膜分离与深度处理

纳滤分盐与高盐废水减量:HJ 579-2010 能给出和给不出的取值

2026年10月24日阅读 4赞 0

以 HJ 579-2010《膜分离法污水处理工程技术规范》发布稿全文为唯一技术依据,逐条拆开纳滤(NF)用于高盐废水分盐与减量时能引用到的条款:表 4 中 NF 与 RO 的截留尺度差异(这是分盐窗口的机理依据)、表 3 的进水限值、5.3 节预处理五条、6.3 节设计计算与自控监控、6.1.6 与 6.4 节的浓水处置,以及附录 C.2.1 的化学清洗判据。同时如实点明:本标准不提供纳滤对一价与二价离子的分离率指标,也不提供分盐结晶路线参数,这些必须来自水质试验与膜元件技术资料。

一、先划清这份标准的适用边界

HJ 579-2010《膜分离法污水处理工程技术规范》由原环境保护部 2010 年 10 月 12 日批准发布(环境保护部公告 2010 年第 73 号),自 2011 年 1 月 1 日起实施。第 1 章规定其适用于以微滤、超滤、纳滤及反渗透膜分离法进行污水处理及深度处理回用的工程,并明确不适用于以膜生物反应器法和荷电膜进行污水处理及回用的膜分离工程。因此,以 NF 加 RO 为核心的「分盐 + 减量」路线可以引用它,涉及 MBR 的部分不能援引。

该标准还用三个术语把膜性能衰减拆成三类(3.2 至 3.4):膜降解指膜被氧化或水解造成性能下降;膜堵塞指有机污染物、微生物及其代谢产物沉积造成性能下降;膜结垢指盐类浓度超过其溶度积在膜面上的沉淀。高盐废水里这三类往往同时发生,清洗与预处理策略必须分别对应,不能混为一谈。

二、分盐能成立的机理依据写在表 4

「分盐」之所以可行,物理化学基础是纳滤与反渗透在截留尺度上的差异。HJ 579-2010 表 4「各种膜单元功能适宜性」给出的取值为:

  • 纳滤(NF):过滤精度 0.001~0.003 μm,截留分子量 200~1 000 u,功能为去除多价离子、部分一价离子以及分子量 200~1 000 Daltons 的有机物,主要用途包括脱除井水的硬度、色度及放射性镭,部分去除溶解性盐,以及工艺物料浓缩;
  • 反渗透(RO):过滤精度 0.000 4~0.000 6 μm,功能为去除溶解性盐及分子量大于 100 Daltons 的有机物。

也就是说,NF 的截留窗口正好落在「多价离子被截留、一价离子部分透过」的区间,这正是氯化钠与硫酸钠能够被分开的窗口;RO 的任务则是把溶解性盐整体截住并浓缩。做物料衡算时把这两行抄进去,比引用任何厂商宣传材料都稳。

三、进水门槛:表 3 是硬约束

4.1.5 条规定纳滤、反渗透系统进水应符合表 3 的规定,且进水水质超过表 3 限值时须增加预处理工艺。表 3 的限值为:聚酰胺复合膜(PA)浊度 ≤1 NTU、SDI ≤5、余氯 ≤0.1 mg/L;醋酸纤维膜(CA/CTA)浊度 ≤1 NTU、SDI ≤5、余氯 ≤0.5 mg/L。

温度方面,5.1.3 条给出:当 pH 2~10 时,运行温度为 5~45 ℃;当 pH 值大于 10 时,运行温度应小于 35 ℃。高盐废水如果走碱性路线除硬,温度上限要按后者收紧。

四、预处理条款逐条对应高盐废水的风险点

5.3 节针对纳滤、反渗透系统的预处理给出五条可直接落到设计上的规定:

  1. 5.3.1 防止膜化学氧化损伤:可采用活性炭吸附或在进水中添加还原剂(如亚硫酸氢钠)去除余氯或其他氧化剂,控制余氯含量小于等于 0.1 mg/L;
  2. 5.3.2 预防铁、铝腐蚀物形成的胶体、黏泥和颗粒污堵:可采用以无烟煤和石英砂为过滤介质的双介质过滤器去除;
  3. 5.3.3 预防微生物污染:可对进水进行物理法或化学法杀菌消毒处理;
  4. 5.3.4 控制结垢:加酸可有效控制碳酸盐结垢,投加阻垢剂或强酸阳离子树脂软化可有效控制硫酸盐结垢;
  5. 5.3.5 微滤或超滤出水达到淤泥密度指数 SDI ≤3、浊度 ≤1 NTU 时,可有效预防胶体和颗粒物污染并堵塞膜组件。

5.3.4 把碳酸盐结垢和硫酸盐结垢明确分开了。高盐废水分盐项目里,浓缩段的真正上限往往是硫酸钙、硫酸锶的过饱和,软化与阻垢剂选型要围绕硫酸盐结垢来做,而不是只盯碳酸盐。

五、系统设计与计算:能直接引用的几条

  • 6.1.5 为防止预处理加酸、加氯造成管道及设备腐蚀,纳滤、反渗透系统低压侧应采用 PVC 管材及连接件,高压侧应采用不锈钢管材及连接件;
  • 6.1.7 一级多段纳滤、反渗透系统压力容器排列比宜为 2:1、3:2、4:2:1 或按比例增加;
  • 6.3.2.1 以 25 ℃ 为设计温度,温度每升或降 1 ℃,产水量相应增加或减少 2.5%;
  • 6.3.2.2 膜元件数量按设计产水量除以膜元件最大产水量再除以 0.8 计算,0.8 为设计安全系数;
  • 6.3.3.1 产水量大于等于 50 m3/h 的系统,进水干管设计流量应等于每只压力容器进水设计流量的总和;6.3.3.2 产水支管和干管的流速宜小于等于 1.0 m/s;
  • 6.3.5.1 自控系统监控项目应包括进水压力、进水电导率、产水流量、产水电导率、浓水流量、浓水压力六项;6.3.5.2 进水管应设置余氯监测器并与还原剂加药装置联动运行;6.3.5.3 高压泵进水口设低压保护开关、出水口设高压保护开关;6.3.5.4 加酸调 pH 时应设 pH 上、下限切断开关。

六、浓水这一段不能跳过

6.1.6 条规定膜分离系统浓水应处理后达标排放。6.4 节进一步给出:膜分离浓水可并入污水生化处理系统,亦可与化学清洗废水、介质过滤器和活性炭过滤器反冲洗废水一并收集处理,并推荐了「调节池—反应池—沉淀池—水解酸化池—接触氧化池」的处理流程;6.4.3 要求浓水处理排放应符合国家或地方污水排放标准。「减量」做完之后,浓水去哪必须同时给出答案,否则只是把污染换个地方集中。

七、调试与化学清洗判据

7.2.2 节的调试条款可直接写进调试大纲:冲洗压力 0.2~0.4 MPa,φ100 mm 压力容器冲洗流量 0.6~3.0 m3/h,φ200 mm 压力容器冲洗流量 2.4~12.0 m3/h;内有保护液的膜元件低压冲洗时间应不少于 30 min,干膜元件应不少于 6 h;第一次启动高压泵时升压速率应低于每秒 0.07 MPa;系统连续运行 24~48 h,记录运行参数作为系统性能基准数据。

附录 C.2.1 给出纳滤、反渗透系统应进行化学清洗的三个判据:产水量下降 10%、压力降增加 15%、透盐率增加 5%,满足其中任一条件即应清洗。

八、这份标准给不了什么

需要如实说明两点。第一,HJ 579-2010 没有给出纳滤膜对一价离子与二价离子的具体分离率指标,也没有给出分盐结晶路线的工艺参数:这些属于膜元件选型与物料衡算范畴,应按实际水质的小试或中试数据、以及膜制造商技术资料确定,不能从本标准里查表得到。第二,本标准不适用于荷电膜,若分盐方案依赖荷电纳滤膜,则超出其适用范围,需要另找依据。

作为补充,GB/T 30888-2014《纺织废水膜法处理与回用技术规范》(2014 年 9 月 30 日发布、2015 年 2 月 1 日实施,现行)是另一份覆盖微滤、超滤、纳滤及反渗透膜处理方法的现行推荐性国家标准,在膜法处理与回用的工艺选择原则上可与 HJ 579-2010 互为参照,但它同样不提供分盐分离率取值。

结论:纳滤分盐项目可以放心引用 HJ 579-2010 的进水限值、预处理、设计计算、自控与清洗判据;但分离率、结晶路线与能耗指标必须回到试验数据与膜元件技术资料,标准文本里没有替代品。

关键词:纳滤分盐高盐废水废水减量HJ 579-2010截留分子量SDI余氯浓水处置化学清洗判据

参考资料

  1. HJ 579-2010 膜分离法污水处理工程技术规范(生态环境部发布稿全文)
  2. HJ 579-2010 膜分离法污水处理工程技术规范(标准信息页)
  3. GB/T 30888-2014 纺织废水膜法处理与回用技术规范(全国标准信息公共服务平台)