【上海水處理設(shè)備網(wǎng)www.esdzu.com】淡水危機(jī)是一個(gè)全球性的問(wèn)題。人類的日常工業(yè)活動(dòng)會(huì)將大量的淡水轉(zhuǎn)化為含鹽廢水，這些廢水的排放可能會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，加劇淡水危機(jī)。為了防止這種現(xiàn)象，廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格。近年來(lái)，提出了污水零排放標(biāo)準(zhǔn)。具體來(lái)說(shuō)，ZLD回收廢水中的所有水，只留下固體廢物進(jìn)行處理和處置。ZLD可以完全消除污水排放造成的水污染風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用。由于實(shí)施ZLD的成本較高，提出了近零排放標(biāo)準(zhǔn)(MLD)。與ZLD相比，MLD提供了經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)境影響之間的平衡。

早期的ZLD系統(tǒng)完全由蒸發(fā)器構(gòu)成，這使得它們極其昂貴。近年來(lái)，為了降低ZLD的成本，反滲透(RO)技術(shù)被應(yīng)用到ZLD系統(tǒng)中。具體來(lái)說(shuō)，鹽水在進(jìn)入蒸發(fā)器之前通過(guò)RO進(jìn)行濃縮和還原，減少了蒸發(fā)器的處理負(fù)荷，從而降低了ZLD系統(tǒng)的總成本。同時(shí)，RO在MLD系統(tǒng)中也得到了廣泛的應(yīng)用。然而,盡管使用RO ZLD居高不下的成本,因?yàn)?span>RO減少鹽水濃度的能力是有限的,其操作壓力(圖1)。目前,反滲透組件的最大壓力不超過(guò)85酒吧,和最大濃度的鹽水濃度不超過(guò)100000 mg / L TDS,而蒸發(fā)器的最佳進(jìn)水濃度一般大于200,000 mg/L TDS。同樣，MLD中淡水的回收也受到反滲透操作壓力的限制。

滲透輔助反滲透與低鹽反滲透處理高鹽水的能源效率比較

為了克服反滲透操作壓力的限制，兩種新的多級(jí)反滲透技術(shù)——滲透輔助反滲透(OARO)和低鹽反滲透(LSRRO)——被開(kāi)發(fā)出來(lái)(圖2)。基于之前的研究，這兩種技術(shù)都可以在常規(guī)操作壓力下實(shí)現(xiàn)鹽水的高濃縮。具體來(lái)說(shuō)，OARO的核心是一個(gè)跨流膜組件，兩端是水，一端是高濃度鹽水，另一端是低濃度鹽水。在OARO操作過(guò)程中，由于低濃度鹽水降低了跨膜的滲透壓差，高濃度鹽水可以在常規(guī)操作壓力下進(jìn)一步濃縮。LSRRO的核心是低鹽反滲透膜組件(LSRRO膜組件)，它可以產(chǎn)生低濃度的鹽水。在LSRRO操作過(guò)程中，由于生產(chǎn)側(cè)的低濃度鹽水減少了跨膜的滲透壓差，上海純水設(shè)備因此在常規(guī)操作壓力下可以獲得高濃度的鹽水。

滲透輔助反滲透與低鹽反滲透處理高鹽水的能源效率比較

在MLD/ZLD工藝中，OARO和LSRRO都能高度濃縮和降低鹽水量，降低蒸發(fā)器的處理負(fù)荷，從而降低整個(gè)工藝成本。然而，在實(shí)踐中，應(yīng)該使用哪種技術(shù)呢?換句話說(shuō)，這兩種技術(shù)有優(yōu)勢(shì)嗎?回答這些問(wèn)題對(duì)于未來(lái)的MLD/ZLD過(guò)程開(kāi)發(fā)至關(guān)重要。

在本研究中，使用過(guò)程模型系統(tǒng)地比較了OARO和LSRRO。首先，我們證明了OARO和LSRRO都促進(jìn)了MLD/ZLD。然后，以單位產(chǎn)水能耗(SEC)作為績(jī)效指標(biāo)，比較了MLD/ZLD中OARO和LSRRO的能源效率。接下來(lái)，我們通過(guò)分析操作條件(包括鹽水濃度、系統(tǒng)級(jí)別和最大操作壓力)對(duì)SEC的影響，確定每種技術(shù)的方案。最后，我們對(duì)兩種技術(shù)進(jìn)行了實(shí)際考慮，上海反滲透水處理設(shè)備突出了LSRRO技術(shù)在MLD/ZLD中的潛在優(yōu)勢(shì)。

結(jié)果與討論

MLD中的OARO和LSRRO性能

對(duì)于MLD，我們比較了2級(jí)OARO。和LSRRO系統(tǒng)。從圖1可以看出，2級(jí)OArOs和LSRRO都可以在不增加操作壓力的情況下提高常規(guī)RO的最大采收率(圖3A)。事實(shí)上，第2階段OARO/LSRRO可以將常規(guī)RO產(chǎn)生的濃鹽水體積進(jìn)一步減少50%，從而大大提高M(jìn)LD。雖然OARO和LSRRO具有相同的鹽水濃度降低能力，但兩種技術(shù)的能耗不同。如圖3B所示，當(dāng)目標(biāo)濃鹽水濃度給定時(shí)，OARO的SEC不隨料液濃度變化，而LSRRO的SEC隨濃度增加而增大 “本文由上海皙全水處理設(shè)備網(wǎng)提供任何人和單位不得轉(zhuǎn)載盜用”。