针对我国水污染防治所面临的严峻形势,国务院于2015年4月出台了《水污染防治行动计划》(水十条),标志着水污染治理迈入了一个新的阶段。之后,国家又陆续出台了《现代煤化工建设项目环境准入条件》、《煤炭深加工产业示范十三五规划》和《火电厂污染防治技术政策》等政策规划,表明实现零排放成了未来工业污水处理的大势所趋。
含盐污水的零排放处理工艺通常可归纳为预处理、膜浓缩、蒸发结晶等几个典型工艺单元。其中膜浓缩单元主要用于对含盐污水进行减量处理,降低蒸发结晶单元的处理负荷,对控制零排放处理成本起到十分关键的作用。本文中将介绍现有的膜浓缩技术和膜集成技术,分析各自的特点和存在的问题,以及未来的发展趋势。
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1膜浓缩技术简介
1.1反渗透技术
反渗透是以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离过程。对料液侧施加压力,当压力超过膜两侧的渗透压差时,溶剂会逆着自然渗透的方向反向渗透,溶质被反渗透膜拦截。最终在膜的低压侧得到透过的溶剂,即产水;高压侧得到浓缩的溶液,即浓水。反渗透技术是一项成熟的脱盐技术,目前广泛应用于饮用水深度处理、工业污水回用、苦咸水脱盐、海水淡化等水处理领域。
海水淡化膜元件在传统的反渗透膜产品中具有最高的允许操作压力(不超过8.2MPa),可将污水盐度浓缩至约70000mg/L。然而,对于零排放处理,特别是针对水量较大的污水,经传统海水淡化反渗透膜浓缩后,浓水盐度较低,污水水量依然很大。因此,还需进行二次浓缩以降低后续蒸发结晶单元处理负荷,控制整体工艺的投资和运行成本。
工业污水零排放处理是未来的大势所趋。总结了反渗透、正渗透和电渗析3种膜浓缩技术的特点及研究现状。同时,介绍了高效反渗透、常温结晶-反渗透和电渗析耦合反渗透3种膜浓缩工艺在零排放处理中的应用。通过膜浓缩技术对工业污水的大幅度减量,可以有效地减小蒸发结晶的处理负荷,降低零排放处理工程综合成本,为未来的研究和应用提供新的视野。
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