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硫化物對RO膜系統的影響

發布時間:2025-09-22 05:38:28

1. 燃煤電廠脫硫廢水排放指標限值的計算方法研究

目前我國燃煤電廠脫硫廢水標准DL/T997—2006的排放指標與限制內容已不符合社會發展需要,為此,本文提出了燃煤電廠脫硫廢水排放指標限值相關計算方法。
論文調研了美國和國內的相關規范,對排放指標確定范圍的具體數值和演算法模型展開深入研究,結合我國行業發展狀況和國情給出了具體的修訂建議,通過計算模型得出脫硫廢水污染物控制參數的直接排放限值,氯化物日最大排放限值≤500mg/L,總溶解固體(TDS)日最大排放限值≤215mg/L,硒≤1.5mg/L,汞≤0.005mg/L等。
2015年國務院印發《水污染防治行動計劃》(以下簡稱「水十條」)明確了我國水環境治理的重點,為中國水污染防治指明了方向。
燃煤電廠濕式石灰石石膏法煙氣脫硫(FGD)產生的脫硫廢水以其污染物組分復雜、不少重金屬含量超標,直接排放將對環境及人體產生多重且長期的危害,因此電力行業2006年首次制定了《火電廠石灰石石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》DL/T997,通過濃度控制對相應的污染物排放指標、處理技術提出了無害化要求。
脫硫廢水常規處理方法為化學沉澱、絮凝、中和、沉澱等技術路線,但隨著近年來零排放技術等的逐步出現與成熟,加之現有執行標準的控制指標種類少、不區分技術制定標准限值等問題,原有標准在技術先進性、環境要求方面的適應性越來越低。
為進一步完善國家環境污染物排放標准體系,規范和加強火電行業廢水排放管控,引導電力污染物環保產業可持續健康發展,對脫硫廢水標准進行修標已是大勢所趨尺宏。
本文通過對比我國與美國污染物排放標準的修訂及污染物排放指標濃度限值的計算模型,制定出適用於我國脫硫廢水污染物控制參數的直接排放限值計算方法。
1中美污染物排放標准修訂對比
1.1美國確定基於技術的污染物排放指標的流程
美國確陵鬧冊定水質污染物排放限值的方法基本分為以下3種:①特定化學物質法;②廢水綜合毒性法;③生物基準或生物學評估法。
經研究,美國工業點源水污染物排放限值的確定方法主要為水環境質量的綜合毒性法,該法採用水生生物暴露試驗的方法確定污染物綜合毒性,適用於難確定廢水水質復雜且難提出特定污染物的情況。
這區別於為滿足特定化學物質水質基準的特定化學物質法。根據美國國家污染物排放削減計劃(NPDES),其核心內容即排污許可證的頒發與實施,而該政策的實施內容則為點源水污染物排污許可限值。
美國對於點源污染物排放限值的確定方法依據之一為技術基礎(technology-based),即考慮目前能達到的技術處理能力;之二為水質基礎(water quality-based),即充分考慮以環境生物影響與人體健康為本的水質標准。
圖1給出了美國EPA基於處理技術確定廢水污染物排放指標限值的客觀研究流程。
圖1 美國環保署(EPA)水污染物排放標准限值確定流程
1.2國內常規污染物排放標準的修訂程序
我國的工業污染物排放控制標准通常以對應的污染物去除工藝、技術路線為主要修標依據,以人體健康(即環境效益)為基本要求,標准所控制的技術路線除技術可行外還要充分考慮經濟指標,即投資、運行費用等。
根據以上現有客觀修訂依據,本文作者通過綜合分析各類標準的修訂背景、必要性、計算研究方法等步驟,所確定的標准確定過程分解如圖2。
圖2 脫硫廢水污染物控制標準的修標流程
1.3我國污染物排放指標存在的問題
1.3.1相關指標在標准中體現不夠
我國對於脫硫廢水的控制標准有行業標准《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》(DL/T997—2006),其中指標有對重金屬的控制如總汞、總鉻、總鎘、總鉛、總鎳、懸浮物、化學耗氧量、硫化物、氟化物、硫酸鹽、pH進行了制約。
考慮到目前國內推薦應用的脫硫廢水處理技術路線,如沉澱、混凝、彎汪中和等化學處理後達標排放,即三聯箱技術。此路線對懸浮物與大部分金屬及重
金屬汞、砷去除率很高,但對氯化物、溴化物、硼、硫酸鹽、銨和其他溶解固體(TDS)去除率低[13];並且對某些有害元素如硒等去除效果差。
對於此種處理技術,現有的控制標准種類少,對可溶性鹽及硒等有害物質的排放在標准中體現不夠。
其次我國推薦的脫硫廢水處理技術路線還有化學沉澱、混凝、中和預處理+膜濃縮+煙道余熱蒸發乾燥/蒸發結晶,即脫硫廢水零排放技術。
此技術需要對汞、砷、硒和硝酸鹽/亞硝酸鹽的出水濃度進行限值,以及對總懸浮固體(TSS)進行限制。
我國脫硫廢水控制標准不再符合社會發展需要,需增加現有執行標準的控制指標,更應該關注溶解性總固體TDS、硝酸鹽/亞硝酸鹽,汞、六價鉻、銅、硒等有害物質控制指標。
1.3.2未充分考慮技術經濟可行性
深入研究美國環保署2015年最新修訂的關於點源燃煤電站的污染物排放標准40 CFR Part423,《Effluent Limitations Guidelines and Standards for the Steam Electric Power Generating Point Source Category》;Final Rule,關於FGD廢水的控制標准有兩套BAT(best available technology economically achievable,最佳經濟可行技術)限制,第一套BAT控制標準是對TSS(total suspended solid,總懸浮固體)制定的數值限制標准,該控制方法與EPA先前制定的關於TSS的BPT(best practicable control technology currently available,最佳現有實用控制技術)規范在數值上相同;第二套BAT控制標準是對汞、砷、硒、硝酸鹽/亞硝酸鹽氮制定的數值限制標准,而自願採用先進技術的現存燃煤電廠(ES,existing sources)與新建電廠(NS,new sources)的FGD廢水控制指標為汞、砷、硒、TDS(溶解性總固體)。
但我國還未建立系統的污染物削減技術評估體系,目前我國制訂的BAT僅11個,不足以支撐所有行業的水污染物排放標准制修訂工作。
1.3.3標准在技術先進性、環境要求方面的適應性需提高
在制定標准時應與現今脫硫廢水處理技術及環境要求無縫銜接。行業水污染物排放限值是通過綜合考慮工業排污水平、污染物處理技術、環境質量要求、國內外相關標准等多方面的因素來制訂。
如今零排放技術已在我國部分應用,《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》已遠遠不適用於當今污染控制技術。
美國對於濕法脫硫廢水的排放控制標准,美國EPA根據不同的處理技術分別制定了不同的控制限值。
如只採用化學沉澱法處理脫硫廢水的電廠需要針對汞、砷提出控制標准;採用化學沉澱後續串聯生物處理脫硫廢水的電廠需要提出汞、砷、硒、硝酸鹽/亞硝酸鹽態氮的控制標准;而採用蒸發處理脫硫廢水的電廠則提出控制汞、砷、硒和總溶解性固體的要求。
2相關計算模型
2.1發達國家確定污染物排放指標濃度限值的計算模型
參考美國國家污染物削減計劃(NPDES)中基於BAT技術的水污染物濃度限值計算方法建立計算模型過程。
(1)確定需要控制的污染物指標,根據造成的環境影響即主要矛盾,包括長期/慢性和短期/急性毒性確定。
(2)工業廢水濃度限值分為日最大濃度限值(短期)與30天平均值(長期),分直接排放到自然水體的濃度限值和排放到下游公共污水處理設備的濃度限值,不同濃度的演算法公式也不同。
以工廠排放的某污染物i為例,討論長期平均值(long time average,LTA),如式(1)。
(3)日變異系數和月變異系數VF的確定。
(4)根據計算模型標准濃度限值=LTA×VF,最終確定排污行業不同污染物濃度的濃度限值標准。
(5)可行性驗證。
2.2適用於我國工業廢水排放的標准限值計算模型
(1)某種污染物濃度限值確定行業長期平均值採用算術平均根的計算模型,以企業排放的COD為例,公式如式(2)。
3我國脫硫廢水排放標準的濃度限值計算方法
依據新修訂脫硫廢水排放標準的標准限值依託的技術依據擬採用零排放技術「化學預處理+RO膜濃縮減量+蒸發結晶」技術為主、「化學預處理+RO膜濃縮減量+余熱煙氣旁路蒸發」技術為輔。
已知正常工況下兩種技術的出水指標相當,形成的脫硫廢水零排放系統的主要污染物進出口控制參數如表1,以國內某燃煤電廠大型脫硫廢水零排放工程實例為參考原型。
表1 脫硫廢水零排放系統的主要污染物進出口控制參數
根據燃煤電廠石灰石石膏濕法脫硫廢水的水質特點、主要污染物種類可能造成環境危害以及現有水質標準的主要控制對象的分析,以及環保部推薦的最佳處理技術的結論,確定了脫硫廢水中需要控制的污染物種類,如表2。
表2 基於蒸發結晶/旁路蒸發技術(BAT)的脫硫廢水污染物控制參數確定
下面以10家採用脫硫廢水零排放技術的燃煤電廠出水水質數據為基礎,以具有代表性的污染物硫酸根離子SO42–為例代入數學模型計算,過程和結果如下。
(1)計算長期平均值LTA,如式(8)。
國家規定的化學需氧量的測定方法為重鉻酸鹽法,由GB11914—1989可知,該方法檢出限為0.2mg/L;未檢出比例為p=0。
表1中的其他類型污染物的BAT濃度限值的計算結果同硫酸根,因此最終計算結果如表2。
4結論與展望
(1)以最佳可利用技術(BAT)——脫硫廢水零排放技術蒸發結晶的工藝路線為標准濃度限值確定的技術依據,充分學習我國與美國環保部門制定廢水排放標准限值時藉助的數學模型演算法,確定了該技術方案支持下的脫硫廢水排放控制標準的污染物種類與控制濃度區間。
(2)在深入研究了我國和美國的標准限值確定方法的基礎上,融合了兩國計算模型的共同點,得出了根據脫硫廢水水質水量特點確定的需要污染物種類,包括新增的TDS日最大排放限值、硝酸鹽日最大排放限值、氯化物等無機鹽離子的控制水平、二類污染物銅、硒的控制水平以及一類污染物汞、六價鉻等重金屬控制指標等。
(3)脫硫廢水新的控制指標應更加適應當前及未來的環境發展需要。
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2. 反滲透進水水質有哪些要求

水質分析報告包括水質類型和主要成分指標,所需指標包括溶解離子,硅,膠體,有機物(TOC) 。

典型溶解陰離子

碳酸氫根(HCO3-), 碳酸根(CO32-), 氫氧根(OH-), 硫酸根(SO42-), 氯離子(Cl-), 氟離子(F-), 硝酸根離子

(NO3-), 硫離子(S2-), 磷酸根(PO44-)。

典型溶解陽離子

鈣離子(Ca2+), 鎂離子(Mg2+), 鈉離子(Na+),鉀離子(K+), 鐵離子(Fe2+ 或 Fe3+), 錳離子(Mn2+),

鋁離子(Al3+), 鋇離子(Ba2+), 鍶離子(Sr2+), 銅離子(Cu2+)和 鋅離子(Zn2+)。

鹼度

包括負離子中的碳酸根、碳酸氫根、氫氧根,自然水體中的鹼度主要由HCO3-形成。pH在8.3以下的水中,

碳酸氫根和二氧化碳平衡存在。當pH高於8.3時, HCO3-將轉變為CO32-存在。如果原水PH達到11.3以上,

將存在OH- 形式。Ca(HCO3)2的溶解度大於CaCO3。如果原水在 RO系統中被濃縮, CaCO3容易沉澱在

系統中。所以投加阻垢劑或加酸調低PH值會經常在RO系統中使用。

鐵和錳

通常在水中以二價溶解狀態存在或以三價非溶解氫氧化物形成存在。Fe2+ 可能來源自井水本身或來自泵、

管路、水箱的腐蝕,尤其上游系統中投加了酸。如果原水中鐵、錳濃度大於0.05mg/l並且被空氣或氧化劑

氧化為Fe(OH)3 和 Mn(OH)2 ,當 pH 值偏高時會在系統中形成沉澱。分析表明鐵錳的存在會加速氧化劑

對膜的氧化降解,因此在預處理中必須去除鐵錳。



一般不存在於自然水體中。三價鋁會像三價鐵一樣在RO系統中形成難溶的Al(OH)3,當pH 在5.3 至8.5 范圍

內時候,因為鋁高價正電特性,所以Al2(SO4)3 和NaAlO2可以用於地表水的預處理去除水中負電性膠體。

千萬小心鋁鹽不要過多投加,殘留的鋁離子對膜有污染。

銅和鋅

在自然水體中很少存在。有時水中微量的銅和鋅來自管道材料。在pH值5.3至8.5范圍內,Cu(OH)2

和Zn(OH)2 不溶於水,因為它們一般在水中的含量較低,所以只有當系統長時間不清洗,它們積累到

一定程度時,才會對膜系統造成污染。可是如果銅鋅與氧化劑(比如過氧化氫)同時存在於原水中,

那麼會造成膜材質的嚴重降解。

硫化物

以H2S氣體形式溶於水中,去除硫化氫可以用脫氣裝置或氯氧化或空氣接觸變為不溶性硫磺,用多介質過濾

去除。

磷酸鹽

具有較強負電性,容易和多價離子形成難溶鹽。磷酸鈣在PH中性時溶解度很有限,PH值高時溶解度也不高。

進水中投加阻垢劑或調低PH(小於7)可以防止磷酸鹽沉澱。



存在大多數自然水體中,濃度從1至100㎎/L。而且PH低於9.0時主要以Si(OH)4 存在。當PH低時,硅酸可以

聚合形成硅膠體。當PH高於9.0時,它會分離成SiO32- 離子而且會和鈣、鎂、鐵或鉛形成沉澱。硅和硅酸鹽

沉澱很難溶解。氟化氫胺溶液清洗硅垢比較有效,可是氟化氫胺溶液排放會造成環境污染。當進水中硅含量

超過20㎎/L時,要注意硅結垢的潛在危險。

膠體(懸浮物顆粒)分析

污染指數,是衡量RO進水中膠體(顆粒物)潛在污染性的重要指標。RO進水中的膠體是各種各樣的,經常

包括細菌、黏土、硅膠體和鐵腐蝕產物。預處理中的澄清器中會用一些化學品,例如明礬、三氯化鐵或陽

離子型聚合劑來去除膠體污染或通過後續介質過濾器去除。

濁度

也是影響RO膜污染的一個重要指標。濁度儀工作原理是測量水樣中懸浮物對光的散射。水樣的濁度大於

1.0的原水可能對RO膜有污染,濁度儀測量數值的單位是NTU。象SDI 值一樣,濁度也是表徵膜污染潛在

風險的一個參數。高濁度並不表示懸浮物會沉澱在膜表面。

如果原水的SDI大於5而且濁度大於1.0,就必須在預處理單元的澄清工藝中加入混凝劑而且後面要使用

多介質過濾器。如果原水中SDI小於5,而且濁度小於1,那麼預處理可以考慮介質過濾器和保安過濾器

而不一定投加混凝劑。預處理混凝劑的投加量也是有控制指標的,過量使用會對膜有污染。

原水中還有兩個重要指標需要分析。細菌總數和有機物含量。有兩種方法測定水中細菌數,一種是培養法,

另一種是熒光染色法,後者更常用因為很方便快捷。原水中的有機物一般是油類-表面活性劑、水溶性聚合物

和腐質酸。檢測指標有總有機炭(TOC),生物耗氧量(BOD)和化學耗氧量(COD)。要想更精確地分析有

機物成份,需要使用液相色譜和氣質聯用儀器分析。如果原水中的TOC含量大於3mg/l,預處理單元要考慮去

除有機物工藝。

3. 井水氨氮太高用反滲透怎麼處理

處理井水中含高氨氮的方法之一是使用反滲透(RO)技術。以下是一些全面分析:
1、原理
反滲透是一種通過半透膜分離技術,將溶液中的溶質從水中去除的過程。在反滲透系統中,井水通過一個半透膜(也稱為RO膜),只有水分子可以通過,而氨氮等溶質會被膜截留,最終得到去除氨氮的水。
2、RO系統
RO系統由一系列組件組成,包括預處理單元、高壓泵、RO膜單元和後處理單元。預處理單元通常包括預過濾器、軟化器等,用於去除水中的懸浮物、溶解性離子、有機物等。高壓泵將水壓增加至適合RO膜的操作壓力。RO膜單元則是核心組件,將水分離為產水(去除氨氮)和濃縮水(富集氨氮)。最後,後處理單元可能包括消毒和調節水質的步驟,以確保產水的安全和穩定。
3、優勢
使用RO進行井水處理具有以下優勢:
- 高效去除氨氮:RO膜對氨氮有良好的去除效果,通常可以將其去除率達到90%以上。
- 多污染物去除:RO系統還可以去除其他水質污染物,如重金屬、有機物、細菌和病毒等。
- 靈活性:根據所需的水質要求,可以採用不同的預處理方法和配置,以適應不同水質的處理需求。
- 可擴展性:RO系統可以根據需要進行擴展和添加附加的處理單元,以滿足不同規模和水質要求。
4、注意事項
使用RO處理井水需要注意以下事項:
- RO膜可能受到氨氮、硫化物和氧化還原電位的影響,需做適當的預處理和後處理,以保護膜的性能和壽命。
- RO系統需要定期清洗和維護,以避免膜污染和堵塞。
- RO處理過程會產生廢水,需要進行適當的處理和排放,以防止環境污染。
需要根據實際情況進行RO系統的設計、安裝和運行。消除井水中的高氨氮含量可改善水質,並滿足飲用水或工業用水的需求。最佳的處理方案應根據水質分析、水量需求和經濟可行性等因素綜合考慮。

4. 我公司欲上進口噴塗線一條,污水處理有哪些方法,要求達到國家二級排放標准,設備土建安裝預計投資需要多

給知的資料太少,噴塗的是什麼,你們生產的是什麼,知道這些之後才會知道你們 的污水是什專么性質;環境保護屬部門根據不同的生產企業,規定的排放標准也不一樣,同樣是二級標准,造紙廠排放和城市生活污水處理廠就不一樣,所以,你的提供點詳細的資料。

比如:你們噴塗什麼,你們的生產什麼,你們的污水量。

5. 自來水凈化為飲用水,判定能否飲用的標準是什麼

國家還沒有飲用水的標准。
有的只是生活飲用水標准,即自來水標准。
當然,還有各類凈水器的產水標准,尤其是RO膜的出水還有另外的標准。
正因為這樣,國內的凈水器市場很亂。
但世衛組織的優質飲用水,推薦的是TDS值低於50,當然,也還有別的標准參數也同時符合。
香港也有飲用水標准。

6. 凈水器的原理是什麼

第一級:PP棉:去除自來水中各種可見物/灰塵及雜質。
第二、三級:前置活性炭:部分低配凈水器第三級也為PP棉,炭去除氯和有機雜質。還能吸收水中有機化合物產生的異味、顏色和氣味。
第四級:超濾或反滲透膜:膜能夠去除水中的細菌、病毒及孢子等物質。
第五級:後置活性炭裝置:進一步改善口感,去除異味。
大部分凈水器是採用阻篩過濾原理漸進式結構方式,由多級濾芯首尾串接而成,濾芯精密度由低到高依次排列,以實現多級濾芯分攤截留污物,從而減少濾芯堵塞和人工排污、拆洗的次數以及延長更換濾芯的周期。還有一種新的設計思路是應用分質流通原理自潔式結構方式,它的設計思想不再是提供盡可能多的空間用於藏污納垢,而是採取分質原理,分離出一小部分潔凈水,同時又盡可能讓原水照常流通流動起來使污質隨水流及時被帶走,達到流水不腐。這樣既得到了凈化水,又不會或不容易在機內沉澱污物,避免形成二次污染和大大減輕濾芯損耗,水質更好更安全又節能低炭。這種新原理的自潔式凈水器獲得第七屆國際發明展金獎,為一進兩出的結構,它改善了傳統凈水器因一進一出的結構弊端導致原水雜質濃度在機內越積越高最後成為污水,也因此自潔式凈水器沒有污水和排污凈水器的概念取而代之的是洗滌水。隨著生活水平的提高,凈水器的普及將越來越廣,新技術的產品正在更好地滿足人們的需求 [1] 。

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