将一级反渗透的浓水送入二级反渗透,目的是对浓缩水体进一步回收淡水,提升整套中水回用系统整体水回收率,减少浓水外排。但该工艺有适用边界,并非所有废水回用场景都可以直接采用,部分水质条件下使用会带来严重膜污染问题。
一、不适合采用该工艺的工况
1、原水硬度高且无软化预处理工况
进水钙、镁离子含量高,一级RO已经对水体完成一倍以上浓缩,浓水内硬度离子成倍升高。直接进二级反渗透,在进一步浓缩过程中极易生成碳酸钙、碳酸镁水垢。如果没有设置软化树脂或者加药软化,不建议一级浓水直接进二级RO。
2、原水硅含量超标的工况
硅离子经过一级反渗透浓缩之后,极易析出硅胶垢,硅垢一旦附着在反渗透膜表面,常规酸洗很难清洗去除,属于不可逆污染。高硅水质,不建议使用“一级浓水进二级RO”的流程。
3、进水有机物、COD含量偏高的工业废水回用工况
一级浓水中有机物被浓缩,浓度大幅上升,会加速膜的有机污染,同时助长微生物繁殖,产生生物膜。膜元件会短时间内出现通量衰减,清洗频繁。
4、原水含有钡、锶离子的水质
钡盐、锶盐溶解度极低,经过一级浓缩后极易生成硫酸盐垢,结垢之后清洗难度极大,这类水源不适合该工艺。
5、进水含油的生产废水
油脂在一级RO浓水侧不断富集,进入二级RO后吸附在膜表面,造成膜丝油污染,很难恢复性能。
二、主要运行风险
1、无机盐结垢风险
钙镁碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐在膜表面析出,堵塞反渗透流道。表现为二级RO产水量快速下降,段间压差持续升高,脱盐率逐步下滑;严重时会造成膜元件永久性损伤。即便投加阻垢剂,也存在药剂耐受上限,浓缩倍数过高依旧会结垢。
2、有机污染与生物污染风险
一级浓水把水体中的有机物、微生物全部浓缩,进入二级系统后,有机物吸附膜表面,细菌微生物大量繁殖滋生生物黏膜。压差上涨快,需要频繁化学清洗,缩短膜使用寿命。
3、不可盲目设置二级RO高回收率
二级反渗透本身不能设置高回收率,如果一味追求多产水,浓缩倍数进一步放大,各类结垢、污染风险会成倍放大。二级RO一般控制较低回收率,不可以参照一级反渗透的回收率参数。
4、阻垢剂适配风险
普通阻垢剂针对原水设计,一级浓水属于高浓缩水体,需要选用适配高盐浓水的专用阻垢剂。药剂选型错误、加药量不足直接结垢;加药过量,过量药剂自身也会形成药剂污垢污染膜元件。
三、对应的改善应对措施
1、高硬度水源前端增设软化水设备,降低进水硬度;高硅水源评估工艺,必要时放弃二级RO回收,浓水直接送入蒸发器。
2、严格限定二级反渗透运行回收率,不可追求过高产水。
3、选用适配浓缩浓水的专用阻垢剂,根据水质核算加药剂量。
4、定期监测二级RO段间压差、产水量,压差升高及时安排化学清洗。
5、有机物高的工况,强化前端预处理,降低进水COD、胶体,再考虑浓水二级回收工艺。
