反渗透在含硼废水处理

1引言
反渗透是随着海水淡化研究而发展起来的一种膜法分离技术，具有设备简单、操作方便、能量消耗少，分离性能优越，应用范围广泛等特点。这种方法是以压力为驱动力，可以除溶液中的离子成分和低分子的有机物。作为驱动操作压要大于要分离的供给液的渗透压力。该方法广泛用于半导体用超纯水的制造、锅炉用水脱氧、海水淡化、废水处理以及食品、医药工业、化学工业的提纯、浓缩、分离等方面。目前，它的应用范围越来越大，随着工业用水的需用量不断增加，工业废水排放又污染了环境，运用反渗透技术处理工业废水极为人们所重视。硼是生物体必需元素之一，但是高含量的硼会可导致不育、胎儿畸形和发育不良等疾病，硼浓度高于0.3-0.5mg/L的灌溉水对某些农作物也有一定的毒性。我国在《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中硼的允许浓度限值为0.5mg/L。硼多含于医药、化妆品、肥皂工业、电镀、玻璃、陶瓷等生产过程的废水中，及垃圾焚烧厂洗烟废水和排烟脱硫废水中。含硼过量的废水将严重污染环境。目前，废水中硼的去除法有离子交换法和单独采用氧化钙的方法，每种方法都有优点和缺点，因而对含硼废水治理方法的研究仍在不断地探索。本文拟采用反渗透技术对含硼废水处理进行模拟实验，并将普通膜分离和反渗透技术对含硼废水的处理效果进行比较。
2实验部分
2.1方法原理
反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。根据各种物料的不同渗透压，就可以使用大于渗透压的反渗透压力，即反渗透法，达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。纳滤膜：膜孔孔径在1nm以上，一般1-2nm。是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种功能性的半透膜。它是一种特殊而又很有前途的分离膜品种，它因能截留物质的大小约为纳米而得名，它截留有机物的分子量大约为150-500左右。反渗透膜：就是利用反渗透原理进行分离的液体分离膜，是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料制成。表面微孔的直径在0.5-10nm间。反渗透膜能截留大于0.0001μm的物质，是最精细的一种膜分离产品，它截留有机物的分子量大约为50-150左右。反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。
2.2试验方法
2.2.1试验仪器
酸度计、电子天平、纳滤膜、平板不锈钢滤膜装置、反渗透膜、反渗透装置、高压泵。
2.2.2模拟含硼废水的配置
用电子天平称取十水硼酸钠（NaB4O7·10H2O）0.546g，溶于水中，最后定容在2000ml聚乙烯瓶中备用，此溶液的浓度为100ppm（以B2O3计）。
2.2.3操作步骤
（1）采用纳滤装置处理将配制的模拟含硼废水用高压泵压入以纳滤膜为隔膜的渗透装置，纳滤膜分子量截留范围150-500，最高使用温度50℃，最大工作压力1.5Mpa，PH值范围2-10。处理后的出水经原子光谱检验，其处理结果为硼的去除率为13%。（2）采用反渗透装置处理将配制的模拟含硼废水压入反渗透装置中，该装置截留分子量为MW50，工作为4Mpa，由反渗透装置处理后的出水经原子光谱检验，其检验结果为硼的去除率达93%。
3实验结果与分析
以上实验结果表明，含硼废水的处理可采用膜分离技术，膜处理法以反渗透方法可行。采用反渗透技术处理含硼废水，其去除率可达93%。
4含硼工业废水处理工艺流程
由于废水中硼以硼酸根的形式存在于水中，且亲水性强，又不能与其它金属生成难溶性盐，所以可以采用膜分离法来处理含硼废水。运用反渗透技术处理含硼废水，效果较理想，去除率达90%以上。在实际运行中，首先将含硼工业废水进行清污分流，集中收集，将清污分流后的含硼废水应用反渗透法处理，已达到治理时节约占地及治理费用。在处理时首先将含硼工业废水进行微滤，然后再进入反渗透装置进行处理。经计算，日排量为300t的高浓度含硼工业废水，采用反渗透法，占地仅需30m2左右，设备装置仅需40万元左右，人员操作为1人即可，膜器本身使用寿命为3a，用电量不大，该法硼的去除率为90%以上，而处理后未渗透过去的浓缩含硼废水及经渗透的水均可再利用，达到废物回用的目的。将清污分流后的含硼废水应用反渗透法处理，无论工程造价、可操作性、运行费用上在工业废水处理中都是可行的。而且对资源的有效利用和消除公害都是十分有利的。
5结论
采用反渗透技术处理含硼废水，具有耗能低、工艺简单、操作方便、去除率高、占地面积少等优点。因此，在技术性和经济性上具有优势，是可以优先考虑的除硼方法。