膜法处理回用农业排水的可行性研究探讨

1、膜法处理回用农业排水的可行性研究讨论摘要：对处理农业排水的纳滤系统工艺参数进展了评价，并对纳滤系统的系统投资及运行本钱做了经济分析。讨论了纳滤技术处理农业排水并回用的技术经济可行性。关键词：农业排水回收利用膜处理景泰川电力提灌区,位于甘肃中部景泰县,灌区从黄河提水进展灌溉.一期灌区设计提水流量为103秒,设计灌溉面积为30万亩1.灌区上水前,地下水位都深.但上水后,由于种种原因,使地下水位迅速上升,改变了灌区的地下程度衡状态,逐渐发生了盐渍化,盐渍化荒地逐年增加,影响了灌区效益的发挥,也影响了农业的开展.在一期灌区的农业耕作区建立排水系统量很有必要的,这不但防止土壤盐渍化,而且利用规划设计合理

2、的排水系统起到搜集农业排水的功能.对农业排水的回收处理包括技术环境方面的许多因素.废水的最小化及排水的回收再利用可减少从黄河的提水量,还可防止因土壤盐渍化而丧失大片的耕地面积.为了设计这样一个满足上述要求的农业排水处理工程需要对许多的设计参数进展仔细的优化计算,努力以最小的本钱实现农业排水的回收再利用.1.农业排水回收利用现状美国从71年开场在加利福尼亚Firebaugh进展农业排水回收利用试验研究2.试验所用技术为反浸透,所用膜为手工浇铸醋酸纤维A管式膜组体.通过试验对这种技术的可行性得到了证实.由于当时膜价高,及A膜所需的高运行压力,使系统制水本钱很高,无法推广应用.从1983至1987年

3、,美国在加利福尼亚LsBars又进展农业排水处理技术的第二阶段试验研究3.这次采用技术仍为反浸透,选用了80年代最为先进的复合膜.这个地区农业排水中含有几种无机有毒物质,如硒酸盐和硼酸盐.这个试验系统,因为环境保护政策的需要,于1987年最终关闭了.虽然这套系统只运行了较短的时间,但反浸透系统的总体性能还是说明了用膜法水处理技术进展农业排水回收利用的潜在可行性.到了九十年代,对农业排水回收利用问题的研究又得到了重视.主要是由于新一代苦咸水淡化膜的出现.这种膜称为纳滤膜(NF),操作压相当低,约为0.50.7pa,膜通量大,相当高的脱盐率4.与反浸透膜相比,它具有较好的经济性,在过去几年中,美国

4、在实验室中已作了许多工作,首先是对纳滤膜在农业排水回收利用中的性能进展评价.当农业排水的含盐量为10000g/l,运行压力为1.4pa时,测得的纳滤膜通量为18GPD,脱盐率可达90%4.这些数据说明,纳滤的处理费用与80年代的反浸透处理费用相比明显较低.其次,是对纳滤处理农业排水时的膜结垢污染进展了一系列的试验研究,并提出了合理的预处理措施.截止目前的工作努力,已可指导进展符合农业排水条件的纳滤处理系统的设计.通过对纳滤系统的经济评价,可以预言,纳滤将是经济有效的农业排水回收处理方法.2.农业排水回收处理方法2.1反浸透技术反浸透是一种压力膜过程,工艺是指在浓溶液侧施加一个大于浸透压的压力,

5、浓溶液中的水浸透过半透膜向清水侧挪动,使水从浓溶液中别离出来.反浸透用于水处理可以从水中脱除98%以上的胶体,微生物,微粒,有机物及一些溶解性盐类5.反浸透的能耗与脱盐量有关.反浸透系统的运行压力现已降到1pa左右.反浸透水处理系统一般由预处理,脱盐装置及反处理三局部组成.2.2纳滤技术纳滤是一种新型的压力驱动过程.它的别离范围介于反浸透和超滤之间.纳滤膜的开展较反浸透晚了近二十年,但在水处理方面已逐渐取代反浸透而成为将来开展的主流.纳滤用于水处理,可以有效地脱除有机物,细菌,病毒,硬度,降低水中含盐量.纳滤在0.50.7pa的操作压力时,可脱除8595%的硬度和70%以上的一价离子4.纳滤系

6、统一般由预处理,纳滤装置及后处理三局部组成.纳滤技术在饮用水净化处理,污废水排放处理,各种水溶液的浓缩与精滤等领域的优越性已逐渐为人们所认识,随着膜本钱的下降及工程经历的积累,预计纳滤技术在今后会有很大开展.3.工艺评价景泰川电力提灌区芦阳排水试验站的水质分析资料详见表1.根据此水质资料,模拟计算以估计农业排水回收处理系统的工艺参数,这里选择的处理方法为纳滤技术.预处理工艺中包括快速综合净水器、砂滤器及精滤器.纳滤脱盐装置采用二级脱盐工艺,并使局部浓水反循环利用并将局部经过预处理的原水与纳滤出水进展掺合,进步系统水利用率,降低运行本钱.纳滤膜采用美国海德能公司消费的高性能芳香族聚酰胺纳滤膜。此

7、膜通量大,可在超低压下操作,从而实现节能,降低投资和操作费用的目的.为了控制膜污染结垢,需要在纳滤进水中参加阻垢剂.4.纳滤处理农业排水系统评价4.1水质评价表1表示原水水质,纳滤处理后水质及农业灌溉用水水质标准.经纳滤处理后的水质指标已满足农业灌溉用水水质标准.处理后的水含盐量为1080g/l4.2工艺参数评价表2列出了纳滤处理工艺的所所有工艺参数.由表2可见,在农业排水处理系统产水量303/h的情况下,整个系统的水利用率为85%.当纳滤的运行压力为0.50.7pa时,系统脱盐率70%以上.系统运行中,需要填加一定量的混凝剂及阻垢剂.4.3费用评价表3列出纳滤农业排水回收处理系统的投资,运行

8、本钱等各项费用.从表中可见,系统的综合运行本钱为1.23元/3.与高扬程提灌区的政策性单方水价0.15元/3要高，但是干旱缺水地区这样的价格还是很有吸引力的。表1各类水质指标工程单位原水水质指标处理后水质指标农业用水水质指标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系统工艺参数工程单位数量工程单位数量产水量T/H30

9、压力外壳个6水利用率%70NF膜个36进水TDSg/l3552运行压力p0.85产水TDSg/l1080设计水温系统脱盐率%70表3系统投资及运行本钱工程单位数量工程单位数量系统投资万元304.阻垢剂费用元/T0.062电价元/度0.55.杀菌剂费用元/T0.10膜价元/根50006.滤芯更换费用元/T0.05系统产水量T/H307.预处理费用元/T0.10系统水利用率%708.人工费用元/T0.10运行本钱核算元/T1.3259.系统维修费用元/T0.041.膜更换费用元/T0.2511.运行本钱合计元/T1.3252.能消耗用元/T0.3553.混凝剂费用元/T0.055.结论(1)在纳滤

10、农业排水回收处理系统中,适当填加阻垢剂时,并采用局部浓水反循环及掺合一局部原水,有利于进步系统水利用率,降低系统运行本钱.可成功地将系统水利用率进步到85%左右.(2)在高扬程提灌区,建立竖向排水井,不但可减少排水工程投资,又可为排水的处理利用创造根底条件.从竖井中抽出的水,浊度低,可减少膜系统的预处理工艺,从而减少排水回收处理系统的投资,降低处理水本钱.(3)?纳滤农业排水处理系统的单方水本钱为1.23元/3,这样的价格在干旱缺水地区还是有吸引力的。当种植的作物价值较高时,就具有一定的可行性.(4)纳滤技术处理农业排水并回用,在技术上是平安可靠的。随着水资源矛盾的日益突生和膜技术的不断进步以

11、及膜处理本钱的不断下降,农业排水纳滤处理本钱还会进一步的降低.随着工业的开展,水资源的污染日益严重,缺水现象会越来越严重,农业排水回收利用问题将会受到人们的关注,农业排水的处理也将会提到仪事日程。(5)对农业排水进展处理回用,不但可防止土壤盐渍化,又可使农业排水资源化。应该说,它是一种水资源再生的希望方法。从环境保护方面讲,对农业排水进展回收处理再利用具有非常重要的环境意义.(6)对农业排水的处理回用进展研究,对保护珍贵的水资源并以合理的方法进展再循环而供人们更好地使用,回起到重要的作用.参考文献1姚志春.大系统理论在水资源综合调度中的应用研究.甘肃水利水电,1990.(3):3035.2希利I,舒瓦乐.水的再净与利用.北京:中国建筑出板社,1985.3贝拉G.利普泰克.环境工程师用册(上,下册).北京:中国建筑工业出板社,1987.4高从锴.膜别离技术与水资源再利用.2022北京