膜法處理回用農(nóng)業(yè)排水的可行性研究探討

1、膜法處理回用農(nóng)業(yè)排水的可行性研究討論摘要：對(duì)處理農(nóng)業(yè)排水的納濾系統(tǒng)工藝參數(shù)進(jìn)展了評(píng)價(jià)，并對(duì)納濾系統(tǒng)的系統(tǒng)投資及運(yùn)行本錢做了經(jīng)濟(jì)分析。討論了納濾技術(shù)處理農(nóng)業(yè)排水并回用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性。關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)排水回收利用膜處理景泰川電力提灌區(qū),位于甘肅中部景泰縣,灌區(qū)從黃河提水進(jìn)展灌溉.一期灌區(qū)設(shè)計(jì)提水流量為103秒,設(shè)計(jì)灌溉面積為30萬畝1.灌區(qū)上水前,地下水位都深.但上水后,由于種種原因,使地下水位迅速上升,改變了灌區(qū)的地下程度衡狀態(tài),逐漸發(fā)生了鹽漬化,鹽漬化荒地逐年增加,影響了灌區(qū)效益的發(fā)揮,也影響了農(nóng)業(yè)的開展.在一期灌區(qū)的農(nóng)業(yè)耕作區(qū)建立排水系統(tǒng)量很有必要的,這不但防止土壤鹽漬化,而且利用規(guī)劃設(shè)計(jì)合理

2、的排水系統(tǒng)起到搜集農(nóng)業(yè)排水的功能.對(duì)農(nóng)業(yè)排水的回收處理包括技術(shù)環(huán)境方面的許多因素.廢水的最小化及排水的回收再利用可減少?gòu)狞S河的提水量,還可防止因土壤鹽漬化而喪失大片的耕地面積.為了設(shè)計(jì)這樣一個(gè)滿足上述要求的農(nóng)業(yè)排水處理工程需要對(duì)許多的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)展仔細(xì)的優(yōu)化計(jì)算,努力以最小的本錢實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)排水的回收再利用.1.農(nóng)業(yè)排水回收利用現(xiàn)狀美國(guó)從71年開場(chǎng)在加利福尼亞Firebaugh進(jìn)展農(nóng)業(yè)排水回收利用試驗(yàn)研究2.試驗(yàn)所用技術(shù)為反浸透,所用膜為手工澆鑄醋酸纖維A管式膜組體.通過試驗(yàn)對(duì)這種技術(shù)的可行性得到了證實(shí).由于當(dāng)時(shí)膜價(jià)高,及A膜所需的高運(yùn)行壓力,使系統(tǒng)制水本錢很高,無法推廣應(yīng)用.從1983至1987年

3、,美國(guó)在加利福尼亞LsBars又進(jìn)展農(nóng)業(yè)排水處理技術(shù)的第二階段試驗(yàn)研究3.這次采用技術(shù)仍為反浸透,選用了80年代最為先進(jìn)的復(fù)合膜.這個(gè)地區(qū)農(nóng)業(yè)排水中含有幾種無機(jī)有毒物質(zhì),如硒酸鹽和硼酸鹽.這個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng),因?yàn)榄h(huán)境保護(hù)政策的需要,于1987年最終關(guān)閉了.雖然這套系統(tǒng)只運(yùn)行了較短的時(shí)間,但反浸透系統(tǒng)的總體性能還是說明了用膜法水處理技術(shù)進(jìn)展農(nóng)業(yè)排水回收利用的潛在可行性.到了九十年代,對(duì)農(nóng)業(yè)排水回收利用問題的研究又得到了重視.主要是由于新一代苦咸水淡化膜的出現(xiàn).這種膜稱為納濾膜(NF),操作壓相當(dāng)?shù)?約為0.50.7pa,膜通量大,相當(dāng)高的脫鹽率4.與反浸透膜相比,它具有較好的經(jīng)濟(jì)性,在過去幾年中,美國(guó)

4、在實(shí)驗(yàn)室中已作了許多工作,首先是對(duì)納濾膜在農(nóng)業(yè)排水回收利用中的性能進(jìn)展評(píng)價(jià).當(dāng)農(nóng)業(yè)排水的含鹽量為10000g/l,運(yùn)行壓力為1.4pa時(shí),測(cè)得的納濾膜通量為18GPD,脫鹽率可達(dá)90%4.這些數(shù)據(jù)說明,納濾的處理費(fèi)用與80年代的反浸透處理費(fèi)用相比明顯較低.其次,是對(duì)納濾處理農(nóng)業(yè)排水時(shí)的膜結(jié)垢污染進(jìn)展了一系列的試驗(yàn)研究,并提出了合理的預(yù)處理措施.截止目前的工作努力,已可指導(dǎo)進(jìn)展符合農(nóng)業(yè)排水條件的納濾處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì).通過對(duì)納濾系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),可以預(yù)言,納濾將是經(jīng)濟(jì)有效的農(nóng)業(yè)排水回收處理方法.2.農(nóng)業(yè)排水回收處理方法2.1反浸透技術(shù)反浸透是一種壓力膜過程,工藝是指在濃溶液側(cè)施加一個(gè)大于浸透壓的壓力,

5、濃溶液中的水浸透過半透膜向清水側(cè)挪動(dòng),使水從濃溶液中別離出來.反浸透用于水處理可以從水中脫除98%以上的膠體,微生物,微粒,有機(jī)物及一些溶解性鹽類5.反浸透的能耗與脫鹽量有關(guān).反浸透系統(tǒng)的運(yùn)行壓力現(xiàn)已降到1pa左右.反浸透水處理系統(tǒng)一般由預(yù)處理,脫鹽裝置及反處理三局部組成.2.2納濾技術(shù)納濾是一種新型的壓力驅(qū)動(dòng)過程.它的別離范圍介于反浸透和超濾之間.納濾膜的開展較反浸透晚了近二十年,但在水處理方面已逐漸取代反浸透而成為將來開展的主流.納濾用于水處理,可以有效地脫除有機(jī)物,細(xì)菌,病毒,硬度,降低水中含鹽量.納濾在0.50.7pa的操作壓力時(shí),可脫除8595%的硬度和70%以上的一價(jià)離子4.納濾系

6、統(tǒng)一般由預(yù)處理,納濾裝置及后處理三局部組成.納濾技術(shù)在飲用水凈化處理,污廢水排放處理,各種水溶液的濃縮與精濾等領(lǐng)域的優(yōu)越性已逐漸為人們所認(rèn)識(shí),隨著膜本錢的下降及工程經(jīng)歷的積累,預(yù)計(jì)納濾技術(shù)在今后會(huì)有很大開展.3.工藝評(píng)價(jià)景泰川電力提灌區(qū)蘆陽排水試驗(yàn)站的水質(zhì)分析資料詳見表1.根據(jù)此水質(zhì)資料,模擬計(jì)算以估計(jì)農(nóng)業(yè)排水回收處理系統(tǒng)的工藝參數(shù),這里選擇的處理方法為納濾技術(shù).預(yù)處理工藝中包括快速綜合凈水器、砂濾器及精濾器.納濾脫鹽裝置采用二級(jí)脫鹽工藝,并使局部濃水反循環(huán)利用并將局部經(jīng)過預(yù)處理的原水與納濾出水進(jìn)展摻合,進(jìn)步系統(tǒng)水利用率,降低運(yùn)行本錢.納濾膜采用美國(guó)海德能公司消費(fèi)的高性能芳香族聚酰胺納濾膜。此

7、膜通量大,可在超低壓下操作,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能,降低投資和操作費(fèi)用的目的.為了控制膜污染結(jié)垢,需要在納濾進(jìn)水中參加阻垢劑.4.納濾處理農(nóng)業(yè)排水系統(tǒng)評(píng)價(jià)4.1水質(zhì)評(píng)價(jià)表1表示原水水質(zhì),納濾處理后水質(zhì)及農(nóng)業(yè)灌溉用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).經(jīng)納濾處理后的水質(zhì)指標(biāo)已滿足農(nóng)業(yè)灌溉用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).處理后的水含鹽量為1080g/l4.2工藝參數(shù)評(píng)價(jià)表2列出了納濾處理工藝的所所有工藝參數(shù).由表2可見,在農(nóng)業(yè)排水處理系統(tǒng)產(chǎn)水量303/h的情況下,整個(gè)系統(tǒng)的水利用率為85%.當(dāng)納濾的運(yùn)行壓力為0.50.7pa時(shí),系統(tǒng)脫鹽率70%以上.系統(tǒng)運(yùn)行中,需要填加一定量的混凝劑及阻垢劑.4.3費(fèi)用評(píng)價(jià)表3列出納濾農(nóng)業(yè)排水回收處理系統(tǒng)的投資,運(yùn)行

8、本錢等各項(xiàng)費(fèi)用.從表中可見,系統(tǒng)的綜合運(yùn)行本錢為1.23元/3.與高揚(yáng)程提灌區(qū)的政策性單方水價(jià)0.15元/3要高，但是干旱缺水地區(qū)這樣的價(jià)格還是很有吸引力的。表1各類水質(zhì)指標(biāo)工程單位原水水質(zhì)指標(biāo)處理后水質(zhì)指標(biāo)農(nóng)業(yè)用水水質(zhì)指標(biāo)g/l145.814.78gg/l177.818Kg/l4.70.05Nag/l838344.3Fg/l0.50.372.0-3.03g/l0.1H3g/l142.7137S4g/l980129lg/l1263431250N3g/l3.05.2PH7.46.95.5-8.5TDSg/l355610801000-2000表2系統(tǒng)工藝參數(shù)工程單位數(shù)量工程單位數(shù)量產(chǎn)水量T/H30

9、壓力外殼個(gè)6水利用率%70NF膜個(gè)36進(jìn)水TDSg/l3552運(yùn)行壓力p0.85產(chǎn)水TDSg/l1080設(shè)計(jì)水溫系統(tǒng)脫鹽率%70表3系統(tǒng)投資及運(yùn)行本錢工程單位數(shù)量工程單位數(shù)量系統(tǒng)投資萬元304.阻垢劑費(fèi)用元/T0.062電價(jià)元/度0.55.殺菌劑費(fèi)用元/T0.10膜價(jià)元/根50006.濾芯更換費(fèi)用元/T0.05系統(tǒng)產(chǎn)水量T/H307.預(yù)處理費(fèi)用元/T0.10系統(tǒng)水利用率%708.人工費(fèi)用元/T0.10運(yùn)行本錢核算元/T1.3259.系統(tǒng)維修費(fèi)用元/T0.041.膜更換費(fèi)用元/T0.2511.運(yùn)行本錢合計(jì)元/T1.3252.能消耗用元/T0.3553.混凝劑費(fèi)用元/T0.055.結(jié)論(1)在納濾

10、農(nóng)業(yè)排水回收處理系統(tǒng)中,適當(dāng)填加阻垢劑時(shí),并采用局部濃水反循環(huán)及摻合一局部原水,有利于進(jìn)步系統(tǒng)水利用率,降低系統(tǒng)運(yùn)行本錢.可成功地將系統(tǒng)水利用率進(jìn)步到85%左右.(2)在高揚(yáng)程提灌區(qū),建立豎向排水井,不但可減少排水工程投資,又可為排水的處理利用創(chuàng)造根底條件.從豎井中抽出的水,濁度低,可減少膜系統(tǒng)的預(yù)處理工藝,從而減少排水回收處理系統(tǒng)的投資,降低處理水本錢.(3)?納濾農(nóng)業(yè)排水處理系統(tǒng)的單方水本錢為1.23元/3,這樣的價(jià)格在干旱缺水地區(qū)還是有吸引力的。當(dāng)種植的作物價(jià)值較高時(shí),就具有一定的可行性.(4)納濾技術(shù)處理農(nóng)業(yè)排水并回用,在技術(shù)上是平安可靠的。隨著水資源矛盾的日益突生和膜技術(shù)的不斷進(jìn)步以

11、及膜處理本錢的不斷下降,農(nóng)業(yè)排水納濾處理本錢還會(huì)進(jìn)一步的降低.隨著工業(yè)的開展,水資源的污染日益嚴(yán)重,缺水現(xiàn)象會(huì)越來越嚴(yán)重,農(nóng)業(yè)排水回收利用問題將會(huì)受到人們的關(guān)注,農(nóng)業(yè)排水的處理也將會(huì)提到儀事日程。(5)對(duì)農(nóng)業(yè)排水進(jìn)展處理回用,不但可防止土壤鹽漬化,又可使農(nóng)業(yè)排水資源化。應(yīng)該說,它是一種水資源再生的希望方法。從環(huán)境保護(hù)方面講,對(duì)農(nóng)業(yè)排水進(jìn)展回收處理再利用具有非常重要的環(huán)境意義.(6)對(duì)農(nóng)業(yè)排水的處理回用進(jìn)展研究,對(duì)保護(hù)珍貴的水資源并以合理的方法進(jìn)展再循環(huán)而供人們更好地使用,回起到重要的作用.參考文獻(xiàn)1姚志春.大系統(tǒng)理論在水資源綜合調(diào)度中的應(yīng)用研究.甘肅水利水電,1990.(3):3035.2希利I,舒瓦樂.水的再凈與利用.北京:中國(guó)建筑出板社,1985.3貝拉G.利普泰克.環(huán)境工程師用冊(cè)(上,下冊(cè)).北京:中國(guó)建筑工業(yè)出板社,1987.4高從鍇.膜別離技術(shù)與水資源再利用.2022北京