探討農業排水膜法處理回用的可行性研究

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景泰川電力提灌區,位於甘肅中部景泰縣,灌區從黃河提水進行灌溉.一期灌區設計提水流量為10M3秒,設計灌溉面積為30萬畝[1].灌區上水前,地下水位都深.但上水後,由於種種原因,使地下水位迅速上升,改變瞭灌區的地下水平衡狀態,逐漸發生瞭鹽漬化,鹽漬化荒地逐年增加,影響瞭灌區效益的發揮,也影響瞭農業的發展.在一期灌區的農業耕作區建立排水系統量很有必要的,這不但防止土壤鹽漬化,而且利用規劃設計合理的排水系統起到收集農業排水的功能.對農業排水的回收處理包括技術環境方面的許多因素.廢水的最小化及排水的回收再利用可減少從黃河的提水量,還可防止因土壤鹽漬化而丟失大片的耕地面積.為瞭設計這樣一個滿足上述要求的農業排水處理工程需要對許多的設計參數進行仔細的優化計算,努力以最小的成本實現農業排水的回收再利用. 1.農業排水回收利用現狀美國從71年開始在加利福尼亞Firebaugh進行農業排水回收利用試驗研究 [2].試驗所用技術為反滲透,所用膜為手工澆鑄醋酸纖維（CA）管式膜組體.通過試驗對這種技術的可行性得到瞭證實.由於當時膜價高,及CA膜所需的高運行壓力,使系統制水成本很高,無法推廣應用.從1983至1987年,美國在加利福尼亞Los Baros又進行農業排水處理技術的第二階段試驗研究[3].這次采用技術仍為反滲透,選用瞭80年代最為先進的復合膜.這個地區農業排水中含有幾種無機有毒物質,如硒酸鹽和硼酸鹽.這個試驗系統,因為環境保護政策的需要,於1987年最終關閉瞭.雖然這套系統隻運行瞭較短的時間,但反滲透系統的總體性能還是說明瞭用膜法水處理技術進行農業排水回收利用的潛在可行性.到瞭九十年代,對農業排水回收利用問題的研究又得到瞭重視.主要是由於新一代苦咸水淡化膜的出現.這種膜稱為納濾膜(NF),操作壓相當低,約為0.5~0.7Mpa,膜通量大,相當高的脫鹽率[4].與反滲透膜相比,它具有較好的經濟性,在過去幾年中,美國在實驗室中已作瞭許多工作,首先是對納濾膜在農業排水回收利用中的性能進行評價.當農業排水的含鹽量為10000mg/l,運行壓力為1.4Mpa時,測得的納濾膜通量為18GPD,脫鹽率可達90%[4].這些數據說明,納濾的處理費用與80年代的反滲透處理費用相比明顯較低.其次,是對納濾處理農業排水時的膜結垢污染進行瞭一系列的試驗研究,並提出瞭合理的預處理措施. 截止目前的工作努力,已可指導進行符合農業排水條件的納濾處理系統的設計.通過對納濾系統的經濟評價,可以預言,納濾將是經濟有效的農業排水回收處理方法. 2.農業排水回收處理方法 2.1 反滲透技術 反滲透是一種壓力膜過程,工藝是指在濃溶液側施加一個大於滲透壓的壓力,濃溶液中的水滲透過半透膜向清水側移動,使水從濃溶液中分離出來.反滲透用於水處理能夠從水中脫除98%以上的膠體,微生物,微粒,有機物及一些溶解性鹽類 [5].反滲透的能耗與脫鹽量有關.反滲透系統的運行壓力現已降到1Mpa左右.反滲透水處理系統一般由預處理,脫鹽裝置及反處理三部分組成.納濾是一種新型的壓力驅動過程.它的分離范圍介於反滲透和超濾之間.納濾膜的發展較反滲透晚瞭近二十年,但在水處理方面已逐漸取代反滲透而成為未來發展的主流.納濾用於水處理,能夠有效地脫除有機物,細菌,病毒,硬度,降低水中含鹽量.納濾在0.5~0.7Mpa的操作壓力時,可脫除85~95%的硬度和70%以上的一價離子[4].納濾系統一般由預處理,納濾裝置及後處理三部分組成.納濾技術在飲用水凈化處理,污廢水排放處理,各種水溶液的濃縮與精濾等領域的優越性已逐漸為人們所認識,隨著膜成本的下降及工程經驗的積累,預計納濾技術在今後會有很大發展.3.工藝評價 景泰川電力提灌區蘆陽排水試驗站的水質分析資料詳見表1.根據此水質資料,模擬計算以估計農業排水回收處理系統的工藝參數,這裡選擇的處理方法為納濾技術.預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脫鹽工藝,並使部分濃水反循環利用並將部分經過預處理的原水與納濾出水進行摻合,提高系統水利用率,降低運行成本.納濾膜采用美國海德能公司生產的高性能芳香族聚酰胺納濾膜。此膜通量大,可在超低壓下操作,從而實現節能,降低投資和操作費用的目的.為瞭控制膜污染結垢,需要在納濾進水中加入阻垢劑.4.納濾處理農業排水系統評價表1表示原水水質,納濾處理後水質及農業灌溉用水水質標準.經納濾處理後的水質指標已滿足農業灌溉用水水質標準.處理後的水含鹽量為1080mg/l 4.2 工藝參數評價表3列出納濾農業排水回收處理系統的投資,運行成本等各項費用.從表中可見,系統的綜合運行成本為1.23元/M3.與高揚程提灌區的政策性單方水價0.15元/M3要高，但是幹旱缺水地區這樣的價格還是很有吸引力的。 表1 各類水質指標 項目 單位原水水質指標Ca177.8 18 K mg/l4.7mg/l838 344.30.37CO3 mg/l 0.1HCO3 mg/l142.7137 SO4129 Cl mg/l 1263431 <250 NO3 mg/l 3.0 5.2PH7.4<1000-2000表2 系統工藝參數項目 單位單位 數量30 壓力外殼 個 6% 70 NF膜個363552 運行壓力 Mp0.85 產水TDS%表3 系統投資及運行成本 項目單位 數量 項目 單位萬元 30 4.阻垢劑費用 元/T0.0620.10元/TT/H30 7.預處理費用 元/T% >70 8.人工費用0.101.325 9.系統維修費用0.041.膜更換費用11.運行成本合計 元/T 1.325 2.能耗費用元/T元/T5.結論 (1)在納濾農業排水回收處理系統中,適當填加阻垢劑時, 並采用部分濃水反循環及摻合一部分原水,有利於提高系統水利用率,降低系統運行成本.可成功地將系統水利用率提高到85%左右.(3)納濾農業排水處理系統的單方水成本為1.23元/M3,這樣的價格在幹旱缺水地區還是有吸引力的。當種植的作物價值較高時,就具有一定的可行性.(5)對農業排水進行處理回用,不但可防止土壤鹽漬化,又可使農業排水資源化。應該說,它是一種水資源再生的希望方法。從環境保護方面講,對農業排水進行回收處理再利用具有非常重要的環境意義. (6)對農業排水的處理回用進行研究,對保護寶貴的水資源並以合理的方法進行再循環而供人們更好地使用,回起到重要的作用. Tags:禮品,souvenir,贈品,文具,紀念品,環保,環保袋批發,禮品訂造,筆,餐具,帆布袋,canvas bag,獎座,毛巾,水樽,袋,recycle bag,環保袋,tote bag,shopping bag,bag,傘,gift,gifts,premium,cup,stationery,folder,pen,USB,禮品,souvenir,贈品,文具,紀念品,環保,環保袋批發,禮品訂造,筆,餐具,帆布袋,canvas bag,獎座,毛巾,水樽,,網頁設計,seo,,Web Design