在工業廢水中水回用中低壓膜技術的應用分析
一、前言
水(shui)資源(yuan)的(de)(de)(de)匱乏、經(jing)濟的(de)(de)(de)持續增長、人口的(de)(de)(de)增多,必將導致水(shui)價格(ge)的(de)(de)(de)不(bu)斷提高,因(yin)此,大力(li)發展污(wu)水(shui)回(hui)用事業,不(bu)僅能(neng)節約有限的(de)(de)(de)水(shui)資源(yuan),緩(huan)解日趨(qu)突(tu)出(chu)的(de)(de)(de)用水(shui)緊張(zhang)矛盾,而(er)且能(neng)減少污(wu)水(shui)的(de)(de)(de)排放,減輕對周圍水(shui)體(ti)的(de)(de)(de)污(wu)染,改善人類居住環境,還(huan)能(neng)節約大量水(shui)資源(yuan)費。污(wu)水(shui)回(hui)用是促進經(jing)濟、環境、社會(hui)協調發展的(de)(de)(de)重要舉措,存在著巨大的(de)(de)(de)商機。
采用膜分離技術對經常規劃處理達標排放的工業廢水作進一步的處理,可有效去除廢水中的有機物、色度、硬度和大部分離子,達到回用于生產用水,一方面減少廢水排放,另一方面節約水資源,降低生產成本。
經本技術處理后的(de)水(shui)質(zhi)可達到(dao)工業生產工藝用水(shui)標準,可實現(xian)廢(fei)水(shui)回(hui)用。這樣既減(jian)(jian)少廢(fei)水(shui)的(de)排(pai)放量(liang),同時也減(jian)(jian)少了工藝用水(shui)的(de)量(liang),對(dui)減(jian)(jian)輕(qing)環境(jing)污染、節約水(shui)資(zi)源和整個行業的(de)可持續發展均(jun)具有重要的(de)意義。
隨著膜分(fen)離技術的發(fa)展、膜性能的提(ti)高和(he)膜分(fen)離產品成本的不斷降低,采用(yong)膜技術實(shi)現(xian)廢水(shui)的資(zi)源(yuan)化和(he)回用(yong),將成為廢水(shui)處理的有(you)效手(shou)段之一。
二、技術介紹及應(ying)用現狀(zhuang)
本(ben)處理工藝主體(ti)系采(cai)用(yong)當(dang)今世界(jie)流行(xing)的(de)(de)膜(mo)技(ji)(ji)術,是利用(yong)一種(zhong)具有半(ban)透性(xing)能的(de)(de)膜(mo)在(zai)借助外在(zai)壓(ya)力推動(dong)下實現(xian)水(shui)溶液中某些(xie)組(zu)分(fen)選擇性(xing)透過的(de)(de)分(fen)離技(ji)(ji)術。采(cai)用(yong)高(gao)通量超低(di)(di)壓(ya)膜(mo),膜(mo)材質為芳香族聚酰胺,可脫除污水(shui)中的(de)(de)有機物、細菌、病(bing)毒、鹽類,操(cao)作壓(ya)力0.4-1.0MPa。低(di)(di)壓(ya)膜(mo)法(fa)凈(jing)(jing)化(hua)技(ji)(ji)術簡稱DCS,它是選用(yong)以色(se)列(lie)的(de)(de)膜(mo)分(fen)離技(ji)(ji)術,用(yong)有機類膜(mo)經特(te)殊(shu)處理、特(te)殊(shu)加工后形成(cheng)的(de)(de)一種(zhong)復合膜(mo)。運(yun)用(yong)這(zhe)種(zhong)技(ji)(ji)術裝備的(de)(de)凈(jing)(jing)化(hua)設(she)備其性(xing)能優良、經濟適(shi)用(yong)、效(xiao)果突出、節省投資,運(yun)行(xing)成(cheng)本(ben)低(di)(di)廉,占地(di)面積小,在(zai)污水(shui)的(de)(de)深度凈(jing)(jing)化(hua)處理中實現(xian)中水(shui)的(de)(de)回用(yong),本(ben)公(gong)司的(de)(de)低(di)(di)壓(ya)膜(mo)水(shui)凈(jing)(jing)化(hua)處理世界(jie)領先。
一、低壓膜分離凈化技術的特點
1、低壓膜分(fen)離(li)過程是一種引(yin)用純物理(li)法(fa)進行水凈化處理(li)的(de)技(ji)術(shu),它和其他處理(li)方法(fa)相比具有能耗低,因此又被稱為節(jie)能技(ji)術(shu)。
2、低壓膜(mo)的(de)(de)分(fen)離(li)過(guo)程是在常溫下(xia)進行的(de)(de)分(fen)離(li),它不(bu)僅(jin)適用于有(you)機物(wu)和無機物(wu)的(de)(de)分(fen)離(li),并(bing)且還適用于生物(wu)學病毒、細(xi)菌(jun)到(dao)微粒的(de)(de)分(fen)離(li)。因此(ci)其適應(ying)性強。
3、低(di)(di)壓膜(mo)(mo)分(fen)離技術的(de)設備分(fen)離裝置簡單,設備緊湊小(xiao)巧、操(cao)作容(rong)易,技術過程由:過濾膜(mo)(mo)、吸附膜(mo)(mo)、超低(di)(di)壓膜(mo)(mo)等三種6級(ji)膜(mo)(mo)構成。它通過的(de)效果(guo)高,容(rong)易進行(xing)自動化操(cao)作、占地面積小(xiao),可以(yi)頻繁啟動或停止工(gong)作特點十分(fen)靈活達到凈化效果(guo)。
三、工(gong)藝水平簡介
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工藝說明:
污水回用處理技術主要有活性炭吸附、臭氧-生物炭、多孔陶粒生物濾池、離子交換、電滲析法、反滲透法、超濾和微濾、過濾以及絮凝沉淀、氧化、消毒等。其中,絮凝沉淀和機械過濾是最基本的回用水處理技術,其余則為深度處理技術。
本(ben)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)工藝分(fen)(fen)(fen)為前處(chu)(chu)理(li)(li)(li)、預(yu)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)、以(yi)(yi)及低壓膜(mo)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)三個部分(fen)(fen)(fen),前處(chu)(chu)理(li)(li)(li)采用(yong)(yong)我公司的(de)(de)專利技術藥劑(ji)-高(gao)效多元混凝脫色藥劑(ji),去除(chu)(chu)原(yuan)水(shui)中一部分(fen)(fen)(fen)懸浮物(wu)(wu)(wu)、有(you)機物(wu)(wu)(wu)和色度,以(yi)(yi)保證后續(xu)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)進水(shui)的(de)(de)水(shui)質穩定;預(yu)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)包(bao)括粗、細(xi)砂過濾、紫外殺菌、保安過濾等,采用(yong)(yong)逐級過濾,逐級深化的(de)(de)方法(fa),可以(yi)(yi)把原(yuan)水(shui)中的(de)(de)濁度降到(dao)5NTU以(yi)(yi)下,去除(chu)(chu)水(shui)中的(de)(de)懸浮物(wu)(wu)(wu)、膠體、有(you)機物(wu)(wu)(wu)和細(xi)菌類物(wu)(wu)(wu)質,同時(shi)可滿足(zu)低壓膜(mo)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)裝置進水(shui)要(yao)求,保護(hu)低壓膜(mo),延長低壓膜(mo)的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)壽命;最(zui)后經(jing)低壓膜(mo)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)出水(shui)達到(dao)生產回用(yong)(yong)水(shui)的(de)(de)要(yao)求。
本處理系統效果(guo)見(jian)下表:
(一)某印染廢水中(zhong)水回用水中(zhong)分析數據
監測(ce)部門:深(shen)圳市環境保(bao)護監測(ce)站 時(shi)間:2004,9,3
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(二)某電子廠線路板沖洗廢水中水回用水中分析數據
監測部門:深圳市環境保護監測站 時(shi)間(jian):2004,10,22
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(三(san))某玻璃廠生(sheng)產廢水(shui)中水(shui)回用水(shui)中分析數(shu)據
監(jian)測部門:深圳市環境保(bao)護監(jian)測站 時間:2004,10,22
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由以上數據可知,經本處(chu)理(li)工藝處(chu)理(li)之后,出水優(you)于自來水,完全滿(man)足工業(ye)企業(ye)生產用水的要求(qiu)。
本處理工(gong)(gong)藝可廣(guang)泛(fan)應用(yong)于工(gong)(gong)業廢水(shui)(shui)處理中水(shui)(shui)回(hui)用(yong)以及(ji)城市(shi)生活污水(shui)(shui)處理中水(shui)(shui)回(hui)用(yong),同(tong)時還可應用(yong)于廢水(shui)(shui)中有用(yong)物質的回(hui)收(shou)利(li)用(yong),對(dui)于水(shui)(shui)資源化(hua)有著非常廣(guang)泛(fan)的意(yi)義。
四(si)、工程經濟技(ji)術指標
(一)、設計參數指標(biao)
a) 系(xi)統水回收率:≥85%;
b) 工(gong)作(zuo)環境(jing)溫(wen)度(du):5-45℃
(二)、中水回用工程投資: 1500~2000元/噸水
(三(san)) 運行成本(ben)分析
1、直(zhi)接運行成(cheng)(cheng)本:電費(fei)(fei)+人工費(fei)(fei)+藥劑(ji)費(fei)(fei)+行政管理及其它費(fei)(fei)用之和(he)為(wei)污水處理直(zhi)接運行成(cheng)(cheng)本,折合(he)噸水處理費(fei)(fei)用約0.86元;
2、處理(li)總(zong)成(cheng)本(ben):直接(jie)運(yun)行成(cheng)本(ben)+折舊(jiu)費+大修(xiu)基金(jin)+檢(jian)修(xiu)維護費之(zhi)和為污水處理(li)總(zong)成(cheng)本(ben),折合噸水處理(li)費用約1.25元;
(四(si))、投資回(hui)報預測
1、預測的基礎數據
◆處(chu)理規(gui)模:中(zhong)水處(chu)理規(gui)模為:產水量(liang)1000噸/日(ri);
◆ 本項目中,生產用水(自來水)價格按3.0元/噸計算;
◆每年按360天計算;
2、回收(shou)水資源利潤(run)預(yu)測
(1)年回(hui)收利潤總額:1000立方(fang)米(mi)(mi)×3.0元×360天(tian)-1000立方(fang)米(mi)(mi)×1.25×360天(tian)=63.0萬元/年
(2)投資回收期: 150.0萬元(yuan)/63.0萬元(yuan)=2.42年
(3)投(tou)資回報率: 63.0萬元/年÷152.37萬元=41.3%
(五)、社(she)會效(xiao)益分析(xi)
采用中水(shui)回(hui)用系(xi)統(tong)以后,可(ke)以基本(ben)上將廢(fei)水(shui)全部回(hui)收利用資(zi)源化(hua),從而減(jian)輕(qing)(qing)了(le)對水(shui)資(zi)源的(de)(de)消(xiao)耗,同時(shi)也(ye)減(jian)輕(qing)(qing)了(le)對環境(jing)(jing)的(de)(de)污染,將產生良(liang)好的(de)(de)社會(hui)效益。隨著(zhu)水(shui)資(zi)源的(de)(de)日趨(qu)緊張,水(shui)價的(de)(de)不斷(duan)增長,污水(shui)回(hui)用的(de)(de)潛(qian)在(zai)效益會(hui)更大,并且可(ke)減(jian)少對周邊(bian)環境(jing)(jing)的(de)(de)污染,為(wei)改善生存環境(jing)(jing)作出了(le)貢獻,環境(jing)(jing)效益和社會(hui)效益也(ye)非常顯著(zhu)。
(六)綜合分析
由于該項工藝的技術特點所決定,使其在實際應用上,具有耗能低,工時少,材料價格低廉,處理水準高等優勢。而使運行費用大幅降低,加以回收后,所得利潤可觀。
在經濟測算方面,雖采取了悲觀值介入的計算方法,但所計算出的回收期還是很理想的,如果將水價上漲,稅收優惠等因素考慮進去,將大大縮短回收期。
經(jing)過該(gai)項處理(li)工(gong)藝處理(li)后的水(shui)(shui),水(shui)(shui)質優于自來水(shui)(shui),達到鍋(guo)爐(lu)用水(shui)(shui)標準,無(wu)需再進行除鹽軟化,如果(guo)按照(zhao)鍋(guo)爐(lu)用水(shui)(shui)的運行成(cheng)本來考慮(約3.5元(yuan)/噸(dun)水(shui)(shui)),則噸(dun)水(shui)(shui)回用創利更高。
五、市場分析及(ji)前景預測
膜分離技(ji)(ji)術被稱為“二十(shi)一世紀的(de)(de)水(shui)處(chu)理(li)(li)技(ji)(ji)術”,自70年代應(ying)用(yong)于水(shui)處(chu)理(li)(li)領域(yu)后,得到(dao)了(le)廣泛的(de)(de)研究和(he)空前的(de)(de)發展(zhan),受到(dao)世界各(ge)國水(shui)處(chu)理(li)(li)工作者的(de)(de)普遍關注(zhu),開展(zhan)了(le)不同(tong)水(shui)平、不同(tong)層次的(de)(de)理(li)(li)論研究和(he)技(ji)(ji)術開發、應(ying)用(yong)。
隨著膜分(fen)離(li)技(ji)術的發展、膜性(xing)能的提高(gao)和(he)膜分(fen)離(li)產(chan)品成本的不斷降低(di),采用膜技(ji)術實現廢水的資源化(hua)和(he)回用,將成為廢水處理的有效手段之(zhi)一(yi)。
水(shui)(shui)(shui)資源(yuan)的(de)匱乏(fa)、經濟的(de)持(chi)續增(zeng)長、人口的(de)增(zeng)多,必將(jiang)導致水(shui)(shui)(shui)價(jia)格的(de)不斷提高,因此,大(da)(da)力發展污水(shui)(shui)(shui)回用事業,不僅能(neng)節約有限的(de)水(shui)(shui)(shui)資源(yuan),緩解日趨突出的(de)用水(shui)(shui)(shui)緊(jin)張(zhang)矛盾,而(er)且能(neng)減(jian)少污水(shui)(shui)(shui)的(de)排放,減(jian)輕(qing)對周圍水(shui)(shui)(shui)體的(de)污染,改(gai)善人類居住(zhu)環(huan)境,還能(neng)節約大(da)(da)量(liang)水(shui)(shui)(shui)資源(yuan)費。對于象印染、造紙等這類用水(shui)(shui)(shui)大(da)(da)戶來說,污水(shui)(shui)(shui)回用是(shi)促進經濟、環(huan)境、社會(hui)協(xie)調發展的(de)重要(yao)舉措。
目前,我(wo)國印染行業(ye)廢水(shui)每天排(pai)放(fang)量(liang)為300~400萬m3,基本上經過常規處理后達到國家規定的(de)排(pai)放(fang)標準(zhun)后排(pai)放(fang),沒有回用(yong)(yong)(yong)到生產上去,而很多(duo)印染企業(ye)在(zai)(zai)(zai)生產中需(xu)要消耗(hao)大量(liang)的(de)生產用(yong)(yong)(yong)水(shui)(一般采用(yong)(yong)(yong)自(zi)來水(shui)),而現在(zai)(zai)(zai)自(zi)來水(shui)的(de)價格上漲(zhang),促使生產成本上升,因此采用(yong)(yong)(yong)本項技術(shu)實(shi)現廢水(shui)資源化具有廣泛的(de)意義,在(zai)(zai)(zai)印染行業(ye)中水(shui)回用(yong)(yong)(yong)方(fang)面存在(zai)(zai)(zai)巨大的(de)市場。
同時,本(ben)技術還(huan)可廣泛應用(yong)在造紙行業、電鍍、熱(re)電廠(chang)循環用(yong)水(shui)、石化等(deng)工業廢水(shui)中(zhong)水(shui)回用(yong)方面(mian)以(yi)及城市污水(shui)處理中(zhong)水(shui)回用(yong)方面(mian)。
綜上所述(shu),作為世界范圍(wei)內的(de)高新(xin)技術,其市場(chang)前(qian)景是極其廣闊的(de)。
參考文獻:
1、韓劍宏等 《中水回用技術及工程實例》北京:化工出版社,20042、張葆宗《反滲透水處理應用技術》北京:中國電力出版社,20043、許振良《膜法水處理技術》北京:化工出版社,20014、沈曉南 《中水回用 實現污水資源化》,20015、Stephenson, T., S Judd, B. Jefferson, and K. Brindle, Membrane Bioreactors for Wastewater Treatment, IWA Publishing, London, 2000.6、United States Environmental Protection Agency, Guidelines for Water Reuse, EPA/625/R-92/004, 1992.

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