HERO廢水零排放技術(shù)解析

一、HERO技術(shù)概述

HERO是High Efficiency Reverse Osmosis（高效反滲透）的簡稱，是近年來新開發(fā)出來的膜處理工藝。在工業(yè)生產(chǎn)中，廢水排放一直是一個(gè)嚴(yán)峻的問題，而HERO技術(shù)為解決廢水零排放難題提供了新的途徑。它主要適用于循環(huán)水排污水以及其他高含硅量水的處理，可用于作為熱力蒸發(fā)系統(tǒng)前的預(yù)濃縮器，也可作為減少進(jìn)入蒸發(fā)器或其他結(jié)晶設(shè)施前的預(yù)濃縮工藝。其核心在于RO是在高pH條件下運(yùn)行，不過其預(yù)處理步驟要根據(jù)水化學(xué)和現(xiàn)場的專門設(shè)計(jì)規(guī)范來定制。

二、HERO技術(shù)的工藝步驟

硬度和懸浮固體物的除去

水中的硬度成分和懸浮固體物會(huì)對(duì)RO膜造成嚴(yán)重影響。硬度成分可能會(huì)導(dǎo)致膜結(jié)垢，降低膜的使用壽命和處理效率；懸浮固體物則可能堵塞膜孔，使膜無法正常工作。因此，需要通過軟化等方法去除水中的硬度，同時(shí)將懸浮固體物降至接近零。例如，采用離子交換的方法去除硬度，控制出水指標(biāo)為小于0.1ppm(100ppb) ，這樣能有效保證后續(xù)RO處理的順利進(jìn)行。

二氧化碳的去除

二氧化碳在水中會(huì)形成碳酸，增加水的緩沖性，影響RO處理的效果。所以要將二氧化碳除到一定程度，一般要求二氧化碳小于10ppm。通常通過脫氣的方式去除水中的二氧化碳，減少水的緩沖性，為RO在高pH條件下運(yùn)行創(chuàng)造良好的條件。

在高pH條件下開展RO處理

經(jīng)過前面兩步預(yù)處理后，再加堿將RO進(jìn)水的PH調(diào)到8.5以上。在這種模式下運(yùn)行，RO的回收率通常能夠突破極限到達(dá)90%以上。具體來說，反滲透給水加堿提高pH值，濃水側(cè)**不超過11，根據(jù)RO回收率，給水PH值在10.0 - 10.5，產(chǎn)品水pH將到達(dá)9.3 - 9.8。反滲透設(shè)計(jì)產(chǎn)水通量在25 - 30GFD(gallon/ft2/day)，可以用低壓苦咸水膜，標(biāo)準(zhǔn)苦咸水膜，海水膜。根據(jù)給水的水質(zhì)條件，水回收率可以到達(dá)90 - 98%，典型在95%。

三、HERO技術(shù)的特點(diǎn)

運(yùn)行穩(wěn)定

由于在高pH條件下運(yùn)行，細(xì)菌難以繁殖，不易產(chǎn)生潛在的生物膜。而且在高pH條件下，膜所帶負(fù)電荷密度更高，對(duì)負(fù)電荷陰離子、微粒，特別是帶負(fù)電荷微粒有更高的去除率，RO處于連續(xù)清洗模式，這些因素都使得HERO技術(shù)運(yùn)行更加穩(wěn)定。例如在一些電站廢水處理項(xiàng)目中，采用HERO技術(shù)后，系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行，減少了因設(shè)備故障導(dǎo)致的停產(chǎn)時(shí)間。

運(yùn)行成本低

一般比傳統(tǒng)的RO要低15％ - 20％。這主要是因?yàn)镠ERO技術(shù)無需復(fù)雜的清洗工藝，也無需添加阻垢劑，降低了藥劑成本和清洗維護(hù)成本。同時(shí)，其較高的水回收率也減少了水資源的浪費(fèi)，進(jìn)一步降低了運(yùn)行成本。

投資費(fèi)用低

一般比傳統(tǒng)的RO要低30％。HERO技術(shù)的預(yù)處理相對(duì)簡單，設(shè)備投資成本較低。而且其占地空間更小，減少了土地購置和廠房建設(shè)等方面的投資。對(duì)于一些對(duì)投資成本較為敏感的企業(yè)來說，HERO技術(shù)具有很大的吸引力。

占地空間小

HERO技術(shù)的設(shè)備相對(duì)緊湊，不需要像傳統(tǒng)處理工藝那樣龐大的處理設(shè)施，因此占用的土地面積更小。這對(duì)于土地資源緊張的地區(qū)來說尤為重要，可以有效降低企業(yè)的用地成本。

適用范圍廣

適用于高純水的制備以及廢水處理。無論是循環(huán)水排污水、高含硅量水，還是其他類型的廢水，HERO技術(shù)都能發(fā)揮良好的處理效果。它可以作為熱力蒸發(fā)系統(tǒng)前的預(yù)濃縮器，也可作為減少進(jìn)入蒸發(fā)器或其他結(jié)晶設(shè)施前的預(yù)濃縮工藝，為不同行業(yè)的廢水處理提供了有效的解決方案。

無需復(fù)雜清洗工藝和阻垢劑

由于預(yù)處理除去了結(jié)垢物質(zhì)，所以HERO不需要投加阻垢劑。而且在高pH條件下，生物、有機(jī)物粘污可通過高pH控制，顆粒粘污也明顯降低，無需經(jīng)常進(jìn)行化學(xué)清洗，減少了清洗的工作量和成本。

四、HERO技術(shù)的優(yōu)勢體現(xiàn)

高回收率

在HERO工藝條件下，當(dāng)給水是排污水或含鹽量較高時(shí)，可以達(dá)到的水回收率90%或更高。對(duì)于高硅水質(zhì)，在高pH條件下硅是溶解態(tài)（離子態(tài)），不會(huì)限制RO的回收率，從而可以實(shí)現(xiàn)高回收率。這對(duì)于水資源的節(jié)約和廢水的資源化利用具有重要意義。例如在一些缺水地區(qū)的工業(yè)企業(yè)中，采用HERO技術(shù)后，大大提高了水資源的回用率，減少了對(duì)新鮮水資源的依賴。

高離子去除率

兩級(jí)反滲透運(yùn)行在高pH條件下，離子去除率非常高。硼的去除率可以達(dá)到99.4%，硅的去除率達(dá)到99.97%，有機(jī)物（TOC）的去除率達(dá)到99%。這使得處理后的水質(zhì)能夠滿足更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求，為后續(xù)的生產(chǎn)工藝提供了優(yōu)質(zhì)的水源。

五、HERO技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的案例

在某電站廢水“零排放”項(xiàng)目中，采用了HERO技術(shù)對(duì)循環(huán)水排污水進(jìn)行處理。該電站面臨著水資源緊張和環(huán)保要求嚴(yán)格的雙重壓力，需要實(shí)現(xiàn)廢水的零排放。通過HERO技術(shù)的應(yīng)用，首先對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理，去除硬度、懸浮固體物和二氧化碳，然后在高pH條件下進(jìn)行RO處理。經(jīng)過處理后，水的回收率達(dá)到了95%以上，大大減少了廢水的排放量。同時(shí)，處理后的水質(zhì)滿足了電站生產(chǎn)工藝的用水要求，實(shí)現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用。該項(xiàng)目不僅解決了電站的廢水排放問題，還節(jié)約了大量的水資源，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

六、HERO技術(shù)的發(fā)展前景與挑戰(zhàn)

發(fā)展前景

隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格和水資源的日益短缺，廢水零排放技術(shù)將越來越受到重視。HERO技術(shù)作為一種高效、經(jīng)濟(jì)的廢水處理技術(shù)，具有廣闊的發(fā)展前景。它可以應(yīng)用于更多的行業(yè)，如化工、制藥、印染等，為這些行業(yè)的廢水處理提供有效的解決方案。同時(shí)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，HERO技術(shù)的性能和處理效果還將不斷提高，其應(yīng)用范圍也將進(jìn)一步擴(kuò)大。

挑戰(zhàn)

然而，HERO技術(shù)也面臨著一些挑戰(zhàn)。例如，高pH條件下運(yùn)行對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性要求較高，需要采用特殊的材料來制造設(shè)備，這增加了設(shè)備的成本。此外，堿的添加會(huì)增加運(yùn)行過程中的化學(xué)成本，并且對(duì)操作人員的技術(shù)水平和安全意識(shí)要求也較高。另外，對(duì)于一些特殊水質(zhì)的處理，HERO技術(shù)可能還需要進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)，以提高處理效果和適應(yīng)性。

總之，HERO廢水零排放技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢在廢水處理領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的潛力。雖然面臨一些挑戰(zhàn)，但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相信它將在未來的廢水處理中發(fā)揮更加重要的作用，為實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用和環(huán)境保護(hù)做出更大的貢獻(xiàn)。