2.1、概述

反渗透膜分(fēn)离技术，由于它具有(yǒu)物(wù)料无相变、相对能(néng)耗低、除盐效果好、处理(lǐ)工艺成熟可(kě)靠，设备简单、自动化程度高，易于运行和管理(lǐ)等优点，近几年来在许多(duō)行业得到广泛的应用(yòng)。但是，目前反渗透技术一般的设计产水率為(wèi)75%，实际产水率更低，大约会产生30%的浓盐水。若原水是水质非常差的地下苦咸水，或者海水，浓水产生量会更大，可(kě)能(néng)达到50%。当前很(hěn)多(duō)反渗透工艺产生的浓水都不经处理(lǐ)直接排放，造成水资源和能(néng)源的浪费，同时对周围的环境造成污染。

针对反渗透浓水，当前的研究主要围绕三个目的展开：减量化——优化反渗透工艺设计，减少浓水的产生量；无害化——针对反渗透浓水直接排放可(kě)能(néng)对环境造成危害这一状况，探索经济有(yǒu)效的处理(lǐ)手段，将危害减轻；资源化——探索反渗透浓水再利用(yòng)的途径，变废為(wèi)宝。

事实上，反渗透浓水的回用(yòng)需要考虑多(duō)种因素，这三个目的都不是孤立的，而是需要综合考虑，互為(wèi)补充。

2.2、以排放為(wèi)目的

※单独处理(lǐ)排放

反渗透浓水的主要问题是钙镁等离子含量高，硬度高。一般来说，经过简单的软化处理(lǐ)即可(kě)实现达标排放。软化主要采用(yòng)投加石灰、纯碱等碱性物(wù)质的方法，利用(yòng)它们同浓水中的钙镁等物(wù)质发生反应，生成碳酸盐沉淀，而从水體(tǐ)中去除，降低浓水的硬度，减少其对环境的危害。

以下是其化學(xué)反应方程式：

对于绝大部分(fēn)生产企业来说，除了制水車(chē)间产生的反渗透浓水以外，还会产生其他(tā)各种废水。例如生产車(chē)间排放的生产废水、厂區(qū)生活废水等。对每种废水分(fēn)门别类，进行单独处理(lǐ)往往并不经济。因此大部分(fēn)企业选择在分(fēn)流一些特殊废水，将各类废水混合后一起处理(lǐ)。

反渗透浓水的水质状况是硬度高、含盐量高，而像浊度、COD等重要污染指标都很(hěn)低。将反渗透浓水混入其他(tā)废水中，可(kě)以起到一定的稀释调节的作用(yòng)，进而降低混合废水处理(lǐ)系统的进水污染负荷。

而有(yǒu)些企业生产废水中含有(yǒu)大量的碳酸钠、氢氧化钠等碱性物(wù)质，可(kě)以同反渗透浓水中的钙镁反应，生成氢氧化物(wù)或碳酸盐沉淀，降低水體(tǐ)硬度。

例如，某铝业的热電(diàn)厂对其反渗透浓水处理(lǐ)系统进行改造。将生产工艺中产生的废碱水与反渗透浓水混合，去除钙镁硬度后实现浓水回用(yòng)于生产，降低生产用(yòng)水成本约176万元/年。

减量化是针对反渗透系统的本身来说的，如果反渗透系统设计合理(lǐ)，并且企业的进水水质状况稳定，系统浓水的产生量就能(néng)够控制在一个最佳的比例。在反渗透系统设计时，有(yǒu)两个方法可(kě)以提高系统的回收率，即减少浓水的产量。一个是增加水流经过反渗透膜组件的長(cháng)度，另一个就是浓水回流。

增加水流经过的反渗透膜组件的長(cháng)度。

水流在反渗透膜元件中流动的同时，淡水不断地透过膜，实现浓水和淡水的分(fēn)离。从理(lǐ)论上说，水流经的膜元件越長(cháng)，则淡水的产量越大，回收率越高。而由于便利性、标准化等问题，市场上各类膜元件的長(cháng)度规格已确定，但可(kě)以按照工艺要求串联成膜组件。而由于流量和压力的递减，膜组件也不能(néng)过長(cháng)，需要进行分(fēn)段，即多(duō)个膜组件的串联。

因此，在保证出水质量和系统稳定的前提下，為(wèi)了减少浓水的产生量，提高系统回收率，可(kě)以在反渗透设计时适当的增加段数。

但相对的，膜系统的加長(cháng)，需要增大膜的推动力，即泵的功率需要增大或者增加泵的数量。因此，系统的设备投入和运行的能(néng)耗成本会增加。

浓水回流：

浓水回流，就是将反渗透系统产生的一部分(fēn)浓水回流到高压泵前，同进水混合后再次进入膜组件，进行反渗透处理(lǐ)。这也是一种提高反渗透系统回收率的有(yǒu)效手段。尤其是对于系统产水量不大，水流无法流经12m長(cháng)的膜组件时，十分(fēn)合适。

但是由于浓水回流，进水处的污染物(wù)浓度会提高，反渗透系统结垢的风险也进一步增大，因此，必须加强反渗透系统的运行控制和管理(lǐ)。如果生产企业使用(yòng)的反渗透系统进水水质稳定，并且优于设计值，系统的处理(lǐ)能(néng)力尚有(yǒu)余力，也可(kě)考虑用(yòng)该方法对系统进行改造。

例如，某化工公司的反渗透系统的进水TDS比设计值小(xiǎo)了约40%。為(wèi)提高回收率，对其进行改造，使部分(fēn)反渗透浓水回流，与原水按比例混合后再进行反渗透处理(lǐ)。实际运行中通过严格控制进水含盐量，系统回收率，运行温度等参数，在保证稳定运行的同时，大大减少了浓水的排放。

也有(yǒu)部分(fēn)工厂反渗透浓水含盐量较低，可(kě)以进行部分(fēn)回流，部分(fēn)回用(yòng)于过滤器的反冲洗的改造，能(néng)够大大减少了浓水的排放量，降低生产成本。

根据反渗透的原理(lǐ)和國(guó)内外众多(duō)实际运行案例，即使反渗透系统设计合理(lǐ)，使得回收率达到最佳，系统产生的浓水比例也得至少占到进水量的25%左右。对于钢铁、化工等行业的用(yòng)水大户来说，每小(xiǎo)时产生的浓水量可(kě)以达到上百吨。若作為(wèi)废水处理(lǐ)后排放，会浪费大量的能(néng)源和水资源。所以找到合适的浓水回用(yòng)途径，实现废水替代部分(fēn)新(xīn)水具有(yǒu)重要的现实意义和环境综合效益。

从國(guó)内外一些工程案例来看，反渗透浓水的回用(yòng)的方式有(yǒu)很(hěn)多(duō)。大多(duō)都需要根据企业自身的生产特点。浓水可(kě)以回用(yòng)于企业内其他(tā)合适的車(chē)间。也可(kě)以代替原先使用(yòng)的自来水，用(yòng)作厂區(qū)如冲洗、清扫等。

近几年，為(wèi)响应國(guó)家节能(néng)减排，构建循环经济社会的号召，反渗透浓水回用(yòng)项目在國(guó)内遍地开花(huā)，有(yǒu)大量的工程实例可(kě)供借鉴。

某工厂利用(yòng)反渗透浓水的压力将其置于高位水箱中储存，再按照需要将水用(yòng)于冷凝冲車(chē)、冲地、酒桶外壁清洗和車(chē)间打扫卫生等。三个月就实现节约水费2.5万元，节约煤费5.8万元，不到一年就能(néng)收回投资成本。

某钢厂用(yòng)反渗透技术将钢铁生产过程中的冷却水、生活废水等处理(lǐ)成脱盐水，并考虑将浓水用(yòng)来反冲洗反渗透预处理(lǐ)系统中的多(duō)介质过滤器。企业一次投资5万元，每年可(kě)节约50万m3用(yòng)水，经济效益显著。

某热電(diàn)站将反渗透浓水用(yòng)于锅炉冲灰，使灰渣得到了更好的沉淀效果，并且使循环水补水量减少了110t/h，加药量降低了10%。

某啤酒厂，将原本需要处理(lǐ)后排放的反渗透浓水作為(wèi)锅炉的水膜除尘器用(yòng)水，可(kě)以实现年节约用(yòng)水9万吨，节省水费和排污费共20万元/年。

國(guó)内某集团公司，将纯水生产中反渗透和前级超滤设备排放的浓水回收利用(yòng)，作為(wèi)工艺厂房排气洗涤塔的稀释喷淋水补水。经过改造后，系统节水25m3/h，每年可(kě)节约21万吨自来水，半年即可(kě)收回投资，节能(néng)减排效益非常可(kě)观。

总之，大量的工程实例告诉我们，充分(fēn)考虑企业自身状况，使反渗透浓水在企业内部进行消化，是一种有(yǒu)效处理(lǐ)反渗透浓水，合理(lǐ)利用(yòng)水资源的手段。

水处理(lǐ)工艺的选择是水处理(lǐ)处理(lǐ)工程成败的关键，处理(lǐ)工艺是否合理(lǐ)直接关系到水处理(lǐ)设施的处理(lǐ)效果、运转的稳定性、投资、运行成本和管理(lǐ)水平等。因此水处理(lǐ)工艺的选择首先应结合工厂的实际情况，综合考虑厂内各种作用(yòng)因素，慎重选择适合本厂的水处理(lǐ)工艺，以达到水处理(lǐ)设施的最佳处理(lǐ)效果及最好的经济、社会和环境效益。

根据工厂的实际情况，选择工艺流程应满足处理(lǐ)要求的同时适应工厂的实际需要，目前工厂内排放废水為(wèi)一级浓水，一级浓水属于结垢型水质；由于4倍浓缩的缘故，其含盐量高、硬度高、水质稳定、基本不发生pH的显著波动，属于高矿化度咸水。根据现有(yǒu)RO工艺的运行管理(lǐ)经验，确定一级RO浓水回收工艺仍為(wèi)RO工艺，即浓水反渗透工艺处理(lǐ)一级反渗透排放浓水方案。

本项目原水水温随季节性波动较大，為(wèi)保证浓水处理(lǐ)反渗透装置長(cháng)期稳定运行，反渗透装置前设置原水加热系统—板式换热器。热源：低压蒸汽。

主體(tǐ)工艺采用(yòng)浓水一级反渗透+浓水反渗透+三效蒸发工艺（单独设计）。