工业水处理技术工艺发展分析

第一节 工业水处理基本生产技术、工艺或流程

传统的水处理方法按照作用原理的不同可分为：物理、化学、物化、生物四大类。它们在实际生产应用中都取得了巨大的成效。

我国污水回用常用处理技术

目前膜法水处理技术在环境过程中的应用，主要是超滤、反渗透、渗析和电渗析等方法用于处理各工业废水。以下简单列举两个膜法水处理技术工艺流程。

1、反渗透技术处理锅炉补给水

1999年山东红日阿康化工股份有限公司400kt/a硫磺制酸装置投入运行，其采用反渗透—离子交换联合工艺对水进行处理。

反渗透—离子交换联合工艺流程

2、两级反渗透膜技术处理高盐度、高硬度水

山东某化工公司的井水硬度（以CaCO3计）为1840mg/L，含盐量为2673mg/L，属于高盐度特硬水，其采用了两级反渗透膜技术。

两级反渗透—混床脱盐工艺流程

近年来随着我国化学工业的崛起，我国的工业水处理产业也得到了快速发展。可以说我国工业水处理技术是随着大型化肥装置、石油化工装置的引进，在消化吸收国外技术，研制开发循环冷却水处理药剂的基础上而发展起来的。虽然起步较晚，但紧跟国外的发展趋势，并结合国情进行研究开发和推广应用，因此起点高，发展快。

第二节 工业水处理新技术研发、应用情况

全膜工艺技术作为目前最先进的水处理工艺，在电力、冶金、化工等领域必将得到越来越多的工业应用。

全膜水处理工艺由“超滤→反渗透→电除盐装置”组成。这些膜分离产品均是利用特殊制造的多孔材料的拦截能力，以物理截留的方式去除水中一定颗粒大小的杂质。其过滤的精度和滤膜本身的孔径大小有关。

超滤原理是利用一种压力活性膜，在外界推动力的作用下截留水中胶体颗粒和分子量相对较高的物质，而水和水的溶质颗粒透过膜的分离过程。超滤装置作为反渗透预处理设备，主要目的是除去水中非溶解性物质，为后续处理建立屏障。

反渗透是系统中最重要的除盐装置，它利用反向渗透原理，去除水中大于0．0001mm大小的颗粒。在全膜工艺中，把反渗透作为电除盐的预处理系统。

电除盐(EDI)作为反渗透后处理装置，是电渗析和离子交换有机结合的一种新型膜分离技术。它可以使去离子过程长时间连续运行而无需酸碱再生，并获得高质量的纯水。与传统的水处理方法相比，具有出水水质稳定，使用方便、自动控制，不用酸碱等优点。

合格的进水水质、严格的工艺过程控制和及时的化学清洗是保证膜工艺设备连续稳定运行的基本条件。

安泰发电厂第三期工程于2005年投产，配套化学水处理工艺流程为：生水→生水泵→盘式过滤器→超滤装置→过滤水箱→过滤水泵→一级保安过滤器→一级反渗透装置→中间水箱→中间水泵→二级保安过滤器→二级反渗透装置→电除盐(EDI)装置→除盐水箱→除盐水泵。

第三期水处理系统采用了全膜水处理工艺技术，这是20世纪末发展起来的一种用于水处理的新型除盐工艺，对源水水质的适应性强。

第三节 工业水处理国外技术发展现状

国外超滤技术的较大规模应用开始于70年代，当时就是主要用于电泳涂漆工业。70年代初期主要用CA膜管式超滤器处理阳极电泳漆废水，70年代后期，改用框式、卷式、中空纤维式超滤器处理阴极电泳漆废水。

化纤工业中有多种废水可用超滤法处理与回收。日本某工厂采用8cm2的管式超滤器将PVA原液由0.1%浓缩到10~15倍，进口压力为3.92×105Pa，出口压力为1.96×105Pa，进料温度55~66℃，膜的水通量为100~140L/(cm2•h)，对PVA的分离率为98.2%，每天回收PVA20kg，运行良好。

造纸工业耗水量极大，造纸废水主要来源于去皮、浆化、洗净、漂白、抄纸等工序。日本于1981年采用NTU-3508超滤组件建成了日处理4000m3的管式膜装置，是当时世界上最大规模的装置。

在印染废水处理方面，印染废水主要是有机污染，所以处理方法以生化法为主，国外禁用硫化染料，对于废水量少，采用设备为主，大水量当然还是以构筑物为主，但从处理技术的原理上分析，似乎差别不大，但从技术深度、自动化程度、设备质量高于国内水平。

第四节 水处理技术开发热点、难点分析

随着全球水环境问题的日益突出，水处理技术正逐渐发展成熟起来，并必将朝着产业化、商品化、规模化的方向发展。综观近年发展，在低能高效、经济环保的大前提下，新型高科技含量的工业水处理技术层出不穷，并呈现出多学科、跨领域的发展趋势。同时，国内外各学者对传统的技术并没有全部抛弃，而是采用新的试验条件和新的试验设备、材料加以改进，或者采用多种独立操作的联合使用以扬长避短，使处理过程和结果达到有关标准。

第五节 工业水处理未来技术发展趋势

物理、化学、物化、生物四大类传统的水处理方法在实际生产应用中都取得了巨大的成效。但是，随着工业的迅猛发展和人们环保意识的增强，传统处理技术的不足之处也日益突显。因此，开发出能耗低、操作简单、运行经济、高效安全、无二次污染的方法已成为现代工业水处理技术的总体发展趋势。

1、化学处理技术

化学处理技术的发展主要集中在可生物降解的、多功能绿色水处理剂的研究和应用上。具体说来，即从有毒有公害的药剂向低毒、无毒、无公害药剂方面发展，由不易生物降解药剂向易生物降解方面发展，由单一的水处理药剂向复合的多功能药剂方面发展。

2、物理处理技术

物理处理技术因受环境和微生物的限制小，普遍具有环保、节能、运行维护方便和成本低廉等优点，具有很大的发展潜力和广阔的应用空间，尤其是膜分离技术和磁化技术。

3、复合处理技术

由于工业水的复杂性，任何单一的技术都很难达到理想的效果，必须注意开发和应用水处理的综合技术，进行集成化研究，如化学-物理结合，化学-生物结合，物理-生物结合等，以谋求高效、低耗、环保的新型处理技术。

4、计算机技术

21世纪是计算机信息技术的时代，将这种新兴技术与我们传统的工业水处理技术相结合，可以实现处理过程的自动化控制和在线分析、检测，以真正达到高效、低耗的目的。同时，可以极大地推动我国水处理行业的发展，缩短与发达国家的差距。