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[摘 要]现代节能减排要求之下，采用化学法和膜法相结合的海反渗透技术可以有效发挥其技术优势，符合盐水处理过程中的相关要求。在实际的环保水处理工作当中，也应该遵循工艺流程采取预处理、设计和运行等各项工作，让反渗透技术的特点得到发挥，浓盐水的COD值也可以被控制在合理的范围之内，满足达标排放的要求（通常情况下排放标准为COD值<50）。
[关键词]环保税处理;反渗透;浓盐水处理
[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2021.24.071
1 反渗透技术的原理与技术应用
1.1 技术原理
渗透本身是一种非常常见的物理现象，早在18世纪就已经有了有关渗透方面的研究内容，当时的法国科学家Nollet首次发现猪的膀胱内水分可以扩散到猪膀胱之外的酒精溶液当中。这说明渗透过程需要通过半透膜以及两种不同溶液的相互作用，在不受到外界作用力的前提下让一种溶液或另一种溶剂通过选择性半透膜进入另一种溶液当中的过程。这种自然影响下的推动力本身依据的是两种溶液当中的压力差——渗透压。渗透压和施加压相同时，溶液当中的溶剂便不会发生移动，整个渗透过程也会处于一种相对平衡的状态。反之，当假压力高于自然渗透压时，渗透的方向就会出现转变，某一种溶液就会朝着另一种溶液而移动。
在现代技术的支持下，反渗透技术的原理已经被证实，用于制作反渗透膜的材料主要包括两种：一种是醋酸纤维素，或是在此基础上发展而来的三醋酸纤维素，此类材料的来源比较简单，成本较低，不过在高温、强酸强碱环境下会有水解的可能性;另一种材料则是芳香族聚酰胺，以复合形态表现，此类材料的物化特点比较稳定，对于强碱和高温的抗性良好，不过抗酸性能比较差。因此在后续的研究当中还有针对强化耐热性能或是耐酸性能开发的其他材料类型等。
1.2 技术应用
20世纪60年代后期，研究者们开始针对环保水处理或是海水淡化工作进行分析，且反渗透技术在现代社会已经成了一种经济性方法。[1]反渗透的整个过程不涉及复杂的工艺流程，操作难度比较低，且反应温度比较温和，不会发生相变情况，能耗也处于比较低的水平。因此反渗透技术的此类特点也让其应用在了后续的超纯水制备环节，并且让水质保持稳定，节约了酸碱消耗的同时对成本进行了节约。在城市废水、污水处理方面反渗透技术的优势同样比较显著。
但需要注意的是，反渗透技术考虑到渗透压和膜性能的不同影响，对于一些组成成分比较复杂的水质，在技术要求标准上比较高。例如当水中含有大量的无机盐、氧化剂等。此时为了确保整个反渗透过程可以正常进行，减少对于反渗透膜的无端损害，会对进水水质进行预处理，包括增加絮凝剂之后对于悬浮固体的过滤、使用活性炭对有机物的吸附、使用酸性物质将水中的碳酸根去除等。
2 反渗透浓盐水的处理工艺
2.1 高级氧化工艺
高级氧化工艺的特点在于可以有效处理一些难于处理的有机污染物或是高浓度、高毒性的废水，在改善水质和可生化性方面效果突出，二次污染程度较低，在近年来的水处理技术当中扮演着非常重要的角色。它使用紫外光、可见光与催化剂在水处理的环节当中产生不同类型的活性自由基，再通过自由基链反应将一些有机大分子物质分解成为小分子物质，将其逐渐氧化成为二氧化碳和水。整个反应环节当中羟基自由基的作用显著，氧化还原电位越高，说明氧化性能越为突出。
该技术方法得到广泛应用的原因在于可以产生无选择性的自由基直接或间接起到氧化功能来降低污水的COD值。另外整个反应过程非常高效，可以在短时间内就达到处理目标，氧化过程完全氧化的产物是二氧化碳和水，不会对环境产生严重影响，可以将该技术作为水深度处理技术。不同的氧化技术可以单独使用，也可以交叉使用。例如臭氧氧化法，速度快且适用范围较广，不会产生二次污染情况，整个有机物的氧化过程表现在直接氧化产生的臭氧分子反应、有机物氧化等。臭氧分子可以被作为偶极试剂并产生加成反应，整个实验过程会在酸性的环境下进行。在浓盐水处理环节，一些反应速率常数较大的有机物氧化反应会最先进行，一些反应速率常數比较低的有机物在经过臭氧氧化之后转换为小分子有机物，其水质的可生化性能得到大幅改善。但考虑到臭氧的使用成本终究比较高，在水中的溶解度并不突出，容易出现分解，如何加强此类材料的应用问题显然成了后续研究的重点。但总体来说高级氧化工艺得到了广大研究者的重视，特别是催化氧化环节使用的催化剂一直就是研究重点。相比于单调的臭氧氧化方法，臭氧催化氧化工艺对于污染物氧化效率的提升效果更佳。
而电化学氧化法在通电之后阴阳电极产生的高电位性和催化性能在电解过程中会将有机物转变成为更加利于生物降解的小分子有机物。直接电化学氧化过程也可以一些难以降解的有机物在电极表面直接产生的氧化还原反应，反应环节的电势可以将有机物在阳极进行氧化后再生成最终的产物二氧化碳和水。在浓盐水的处理过程当中电化学氧化法不需要增加额外的化学药剂，且电源电流、电压调节难度比较小，电解环节当中也不会受到大量有害物质的干扰，二次污染情况控制稳定。虽然电极在电解过程中也会面临被氧化的情况，成本与能耗可能会增加，但整体来看它作为一种高级氧化工艺，技术优势非常明显。[2]
2.2 物理与化学处理方法
物理与化学处理方法包括吸附法、沉淀法两种类型。其中吸附法的原理相对来说比较简单，是直接利用多空结构的固体吸附剂来将其中的有机物全部吸附以达到去除的作用，同时该方法可以有效将水中的溶解物质进行处理，让废水当中一些难以氧化的部分（杂环化合物）等可以去除。
相比而言，混凝沉淀法可以将胶体和较大的颗粒物去除，且反渗透浓盐水当中的物质包括生化残留微生物、溶解性一般的还原性胶体类物质或是溶解性较好的难生化降解物质。其中的不溶性物质可以直接通过混凝沉淀的方式去除，且胶体表面有电荷存在，外层被水分子包裹之后可以让胶体之间无法相互接触，在水溶液当中保持比较稳定的状态。如果在废水或是浓盐水当中加入混凝剂，那么一些细小的胶体颗粒通过相互接触的方式就可以变成一个比较大的颗粒然后沉淀，起到净化效果。常用的混凝剂类型包括无机混凝剂（硫酸铝、硫酸铁）和有机混凝剂（水溶性苯胺树脂、聚丙烯酰胺）。如果单独使用某一种混凝剂效果不明显也会采取联用方法，具体根据工作要求而决定。 2.3 生物处理工艺
生物处理工艺会利用有机物的氧化分解过程来转化为碳水化合物与蛋白质，一些小分子有机物在进入细胞内部之后可以代谢分解氧化为二氧化碳后排出。微生物的特点在于无论在有氧还是在无氧条件下都可以进行正常的生理活动，对于一些浓度较低的盐水、工业污水等可以选择好氧生物处理模式。
以生物膜方法来说，曝气生物滤池的先进性非常突出，生物反应器之内填充一定高度的载体过后，污水和氧气会从反应器的底部经过滤层，在污水与生物膜接触的焊接当中可以让有机物直接地被吸附在膜之上，并且载体滤料也能过滤一部分的有机物，使得污水得到净化。[3]总体来看，对于反渗透浓盐水的处理方案会根据不同的技术要求和有机物成分进行处理。
3 反渗透浓盐水的处理案例
3.1 实例分析
某公司反渗透技术设计的浓盐水处理装置为进水量每小时300立方米，但是在污水处理环节，实际每小时进水量只有大约250立方米，且外排浓盐水量的标准设计为每小时75立方米，实际浓盐水量只有每小时65立方米。按照动力要求以及双膜系统的排水方案，可以将装置的设计规模调整为每小时100立方米，其中操作弹性为60%～100%满足水量的变化趋势。
3.2 工艺过程
废水进入酸碱中和水罐当中进行初步中和，根据水的性质加入酸或碱让其pH值维持在7左右，以新设置的酸碱水提升泵将HDPE管送入装置区的调节罐当中。反渗透浓盐水利用系统余压让酸碱水充分调节，然后进行加热，出水直接通过自流进入澄清池当中。澄清池的作用是将浓盐水当中包含的悬浮物和其他杂质去除，并减少氧化塔中的氧化剂使用量。澄清池出水后再进入吸水井之内，经过氧化塔进水泵进入。
在催化剂的作用之下污水与臭氧接触后发生氧化反应，一些具有还原性的物质比例下降，有机物中的大分子也会被氧化为小分子以便为生化反应创造合理的条件。氧化塔出水自流后污水进入吹脱池之内，内部设置了臭氧释放器，可以在短时间内将分解后剩余的臭氧全部清理。吹脱池出水后再进入反应池之内，选择流动床生物膜工艺让填料悬浮在污水当中，发挥生物膜工艺的技术优势，起到降解功能。污泥处理段最终处理后进行监测，监测合格则外排，如COD不达标则重新回到臭氧氧化塔吸水处理。[4]
3.3 成本计算
选择相应技术进行反渗透浓盐水处理时要综合考虑有机物的去除效果，但也应分析技术在运行过程中的成本消耗情况。例如在单独的臭氧氧化单元，如果不需要调节水样pH值，则不存在酸碱溶液的消耗，因此会将研究重点放在臭氧消耗和电力消耗方面等，将其纳入成本核算当中。
4 結论
反渗透浓盐水的水质分析和处理技术研究工作至关重要，是改善污水水质提升污水可生化性、满足节能减排要求的基础性保障工作。在今后的生产实践环节，需注重浓盐水处理装置的运行稳定性，并关注外排指标和技术应用之间的联系，加大对各个技术环节的监管，改善污水的生化性能。
参考文献：
[1]陈静， 张杰， 金艳， 等. 纳滤-反渗透集成处理海水淡化浓盐水工艺研究[J].水处理技术， 2017（5）：113-118.
[2]于金旗， 王为民， 程方琳， 等. 超滤-反渗透工艺处理热法海淡浓盐水的中试研究[J].水处理技术， 2018， 44（3）：109-113.
[3]俞勇， 方建， 喻盛华. 硝化/反硝化滤池用于反渗透浓水处理的设计和调试[J].中国给水排水， 2017（18）：146-149.
[4]孙迎雪， 胡洪营， 高岳，等. 城市污水再生处理反渗透系统RO浓水处理方式分析[J].给水排水， 2014（7）：36-42.
[作者简介]伊超（1979—），男，汉族，山东肥城人，就职于国家能源集团，高级工程师，硕士，研究方向：环保工程;第二作者（通讯作者）：赵焰（1971—），女，汉族，河北丰润人，就职于北京朗新明环保科技有限公司，高级工程师，硕士，研究方向：环保工程。
[关键词]环保税处理;反渗透;浓盐水处理
[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2021.24.071
1 反渗透技术的原理与技术应用
1.1 技术原理
渗透本身是一种非常常见的物理现象，早在18世纪就已经有了有关渗透方面的研究内容，当时的法国科学家Nollet首次发现猪的膀胱内水分可以扩散到猪膀胱之外的酒精溶液当中。这说明渗透过程需要通过半透膜以及两种不同溶液的相互作用，在不受到外界作用力的前提下让一种溶液或另一种溶剂通过选择性半透膜进入另一种溶液当中的过程。这种自然影响下的推动力本身依据的是两种溶液当中的压力差——渗透压。渗透压和施加压相同时，溶液当中的溶剂便不会发生移动，整个渗透过程也会处于一种相对平衡的状态。反之，当假压力高于自然渗透压时，渗透的方向就会出现转变，某一种溶液就会朝着另一种溶液而移动。
在现代技术的支持下，反渗透技术的原理已经被证实，用于制作反渗透膜的材料主要包括两种：一种是醋酸纤维素，或是在此基础上发展而来的三醋酸纤维素，此类材料的来源比较简单，成本较低，不过在高温、强酸强碱环境下会有水解的可能性;另一种材料则是芳香族聚酰胺，以复合形态表现，此类材料的物化特点比较稳定，对于强碱和高温的抗性良好，不过抗酸性能比较差。因此在后续的研究当中还有针对强化耐热性能或是耐酸性能开发的其他材料类型等。
1.2 技术应用
20世纪60年代后期，研究者们开始针对环保水处理或是海水淡化工作进行分析，且反渗透技术在现代社会已经成了一种经济性方法。[1]反渗透的整个过程不涉及复杂的工艺流程，操作难度比较低，且反应温度比较温和，不会发生相变情况，能耗也处于比较低的水平。因此反渗透技术的此类特点也让其应用在了后续的超纯水制备环节，并且让水质保持稳定，节约了酸碱消耗的同时对成本进行了节约。在城市废水、污水处理方面反渗透技术的优势同样比较显著。
但需要注意的是，反渗透技术考虑到渗透压和膜性能的不同影响，对于一些组成成分比较复杂的水质，在技术要求标准上比较高。例如当水中含有大量的无机盐、氧化剂等。此时为了确保整个反渗透过程可以正常进行，减少对于反渗透膜的无端损害，会对进水水质进行预处理，包括增加絮凝剂之后对于悬浮固体的过滤、使用活性炭对有机物的吸附、使用酸性物质将水中的碳酸根去除等。
2 反渗透浓盐水的处理工艺
2.1 高级氧化工艺
高级氧化工艺的特点在于可以有效处理一些难于处理的有机污染物或是高浓度、高毒性的废水，在改善水质和可生化性方面效果突出，二次污染程度较低，在近年来的水处理技术当中扮演着非常重要的角色。它使用紫外光、可见光与催化剂在水处理的环节当中产生不同类型的活性自由基，再通过自由基链反应将一些有机大分子物质分解成为小分子物质，将其逐渐氧化成为二氧化碳和水。整个反应环节当中羟基自由基的作用显著，氧化还原电位越高，说明氧化性能越为突出。
该技术方法得到广泛应用的原因在于可以产生无选择性的自由基直接或间接起到氧化功能来降低污水的COD值。另外整个反应过程非常高效，可以在短时间内就达到处理目标，氧化过程完全氧化的产物是二氧化碳和水，不会对环境产生严重影响，可以将该技术作为水深度处理技术。不同的氧化技术可以单独使用，也可以交叉使用。例如臭氧氧化法，速度快且适用范围较广，不会产生二次污染情况，整个有机物的氧化过程表现在直接氧化产生的臭氧分子反应、有机物氧化等。臭氧分子可以被作为偶极试剂并产生加成反应，整个实验过程会在酸性的环境下进行。在浓盐水处理环节，一些反应速率常数较大的有机物氧化反应会最先进行，一些反应速率常數比较低的有机物在经过臭氧氧化之后转换为小分子有机物，其水质的可生化性能得到大幅改善。但考虑到臭氧的使用成本终究比较高，在水中的溶解度并不突出，容易出现分解，如何加强此类材料的应用问题显然成了后续研究的重点。但总体来说高级氧化工艺得到了广大研究者的重视，特别是催化氧化环节使用的催化剂一直就是研究重点。相比于单调的臭氧氧化方法，臭氧催化氧化工艺对于污染物氧化效率的提升效果更佳。
而电化学氧化法在通电之后阴阳电极产生的高电位性和催化性能在电解过程中会将有机物转变成为更加利于生物降解的小分子有机物。直接电化学氧化过程也可以一些难以降解的有机物在电极表面直接产生的氧化还原反应，反应环节的电势可以将有机物在阳极进行氧化后再生成最终的产物二氧化碳和水。在浓盐水的处理过程当中电化学氧化法不需要增加额外的化学药剂，且电源电流、电压调节难度比较小，电解环节当中也不会受到大量有害物质的干扰，二次污染情况控制稳定。虽然电极在电解过程中也会面临被氧化的情况，成本与能耗可能会增加，但整体来看它作为一种高级氧化工艺，技术优势非常明显。[2]
2.2 物理与化学处理方法
物理与化学处理方法包括吸附法、沉淀法两种类型。其中吸附法的原理相对来说比较简单，是直接利用多空结构的固体吸附剂来将其中的有机物全部吸附以达到去除的作用，同时该方法可以有效将水中的溶解物质进行处理，让废水当中一些难以氧化的部分（杂环化合物）等可以去除。
相比而言，混凝沉淀法可以将胶体和较大的颗粒物去除，且反渗透浓盐水当中的物质包括生化残留微生物、溶解性一般的还原性胶体类物质或是溶解性较好的难生化降解物质。其中的不溶性物质可以直接通过混凝沉淀的方式去除，且胶体表面有电荷存在，外层被水分子包裹之后可以让胶体之间无法相互接触，在水溶液当中保持比较稳定的状态。如果在废水或是浓盐水当中加入混凝剂，那么一些细小的胶体颗粒通过相互接触的方式就可以变成一个比较大的颗粒然后沉淀，起到净化效果。常用的混凝剂类型包括无机混凝剂（硫酸铝、硫酸铁）和有机混凝剂（水溶性苯胺树脂、聚丙烯酰胺）。如果单独使用某一种混凝剂效果不明显也会采取联用方法，具体根据工作要求而决定。 2.3 生物处理工艺
生物处理工艺会利用有机物的氧化分解过程来转化为碳水化合物与蛋白质，一些小分子有机物在进入细胞内部之后可以代谢分解氧化为二氧化碳后排出。微生物的特点在于无论在有氧还是在无氧条件下都可以进行正常的生理活动，对于一些浓度较低的盐水、工业污水等可以选择好氧生物处理模式。
以生物膜方法来说，曝气生物滤池的先进性非常突出，生物反应器之内填充一定高度的载体过后，污水和氧气会从反应器的底部经过滤层，在污水与生物膜接触的焊接当中可以让有机物直接地被吸附在膜之上，并且载体滤料也能过滤一部分的有机物，使得污水得到净化。[3]总体来看，对于反渗透浓盐水的处理方案会根据不同的技术要求和有机物成分进行处理。
3 反渗透浓盐水的处理案例
3.1 实例分析
某公司反渗透技术设计的浓盐水处理装置为进水量每小时300立方米，但是在污水处理环节，实际每小时进水量只有大约250立方米，且外排浓盐水量的标准设计为每小时75立方米，实际浓盐水量只有每小时65立方米。按照动力要求以及双膜系统的排水方案，可以将装置的设计规模调整为每小时100立方米，其中操作弹性为60%～100%满足水量的变化趋势。
3.2 工艺过程
废水进入酸碱中和水罐当中进行初步中和，根据水的性质加入酸或碱让其pH值维持在7左右，以新设置的酸碱水提升泵将HDPE管送入装置区的调节罐当中。反渗透浓盐水利用系统余压让酸碱水充分调节，然后进行加热，出水直接通过自流进入澄清池当中。澄清池的作用是将浓盐水当中包含的悬浮物和其他杂质去除，并减少氧化塔中的氧化剂使用量。澄清池出水后再进入吸水井之内，经过氧化塔进水泵进入。
在催化剂的作用之下污水与臭氧接触后发生氧化反应，一些具有还原性的物质比例下降，有机物中的大分子也会被氧化为小分子以便为生化反应创造合理的条件。氧化塔出水自流后污水进入吹脱池之内，内部设置了臭氧释放器，可以在短时间内将分解后剩余的臭氧全部清理。吹脱池出水后再进入反应池之内，选择流动床生物膜工艺让填料悬浮在污水当中，发挥生物膜工艺的技术优势，起到降解功能。污泥处理段最终处理后进行监测，监测合格则外排，如COD不达标则重新回到臭氧氧化塔吸水处理。[4]
3.3 成本计算
选择相应技术进行反渗透浓盐水处理时要综合考虑有机物的去除效果，但也应分析技术在运行过程中的成本消耗情况。例如在单独的臭氧氧化单元，如果不需要调节水样pH值，则不存在酸碱溶液的消耗，因此会将研究重点放在臭氧消耗和电力消耗方面等，将其纳入成本核算当中。
4 結论
反渗透浓盐水的水质分析和处理技术研究工作至关重要，是改善污水水质提升污水可生化性、满足节能减排要求的基础性保障工作。在今后的生产实践环节，需注重浓盐水处理装置的运行稳定性，并关注外排指标和技术应用之间的联系，加大对各个技术环节的监管，改善污水的生化性能。
参考文献：
[1]陈静， 张杰， 金艳， 等. 纳滤-反渗透集成处理海水淡化浓盐水工艺研究[J].水处理技术， 2017（5）：113-118.
[2]于金旗， 王为民， 程方琳， 等. 超滤-反渗透工艺处理热法海淡浓盐水的中试研究[J].水处理技术， 2018， 44（3）：109-113.
[3]俞勇， 方建， 喻盛华. 硝化/反硝化滤池用于反渗透浓水处理的设计和调试[J].中国给水排水， 2017（18）：146-149.
[4]孙迎雪， 胡洪营， 高岳，等. 城市污水再生处理反渗透系统RO浓水处理方式分析[J].给水排水， 2014（7）：36-42.
[作者简介]伊超（1979—），男，汉族，山东肥城人，就职于国家能源集团，高级工程师，硕士，研究方向：环保工程;第二作者（通讯作者）：赵焰（1971—），女，汉族，河北丰润人，就职于北京朗新明环保科技有限公司，高级工程师，硕士，研究方向：环保工程。