膜法处理工艺基本为物理过程,排水只是对原水盐分的浓缩,总含盐量基本不变,外排含盐废水相对较少,有利于环境保护和废水回用。膜法制备软水或除盐水是未来发展的趋势,与离子交换工艺相比,可以提高产水率,减少酸、碱、高含盐废水的产生,在化学水处理设计时宜优先考虑膜法处理工艺。
当原水溶解固形物大于350mg/L,且产水规模大于100m3,/h时,可考虑采用膜法处理工艺。当仅采用膜法处理工艺不能满足产水水质要求时,可在膜法处理工艺后增设混合离子交换或EDI工艺进一步处理。虽然膜法处理工艺技术的投资成本和运行成本在逐渐降低,但其投资仍然比离子交换高,因此当原水硬度或含盐量较低时,应结合含盐废水的再利用途径,经技术经济比较后,可以采用离子交换工艺。
当采用离子交换工艺制备软化水时,宜回收钠离子交换器的部分正洗水作为再生用水;制备除盐水时,宜回收阴离子交换器和混合离子交换器的部分正洗水作为再生用水,但回收离子交换器的部分正洗水时,需要增设自控阀门和控制系统逻辑单元,并会导致离子交换器排水系统复杂化,故应通过技术经济比较后确定。
5.3.2 预处理设施应根据原水浊度和SDI值,并结合原水供应装置(净水厂或自来水厂)的净水工艺选择确定。未经净化处理的原水采取混凝沉淀、过滤等处理措施时,应采用效果好、反洗水量小的设备和技术,如高密度沉淀、微絮凝过滤、气-水联合反冲洗等。过滤器反洗水应回收利用。
5.3.3 膜通量和膜脱盐率受水温的影响,水温越高其黏度越低,膜通量也越大。对于不同的膜,随温度升高,产水率提高的比例也不一样。在相同的压力条件下,温度每上升1℃,产水量将增加2%~4%。但是,温度升高也使水中离子的活度增大,脱盐率降低。因此,膜系统应当维持适当的水温,应根据原水水温和环境温度,在水温较低时,通过原水加热使水温升高,以提高产水率,相应降低废水量。
对于离子交换器,再生液温度的提高有利于再生,尤其对阴离子型树脂,再生较完全,产水率也相应提高,排水率相应降低。
5.3.4 产水率越大,原水利用率也越高,排水率越小,越利于节水。我国大部分地区天然水的含盐量约为几十毫克每升至几千毫克每升,在以地表水或地下水等天然水作为原水时,反渗透的产水率一般都大于75%,在原水水质好的南方地区,采用适当的浓水回流时,产水率甚至可达到90%。但在海水淡化或高含盐污水脱盐处理时,产水率要低得多,故本条不包括海水或高含盐水作为原水的情况。
5.3.5 浓水回流可增大膜表面水流速度,减缓污堵,提高产水率。二级反渗透排出的浓盐水含盐量一般低于其一级反渗透进水含盐量,EDI浓水的含盐量也较低,回收后均可作为上一级处理系统的进水而回收。
5.3.6 一级反渗透排出的浓水含盐量高,一般不宜在本系统回用,一部分可作为预处理过滤器或其他水处理装置过滤器的反冲洗用水,多余的浓水回收后,经深度除盐回用。
5.3.7 设置空气过滤器可防止水质受到污染,设置收水装置可减少飘洒损失。
5.3.8 微滤和超滤系统的反冲洗排水悬浮物含量低,一般为20mg/L~50mg/L,可作为脱盐水预处理系统的进水。
5.3.9 自动控制有利于提高产水率和产水水质,可减少不合格水的产生,利于降低反洗排水量和再生废水量。