除塵水、沖灰沖渣水、冷卻水；或經(jīng)過簡單處理后混入原水回收。如果濃水中含環(huán)境優(yōu)先控制污染物， 則需慎重使用。3. 資源化利用。可采用水力渦輪增壓器、功交換器和壓力交換器等利用余壓產(chǎn)能；海水淡化廠的RO濃水用于制鹽，可節(jié)約鹽田，縮短曬鹽周期；預(yù)處理后適當(dāng)勾兌，可用于海產(chǎn)品養(yǎng)殖。4. 蒸餾濃縮。膜蒸餾技術(shù)是一項(xiàng)新技術(shù)， 在常壓下利用溫差可將濃水盡可能地回收（回收率95%）堪至結(jié)晶化，但目前經(jīng)濟(jì)、高質(zhì)量的疏水微孔膜尚未研發(fā)成熟。國外RO濃鹽水處理方法：1回流法L

11、ew等的濃水回流試驗(yàn)表明，當(dāng)回流率為80%時(shí)，膜裝置運(yùn)行正常。Ning R Y等指出反滲透的回流率最咼可達(dá) 90%，但易導(dǎo)致結(jié)垢現(xiàn)象。Figueruelo等的試驗(yàn)表明當(dāng)體積濃縮因子為2. 5 （濃水回流比為 60%）時(shí)，能維持穩(wěn)定的出水量。Singh指出苦咸水淡化廠通過增設(shè)濃水回收膜系統(tǒng)，可使淡水總回收率從75%上升至 87% 一 90%。2直接或間接排放（1）排入地表水或海水。該法是處理濃水最常用的方法，高效價(jià)廉，但RO濃水中的有害物質(zhì)及離子會影響到受納水體的水生環(huán)境或?qū)λ串a(chǎn)生污染。將RO濃水排放口設(shè)在遠(yuǎn)離海岸的地方，會減小其對海岸及海洋環(huán)境的影響。若利用潮汐周期規(guī)律排放濃水，稀釋擴(kuò)散效果

12、更好，但需要濃水儲存池，只適于小型海水淡化廠。（2）排入污水處理系統(tǒng)。遠(yuǎn)離含鹽水體的淡化廠可將濃水排入污水處理系統(tǒng)，但濃水的流量不宜過大，否則會影響污水廠生物處理工藝的穩(wěn)定運(yùn)行。（3 ）深井注入地下。將濃水注入土地的場所要慎重選擇，注入管應(yīng)做防腐處理，還需在線監(jiān)測周圍的土壤。Ning等將RO濃水混凝、沉淀、過濾處理后一部分排入沙漠深井，另一部分回流, 繼續(xù)處理。（4）排入垃圾填埋場。濃水可作為液體廢物處理， 也可加入凝固劑后作為固體廢物處理，減少滲濾液的滲透和泄漏，從而減輕環(huán)境危害。3綜合利用（1）資源回收。濃水有時(shí)比滲透液更有價(jià)值，尤其是食品行業(yè)，在化學(xué)和制藥工業(yè)也常用壓力驅(qū)動膜來 濃縮有機(jī)

13、溶劑。Allegre等用過濾/中和/納濾/反滲透工藝處理染料廢水，納濾排出的濃縮染 料、反滲透排出的濃縮鹽水可多次回用，既減少了原料投入，又減少了廢水排放量。（2）灌溉用水。濃水可灌溉耐鹽度高的植物、產(chǎn)籽類作物，還可作為生態(tài)景區(qū)的補(bǔ)充水，但當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì) 也必須適合濃水灌溉，需要密切監(jiān)測地下水或受納水體的污染情況。Fiona等用海水灌溉油籽類鹽土植物，生長季過后植物生長良好。4蒸發(fā)濃縮濃水的蒸發(fā)塘法適用于氣候炎熱、蒸發(fā)率高、年降雨量低、土地廣裹、地價(jià)低廉的地區(qū)，且要做好防滲工作，保護(hù)地下含水層。5污染物的去除（1）吸附。顆粒活性炭預(yù)處理主要去除疏水性和可生物降解性的DOM （堿少80% 90%的DOM ）使膜滲透穩(wěn)定、滲透液質(zhì)量提高。（2 ）生物法。厭氧生物系統(tǒng)可