反渗透浓水处理与利用技术研究概况

器， 使整个反渗透海水淡化系统 的能耗低于 ２７ Ｗ ．ｋ ｈ “ 。山东 荣成市 １产 １００ 水 淡化 示 ／ｍ ３ ００ ｍ 海
・
适用于浓水排放量小的反渗透系统 ， 因为大流量的 浓水 会影 响污水 处理 厂 生物 处 理 工艺 的运 行稳 定 ， 甚至超出现有污水体系的处理能力 。 Ｊ
反渗透浓水 中的污染 物主要 有溶解性有机物 （ Ｏ 和总溶解性 固体 （ Ｄ ） 其 中 Ｄ Ｍ对人类 Ｄ Ｍ） ＴＳ， Ｏ
和环境危害重大的污染物有 内分泌干扰物、 药物及 病 原 菌 ； Ｄ 主 要 成 分 为 Ｃ一 Ｈ Ｏ 一 Ｓ 、 ＴＳ ｌ、 Ｃ ３ 、 Ｏ
ＮＯ３一、 ｎ 、 ２ 、 Ｎ ［ Ｃａ Ｍｇ ａ 等 引。
东地 区一些 国家 ， 阿曼 、 旦 和阿联酋 的一些 小 型 如 约 海水 淡化 厂采用蒸 发塘 来处理 浓水 Ｊ 。
２ １４ 深 井 注 射 ．．
来发 电 、 暖及盐 田化工生 产 ， 供 已达 到工业 化 实用 阶 段 。以色列 和 阿拉 伯海 湾地 区 已广 泛 将 大 规 模 海水淡 化 厂和太 阳池合 建 ， 济效益 明显 ＇ 经 。
２ １ ３ 排入 蒸发塘 ．．
范工 程 ， 级反 渗透 系统 中采 用 了 ｌ 一 ２套 Ｐ Ｘ压 力 交 换式 能量 回收器 ， 系统能耗 为 ３５ ｋ ・ ／ ２。 ．４ Ｗ ｈｍ３ ＇Ｊ １
２ ２ ２ 作 为太 阳池 的储 热介 质 ．．
大型反渗透海水淡化厂 ， 浓水排放量大 ， 可考虑 利用盐湖太阳池效应 ， 将浓水作为太阳池下对流层 的储热介质， 造人工太 阳池， 建 使底层水温达到 ７ ０ １０ ， ０ ℃ 以色列 、 国、 美 日本 等 国应用 这 项 技 术 ， 用
明， 采用膜蒸馏技术 回用反渗透浓水在技术上是可 行的 ， 通过构建反渗透 一 膜蒸馏集成系统 ， 可使总产
水 率达 ９ ％ 以上 。 ５
３ 结 语
目前 ， 由于经 济 、 术 等方 面 的 因素 ， 多 数 国 技 大 家 和地 区对 反渗 透浓 水 的处 理方式 都或 多或 少 的存
（ 甘肃省膜科学技术研究 院 ， 甘肃 兰州 ７０２ ） ３００
摘 要 ： 反渗透膜技术广泛应用于苦咸水和海水淡化等领域 ， 大量的浓水对 环境造成 很大 的威 胁。介绍了反渗透浓 水 的水 质特 点及处理方式 ， 主要包括反渗透浓水 的直接 或间接排 放和再利用 两大类 。通过 实践证 明， 科学合理地选
合理地选择浓水处理方法 ， 回收和再利用这部分反 渗透浓水具有很好 的经济效益和社会效益 。
放地 ， 要充分考虑排放 口周 围海水 的水力 、 环境 、 气
候等特征 ， 还可 以采用一些特殊设计 （ 如扩散器 ） 来 加快 稀释、 分散 ， 避免 浓盐水 聚集或沉人 海底 。 】 若利用潮汐周期规律排放浓水 ， 稀释扩散效果更好 ，
１ｍｇＬ 。 ０ ／ ）
但需要浓水储存池 ， 只适用于小型海水淡化厂 。 】
２ １２ 排入 地表 水或 污 水处理 系统 ．．
将反渗透系统浓水排人地表水体 ， 首要关心的
问题是浓水对地表水体水质的影响， 排人地表水体 的水 质决定 了是否要 在 排放前 对浓水 进行 处理 。因 此， 该方式适用于浓水排放量不是很大的反渗透系
１ 反渗透浓水特点
反渗透浓水水量、 水质受到的影响因素有 ： 进水 水质 、 回收率 、 预处理中使用 的阻垢剂 、 反渗透膜 清 洗时使用 的清洗剂等。其中进水水质对浓水的性质
起主要决定作用 ， 而过程中添加 的化学物质的影响 较 小 ， 为 添 加 的 浓 度 相 对 较 低 （ 般 小 于 因 一
２ ３ 其他 处理方 法 ．
芬顿法。反渗透浓水含盐量高 ， 导电性能好 ， 用 芬顿 法处 理时可 降低 能耗 。芬顿法 主要 用于 去除浓
水 中的有机 物 电解 完 成 后 加 入混 凝 剂 ， 引， 处理 后 的浓水 可 作为反 渗透 系统 的进水重 新利 用 。 膜蒸 馏 。膜 蒸馏 技术是 在常压 下利 用温 差将 浓 水尽可能的 回收甚 至结 晶化。王军等 的研究 表
和长治久安的重 大战略问题。因此 ， 应充分展开对
３ ｍ。应 尽量选 择在水 深 、 ０ 流速 快 、 交换 能 力 强 的水
了美 国 Ｅ Ｉ 司 的 Ｐ 一２ Ｒ公 Ｘ ５压 力 交 换 式 能 量 回收
域排放 ， 也可使用扩散器来加快稀释 。 Ｊ 反渗透浓水也可排人市政污水体系 ， 与城市污
水混 合后通 过 污水 处 理 厂 进行 处 理 。但 此 方式 ， 仅
反渗透具有能耗低、 运行操作简便 、 运行费用经
济等突出优点 ， 随着制膜技术的改进、 能量 回收系统 的开发、 预处理技术的改进 以及对高低 盐度进水 的
将反渗透浓水直接排人海洋 ， 高效、 廉价 ， 是最
广泛适用性 ， 渗透脱盐成本逐 年下降 ， 反 工艺在经 济、 技术上的竞争力不断增 强， 将成为 ２ 世纪脱盐 １ 领域 的主要技术之一。据统计 ，０ ９ ２０ 年全球反渗透 海水 淡 化 总 产 能 达 到 １５×１ ／ … 。但 必 须 注 ． ０ｍ。ｄ
反渗透浓水通常具有较高的压力 ： 高压反渗透 （ ． １．Ｍ ａ 、 ５６— ０５ Ｐ ）低压反渗透（１４— ． Ｍ ａ 、 ． ４２ Ｐ ） 超 低压反渗透（ ． １４ Ｐ ） １ ０ ５— ． Ｍ ａ ［ 。 ３
２ 反渗透浓水 的处理方式
２ １ 直 接或 间接 排放 ． ２ １ １ 将 浓 水直接 排入 海 洋 ． ．
择 回收和再 利用反渗透浓水具有很好的经济效益和社会效益 。 关键 词 ： 反渗透 ； 浓水 ； ； 处理 综合利 用
中图分类号 ：Ｑ ８ ８ Ｔ ２ ．
目前 ， 国内反渗透膜工业应用 的最大领域仍为 大型锅炉补给水、 各种工业纯水以及苦咸水和海水
淡化 ， 饮用水的市场规模 次之 ， 电子、 半导体、 制药、 医疗、 品、 食 饮料、 酒类、 化工 、 环保等行业的应用也 形 成 了一 定规 模 。
单有效的方式 ， 但实施深井注射的过程非常复杂， 且 成本较高。深度通常为 １０ ２０ ｍ， ３０— ００ 这一方法已
实践 多年 ， 如在美 国有 超过 ８０个 深 井 用 于 注射 例 ０ 处理 各 种 有 毒 有 害 废 水 ， 括 海 水 淡 化 反 渗 透 浓 包 水 。深井 注射对 地理 条 件 的要 求 相 当特殊 ， 计 】 设
［ ］ 常宇清 ， ９ 鞠茂 伟 ， 周一 卉 ．反渗 透海水 淡 化系统 中的
能量 回收技 术及装 置研究 进展 ［］石 油 化工安 全环 Ｊ．
保技术 ，０ ６ ３ ：８５ ． ２０ （ ）４ － ２
胁。２ 世纪 ， ｌ 水资源 已成 为一种稀缺资源 ， 水资源 问题 已成为关系到各个国家 经济 、 社会可持续发展
点必 须地震 学上稳 定 、 有高度 渗透 的 、 面积广 泛 的注
行适当的勾兑 ， 可用于珍贵海产品的人工养殖¨ 引，
如用 于养殖钝 顶螺 旋 藻和罗 非鱼 。
射区、 不危及矿物资源等； 必须与适于饮用的地下含 水层相隔离 ， 所以注射位置要低于所有邻近 的含水 层， 岩土的透射性要相对较高以便于注射； 在建造注 射深井时的实验工作量较大 ， 需要探 明选址地含水 层的深度， 分析岩土结构并进行打压试验等等大量 的试验、 探查和模拟工作。因此 ， 深井注射的处理方
长岛县小钦 岛７ ｍ ／ 反渗透海水淡化 系统 中采用 ５ ｄ
第 ２ 期 ２
王庚平等 ： 反渗透浓水处理 与利用技术研究概况
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在环境风险。可以预见 ， 渗透将会越来越 多的应 反 用于苦咸水 和海水淡 化、 纯水 制备、 废水 处理等领 域， 由此带来的大量 的浓水 会对环境造成很大的威
海水淡化浓盐水其温度和盐度都较高， 可采用 太 阳池 、 电渗析或 自然蒸发等方法制盐和提取化工
原 料 ， 效 利 用 资 源 ， 可 以 创 造 一 定 的 经 济 效 有 还
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ｏ
反 渗 透海水淡 化后 的浓水 ， 进行 预处理 后 ， 再进
和施工方面的要求也很 高。例如 ， 选择注射井的地
意的是 ， 在制取优质脱盐水的同时， 进水中的杂质被 高度浓缩。如果反渗透浓水得不到妥善的处理而直 接排放 ， 必然会对土壤、 地表水、 海洋环境等产生不
常用的方法。但海洋对排放物的消纳能力并不是无 限的， 高浓度 的浓盐水和淡化过程中引入 的化学 物
质可能对排放 口周 围的海洋环境及生物造成伤害 ， 或对水源产生污染 。此外 ， Ｊ 浓水可能快速沉人海
第２ ７卷
第２ ２期
甘肃科技
Ｇａ ｓ ｃ ｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｎ ｕ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ
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Ｄ２ ．２
２１ ０ １年 １ 月 １
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反渗 透 浓 水 处 理 与利 用 技 术 研 究概 况
王庚平 ， 超 ， 明霞 ， 索 张 张 鹏
２ ２ ３ 回 用作 生 产 用水 ． ．
反渗透浓水可结合生产工艺综合利用 。国内大
多经浓 水用 作过 滤器 反冲洗水 、 循环 冷却 水 、 厂区 除
尘、 除渣水等 Ｊ或经简单处理后混入原水 回收 ， ，
浓水 回流 可提高 回收率 。
２ ２ ４ 资 源化 利 用 ．．
深井注射是连续处置大量反渗透浓水的一种简
浓水 通 常 具有 较 高 的压 力 ， 尤其 是 如 海水 淡 化
和苦咸水淡化 ， 操作压力高 ， 回收率低 ， 大部分能量 因浓水放空而没有利用 ， 从节能和经济性角度考虑， 这部分能量 回收十分重要 。目前国内的反渗透海水
淡化司的水力透平 （ Ｔ ） Ｅ Ｉ 司的旋转式压 ＨＣ 和 Ｒ 公 力交 换 器 （ Ｘ） 种 形 式Ｌ 。如 西 班 牙 Ｃ ｎｒ Ｐ 两 ９ Ｊ ａａ ｙ Ｉａｄ 海水淡化厂 ， ｓｎｓ ｌ 通过使用水力透平 ， 整套海水淡 化系统的能耗成本下降了 ４ ％Ｅ］ ０ ｌ 。我 国的山东省 ｏ
底 并危 害敏 感 的深 海 环境 ， 响大 小 取决 于 排放 地 影
的水力及地理 因素 、 海测学、 波浪、 水流、 海水深 度 等 。因此 ， Ｊ 将反渗透浓水排放 口 在远离海岸 的 设 地方 ， 会减小其对海岸及海洋 的环境风险。选择排
利影响。在水资源匮乏 的今天 ， 根据实际情况科学
式应 慎重 选择 。
２ ２ 综合 利 用 ．
２ ２ １ 余 压 回收利 用 ．．
反渗透浓水还可用于灌溉 ， 但是一般受浓水水
质 的限制 ， 以及植 物 的耐受程 度 ， 有些 盐 土植物 可承
受高于 ３００ ｇＬ的盐度ｕ 此外 ， ５０ ｍ ／ ， 还要考 虑浓水
对 土壤 、 围地表 水及地 下水 系统 的影 响。 周
统。一种间接排入地表水 体的方式是 ， 将反渗透系 统浓水与处理后 的污水或雨水进行混合后排放。只 有在确保不会对地表水体产生不利影 响的前提下 ， 才可将浓水直接排人地表水体。排放 １的设置应科 ３ 学合理 ， 国外设 置排放 １的水域水 深大多在 ｌ ３ ０～
甘来自百度文库
肃
科
技
第２ ７卷
～
蒸发塘在气候炎热、 蒸发量高、 降水量少而且有
足够廉 价 土地 的地 区是 一种 比较 实 用 的处 置 方 法 ＂ 。在合适 的气候 条 件 下 ， 以有 效利 用 充 足 的 Ｊ 可 太阳能 ， 将反渗透浓水储存在蒸 发池 中让其蒸发。 蒸 发 塘 一 般 要 经 过 防 渗 透 衬 里 处 理 和 放 溢 流 处 理 ， 这样就不会进入地下水 和地表水水体 中。蒸 发残余 固体要定期清理 ， 送到垃圾填埋场处置。中