摘要(yao)(yao)：介紹電吸附技(ji)術(shu)和雙(shuang)膜(mo)技(ji)術(shu)原(yuan)理(li)及工藝特(te)點(dian)，在水源情況相(xiang)同、回(hui)用(yong)目的(de)相(xiang)同、環境影(ying)響(xiang)相(xiang)同的(de)條件下對比兩種水處理(li)技(ji)術(shu)的(de)優缺點(dian)。通過綜合考(kao)慮項目規模、回(hui)用(yong)要(yao)(yao)求、建設用(yong)地、資金周轉、運(yun)行成(cheng)本等因素，提出(chu)選用(yong)何(he)種技(ji)術(shu)，建議將達標污水源、取水設施、輸水設施、配套設施等因素也作(zuo)為(wei)參考(kao)。

關(guan)鍵詞：電吸(xi)附技術 雙膜技術 達標污水(shui) 循(xun)環冷卻(que)水(shui)

傳(chuan)統除鹽(yan)(yan)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)成熟，使用廣(guang)泛，經驗豐富，主(zhu)要(yao)方法(fa)(fa)有蒸(zheng)餾法(fa)(fa)、離子交換法(fa)(fa)和(he)電滲析(xi)法(fa)(fa)，但這些技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)存(cun)在(zai)工(gong)(gong)藝復(fu)雜、運(yun)行(xing)維護(hu)工(gong)(gong)作量大和(he)污(wu)染環境等缺(que)點，正逐步(bu)被(bei)新興除鹽(yan)(yan)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)所(suo)替代。新興除鹽(yan)(yan)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)工(gong)(gong)藝簡(jian)單、運(yun)行(xing)維護(hu)方便、環境友(you)好，主(zhu)要(yao)方法(fa)(fa)有電吸附(fu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)和(he)反滲透(tou)(tou)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)。反滲透(tou)(tou)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)在(zai)石油(you)化工(gong)(gong)企業已有廣(guang)泛的應用，例如應用在(zai)中(zhong)(zhong)(zhong)國石化廣(guang)州石化分公司化工(gong)(gong)污(wu)水(shui)處理回(hui)(hui)用工(gong)(gong)程、在(zai)中(zhong)(zhong)(zhong)國石油(you)哈爾濱石化化工(gong)(gong)污(wu)水(shui)處理回(hui)(hui)用工(gong)(gong)程中(zhong)(zhong)(zhong)。電吸附(fu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)在(zai)太原(yuan)化學工(gong)(gong)業集團(tuan)公司廢水(shui)回(hui)(hui)用提質(zhi)工(gong)(gong)程、中(zhong)(zhong)(zhong)國石化齊(qi)魯分公司煉油(you)廢水(shui)回(hui)(hui)用工(gong)(gong)程等項目(mu)中(zhong)(zhong)(zhong)得以應用。

1 電吸(xi)附(fu)技(ji)術和反滲透技(ji)術簡介

1.1 電吸(xi)附技術

電(dian)吸(xi)附(fu)技術除(chu)鹽(yan)的(de)(de)基本(ben)(ben)原理(li)是通(tong)過(guo)(guo)施加(jia)外加(jia)電(dian)壓形(xing)成靜(jing)電(dian)場(chang)，強(qiang)制離子(zi)(zi)向帶有(you)相反電(dian)荷的(de)(de)電(dian)極(ji)處移動(dong)，對雙(shuang)電(dian)層的(de)(de)充放(fang)電(dian)進行控制，改變雙(shuang)電(dian)層處的(de)(de)離子(zi)(zi)濃度(du)(du)，并使之不同于本(ben)(ben)體(ti)濃度(du)(du)，從而實現(xian)對水溶液的(de)(de)除(chu)鹽(yan)［1］。電(dian)吸(xi)附(fu)技術采用(yong)材料要求導(dao)電(dian)性能良好(hao)，且具有(you)很(hen)大的(de)(de)比表面積，置于靜(jing)電(dian)場(chang)中(zhong)時會在其與電(dian)解質溶液界面處產生很(hen)強(qiang)的(de)(de)雙(shuang)電(dian)層。雙(shuang)電(dian)層厚(hou)度(du)(du)只有(you)1～10 nm，卻(que)能吸(xi)引(yin)大量的(de)(de)電(dian)解質離子(zi)(zi)，并儲(chu)存一定的(de)(de)能量。一旦除(chu)去電(dian)場(chang)，吸(xi)引(yin)的(de)(de)離子(zi)(zi)被釋放(fang)到(dao)本(ben)(ben)體(ti)溶液中(zhong)，溶液中(zhong)濃度(du)(du)升高，通(tong)過(guo)(guo)這一過(guo)(guo)程去除(chu)離子(zi)(zi)，如圖(tu)1 所示。

圖1 電吸附除鹽原理

1.2 反滲透技術

反滲透(tou)(tou)（RO）技術是利用壓力差為動力的(de)膜(mo)分(fen)離(li)過濾技術，其(qi)孔徑小至(zhi)納米(mi)級(ji)。在一定的(de)壓力下，H2O 分(fen)子可(ke)以(yi)通(tong)過RO膜(mo)，而(er)源(yuan)水(shui)中(zhong)的(de)無(wu)(wu)機鹽、重(zhong)金(jin)屬離(li)子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質無(wu)(wu)法(fa)透(tou)(tou)過RO膜(mo)，從而(er)使可(ke)以(yi)透(tou)(tou)過的(de)純水(shui)和無(wu)(wu)法(fa)透(tou)(tou)過的(de)濃(nong)縮水(shui)嚴格區(qu)分(fen)開來，因(yin)此反滲透(tou)(tou)可(ke)以(yi)高質量的(de)產(chan)水(shui)。

2 除鹽工藝比較

對電(dian)吸附技術與雙膜(mo)技術進(jin)行比(bi)較，其(qi)比(bi)較依據是市政達(da)標(biao)污水(shui)(shui)(shui)400m3 /h（一級(ji)A 標(biao)準，電(dian)導率3 800 μS /cm）、產水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質達(da)到(dao)《城市污水(shui)(shui)(shui)再(zai)生利用(yong)(yong)工業用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質（GB /T 19923—2005）》循環冷(leng)卻水(shui)(shui)(shui)標(biao)準。比(bi)較的(de)內容包(bao)括工藝(yi)流程、工藝(yi)進(jin)水(shui)(shui)(shui)要求、工藝(yi)產水(shui)(shui)(shui)效(xiao)果、投資費用(yong)(yong)、占(zhan)地面積、運(yun)行管理等(deng)項目。

2.1 進水要求(qiu)

1）電(dian)(dian)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)技術(shu)進(jin)水(shui)(shui)較(jiao)低(di)(di)(di)。電(dian)(dian)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)技術(shu)對(dui)污(wu)水(shui)(shui)中有機物含量（以化(hua)學(xue)需氧(yang)量COD 計量）要求(qiu)較(jiao)低(di)(di)(di)，進(jin)入(ru)電(dian)(dian)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)模塊(kuai)的(de)(de)(de)污(wu)水(shui)(shui)COD 一般(ban)低(di)(di)(di)于(yu)60 mg/L 即可；電(dian)(dian)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)技術(shu)對(dui)污(wu)水(shui)(shui)濁度要求(qiu)較(jiao)低(di)(di)(di)。由于(yu)電(dian)(dian)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)除(chu)鹽(yan)裝置采用通道(dao)式結構(gou)（通道(dao)寬(kuan)度為毫米級），因此(ci)不易(yi)堵塞，進(jin)入(ru)電(dian)(dian)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)模塊(kuai)的(de)(de)(de)污(wu)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)濁度一般(ban)小于(yu)51 mg /L。電(dian)(dian)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)除(chu)鹽(yan)裝置采用特殊的(de)(de)(de)惰性材(cai)料為電(dian)(dian)極，還可抗一定(ding)程(cheng)度的(de)(de)(de)油(you)類污(wu)染。

2）雙膜(mo)技(ji)(ji)術(shu)(shu)進(jin)水要(yao)求較高(gao)。雙膜(mo)技(ji)(ji)術(shu)(shu)要(yao)求有嚴格的預處理，需要(yao)保證污水COD 低于(yu)30 mg /L、污染指數小于(yu)3、大腸菌群小于(yu)3 個(ge)(ge)/L 等要(yao)求、清(qing)洗周期不(bu)小于(yu)3 個(ge)(ge)月等。通常采用前置深度處理工(gong)藝(yi)進(jin)一(yi)步降低污水中的有機物含量，或者將深度處理工(gong)藝(yi)設置在污水處理站工(gong)藝(yi)流程末(mo)端。在進(jin)水要(yao)求方(fang)面，雙膜(mo)技(ji)(ji)術(shu)(shu)比電吸附技(ji)(ji)術(shu)(shu)嚴格。

2.2 工藝流(liu)程(cheng)比(bi)較(jiao)

1）電(dian)吸(xi)(xi)附(fu)技術流程比較簡單(dan)。市(shi)政達標污水經(jing)過濾后再經(jing)電(dian)吸(xi)(xi)附(fu)模(mo)塊除鹽(yan)處(chu)理即(ji)可直(zhi)接回(hui)用。電(dian)吸(xi)(xi)附(fu)工藝除了采用硫酸作模(mo)塊酸洗再生用藥劑外，無(wu)需投加其他藥劑。電(dian)吸(xi)(xi)附(fu)再生時排放的(de)濃鹽(yan)水由于有機(ji)物濃度(du)（COD）達到(dao)排放標準，因此可以直(zhi)接排放。圖2 為電(dian)吸(xi)(xi)附(fu)技術流程簡圖，圖中數字為小時水量，產(chan)水率按75%計［1］。

圖2 電吸(xi)附(fu)技術流程［2］

2）雙膜技術(shu)(shu)工藝(yi)流程比較復(fu)雜。雙膜技術(shu)(shu)前(qian)需(xu)設(she)置(zhi)預處(chu)理進(jin)一步(bu)降低污染物，預處(chu)理可以采用曝氣生(sheng)物濾池等(deng)(deng)工藝(yi)，以確保污水達到(dao)雙膜技術(shu)(shu)的需(xu)求，如采用曝氣生(sheng)物濾池工藝(yi)還需(xu)為之配套設(she)置(zhi)曝氣風機系統、污泥(ni)處(chu)置(zhi)系統等(deng)(deng)附加設(she)施。反滲透產生(sheng)的濃鹽水（COD 值100～200 mg /L）需(xu)經過化(hua)學氧化(hua)工藝(yi)處(chu)理后方可排放。

圖3 雙膜(mo)技術(shu)除鹽工(gong)藝流(liu)程［3］

圖(tu)3 為雙(shuang)(shuang)膜(mo)技(ji)術工藝流(liu)程(cheng)簡圖(tu)，圖(tu)中數字為小時水量。電吸(xi)附技(ji)術流(liu)程(cheng)比雙(shuang)(shuang)膜(mo)技(ji)術工藝流(liu)程(cheng)簡單。

2.3 工藝產水效果(guo)

1）電(dian)(dian)吸附(fu)(fu)技(ji)術(shu)產水(shui)效果達到標準。電(dian)(dian)吸附(fu)(fu)技(ji)術(shu)產水(shui)水(shui)質達到循(xun)環冷卻水(shui)補充水(shui)要(yao)求。通常，電(dian)(dian)吸附(fu)(fu)技(ji)術(shu)產水(shui)電(dian)(dian)導(dao)率在600～1 000 μS /cm，或者總溶解性(xing)固體低于800 mg /L。

2）雙膜技術產(chan)水(shui)效果達到(dao)標準，但堿度過(guo)低。電吸附技術產(chan)水(shui)水(shui)質達到(dao)循環冷卻水(shui)補(bu)充水(shui)要(yao)求。通常(chang)，雙膜技術產(chan)水(shui)電導率(lv)在(zai)50～200μS /cm，或(huo)者總(zong)溶(rong)解(jie)性固(gu)體低于150 mg /L。

3）工藝產水(shui)效果方面電吸附技術可達到(dao)回用(yong)水(shui)標準，雙膜技術可達到(dao)回用(yong)水(shui)標準，但(dan)易(yi)造成循環冷卻水(shui)處理運行成本的提(ti)高(gao)。

2.4 投資費用

處理規模為400m3 /h 的裝置，電(dian)吸(xi)附(fu)技(ji)術產水(shui)(shui)300 m3 /h，項目(mu)總投(tou)資(zi)為2 980 萬元，雙膜(mo)技(ji)術產水(shui)(shui)280m3 /h，項目(mu)總投(tou)資(zi)為2 103 萬元。電(dian)吸(xi)附(fu)技(ji)術與雙膜(mo)技(ji)術投(tou)資(zi)費用比較見表(biao)1。

表1 電(dian)吸附技術與雙膜技術投資費用比較(jiao)萬元

注：1）總投資包(bao)含工(gong)藝設(she)備(bei)、土建設(she)施、電(dian)氣設(she)備(bei)、自控設(she)備(bei)以(yi)及供水設(she)備(bei)費用，不包(bao)括供水管網投資費用。

2）雙膜(mo)技術除鹽(yan)工(gong)藝中的(de)超濾膜(mo)和反滲透膜(mo)的(de)設計規模已按照前文所(suo)述產水混(hun)兌方案選取(qu)。

在除鹽本(ben)身投資(zi)(zi)費用方面(mian)，雙膜技術(shu)比(bi)電吸附技術(shu)低(di)，但是相應(ying)的配套處(chu)理設施方面(mian)雙膜技術(shu)比(bi)電吸附工(gong)藝投資(zi)(zi)大。

2.5 占地(di)面積

電吸附(fu)技術(shu)(shu)除鹽(yan)工藝的(de)占地(di)面(mian)積比較小，約為2 400m2；雙(shuang)膜(mo)技術(shu)(shu)除鹽(yan)工藝占地(di)面(mian)積約為3 200m2，雙(shuang)膜(mo)技術(shu)(shu)占地(di)面(mian)積中未考(kao)慮深度(du)處理(li)設施和濃鹽(yan)水處理(li)設施，在(zai)占地(di)面(mian)積方面(mian)電吸附(fu)技術(shu)(shu)比雙(shuang)膜(mo)技術(shu)(shu)小一些。

2.6 運行管(guan)理(li)

電(dian)吸(xi)(xi)附技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)與雙膜技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)均(jun)已實現完(wan)全計算機程序控制(zhi)，操作簡單(dan)(dan)，操作工人一般(ban)情況下僅需值守即可。電(dian)吸(xi)(xi)附技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)年直(zhi)(zhi)接(jie)運(yun)行(xing)(xing)成(cheng)本(ben)(ben)352 萬元，總運(yun)行(xing)(xing)成(cheng)本(ben)(ben)598 萬元，單(dan)(dan)位(wei)產水(shui)(shui)直(zhi)(zhi)接(jie)運(yun)行(xing)(xing)成(cheng)本(ben)(ben)1.47元/t，單(dan)(dan)位(wei)產水(shui)(shui)完(wan)全成(cheng)本(ben)(ben)2.49 元/t；雙膜技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)年直(zhi)(zhi)接(jie)運(yun)行(xing)(xing)成(cheng)本(ben)(ben)571 萬元，總運(yun)行(xing)(xing)成(cheng)本(ben)(ben)830 萬元，單(dan)(dan)位(wei)產水(shui)(shui)直(zhi)(zhi)接(jie)運(yun)行(xing)(xing)成(cheng)本(ben)(ben)2.55 元/t，單(dan)(dan)位(wei)產水(shui)(shui)運(yun)行(xing)(xing)成(cheng)本(ben)(ben)3.70 元/t。電(dian)吸(xi)(xi)附技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)與雙膜技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)運(yun)行(xing)(xing)成(cheng)本(ben)(ben)比較見表2。

表(biao)2 電吸附(fu)技術與雙(shuang)膜技術運行成本比較(jiao)

在運行管理方面(mian)，電吸(xi)附(fu)技術與雙膜(mo)技術均可實現計算機程控，操(cao)作(zuo)簡便，電吸(xi)附(fu)技術比雙膜(mo)技術運行成本(ben)低。

2.7 除(chu)鹽處理工藝綜合比較

除(chu)鹽處(chu)理工(gong)藝的工(gong)藝流程、工(gong)藝進(jin)水要求(qiu)、工(gong)藝產水效果、投資費用(yong)、占地面積、運行管(guan)理綜合比較見(jian)表(biao)3。

表3 電吸附(fu)技(ji)術(shu)和雙膜技(ji)術(shu)綜合比較

從表(biao)3 可(ke)(ke)以(yi)發現(xian)，電吸(xi)附(fu)技(ji)術(shu)(shu)與雙(shuang)膜技(ji)術(shu)(shu)有著各自的優(you)勢(shi)，電吸(xi)附(fu)技(ji)術(shu)(shu)的優(you)勢(shi)在(zai)單位產水運(yun)行成(cheng)本上低(di)于雙(shuang)膜技(ji)術(shu)(shu)工(gong)藝（低(di)約(yue)1.21 元(yuan)/t），年(nian)(nian)運(yun)行成(cheng)本可(ke)(ke)節約(yue)232 萬元(yuan)，3 年(nian)(nian)多時間(jian)即可(ke)(ke)收回投(tou)資差價，占(zhan)地面積可(ke)(ke)節約(yue)25%。雙(shuang)膜技(ji)術(shu)(shu)工(gong)藝的優(you)勢(shi)是工(gong)藝單元(yuan)總投(tou)資低(di)于電吸(xi)附(fu)技(ji)術(shu)(shu)（低(di)約(yue)877萬元(yuan)）。

3 結束語

利(li)用(yong)(yong)(yong)市(shi)(shi)政(zheng)(zheng)達(da)標(biao)(biao)污(wu)水(shui)(shui)生(sheng)(sheng)產(chan)再生(sheng)(sheng)工業(ye)用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)是(shi)緩解水(shui)(shui)資(zi)源(yuan)短(duan)缺的(de)(de)一項(xiang)有(you)力舉措(cuo)，電吸附技(ji)術和雙(shuang)膜技(ji)術均可滿足利(li)用(yong)(yong)(yong)市(shi)(shi)政(zheng)(zheng)達(da)標(biao)(biao)污(wu)水(shui)(shui)生(sheng)(sheng)產(chan)再生(sheng)(sheng)工業(ye)用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)項(xiang)目(mu)的(de)(de)需(xu)求(qiu)。該文的(de)(de)比(bi)較是(shi)建立(li)在水(shui)(shui)源(yuan)情況相同(tong)、回用(yong)(yong)(yong)目(mu)的(de)(de)相同(tong)、環境影響相同(tong)的(de)(de)基(ji)礎上。具體項(xiang)目(mu)應用(yong)(yong)(yong)過程(cheng)中(zhong)，選(xuan)擇哪一項(xiang)技(ji)術，建議(yi)根據(ju)項(xiang)目(mu)規模、回用(yong)(yong)(yong)要(yao)求(qiu)、建設(she)用(yong)(yong)(yong)地、資(zi)金周轉、運行成本等因(yin)素綜合考慮(lv)，除上述主(zhu)要(yao)因(yin)素外，建議(yi)將下(xia)列因(yin)素也作為參考：市(shi)(shi)政(zheng)(zheng)達(da)標(biao)(biao)污(wu)水(shui)(shui)源(yuan)、取水(shui)(shui)設(she)施、輸水(shui)(shui)設(she)施、配套設(she)施等。

參考文獻

［1］顏懷龍，周雪(xue)蓮，孫笑，等. 電(dian)吸附除鹽工藝(yi)處理城市再生水的中(zhong)(zhong)試研(yan)究［J］. 中(zhong)(zhong)國給水排水，2010，26（9）：112.

［2］黃(huang)斌，潘咸峰，孫曉慰，等(deng). 電(dian)吸附組(zu)合工藝在煉油污水回(hui)用(yong)中(zhong)的研究與應用(yong)［J］. 環境工程，2009，27（6）：6.

［3］仝志(zhi)明(ming). 雙膜工藝回用煉(lian)油廢(fei)水長期(qi)穩定(ding)運(yun)行經(jing)驗總結［J］.現(xian)代化工， 2007，27（增刊2）：434.

作者簡介：黃政， 男， 1974 年10 月出生，工(gong)程師，1997 年畢業于同濟大學環境工(gong)程專業。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章