水处理中“相互矛盾”的技术

问题一、纳滤膜可以去除钙镁硬度，但是钙镁离子却容易堵塞膜孔

纳滤膜（Nanofiltration, NF）是一种压力驱动的膜分离技术，它可以有效去除水中的硬度成分，如钙（Ca²⁺）和镁（Mg²⁺）离子，这是因为纳滤膜对二价及多价离子具有较高的截留率。然而，纳滤膜在处理高硬度水时可能会面临堵塞问题，这主要是因为膜孔径较小，容易受到悬浮物、胶体和微生物等污染物的堵塞，尤其是当进水水质复杂或预处理不充分时。

纳滤膜的堵塞问题可以通过优化预处理步骤来减轻，例如通过絮凝、沉淀、过滤等方法去除水中的悬浮物和胶体，以及通过调节pH值或使用阻垢剂来防止无机盐的沉积。此外，定期的化学清洗和优化的操作条件也有助于维持膜的性能和延长膜的使用寿命。

需要注意的是，纳滤膜对硬度的去除效果与其操作条件、膜材料和膜孔径等因素密切相关。在某些情况下，纳滤膜可能无法完全去除所有的硬度成分，特别是当硬度成分浓度较高或进水水质较差时。因此，在设计纳滤系统时，需要综合考虑进水水质、预期的处理效果和系统的经济性。

【误区】认为纳滤可以去除钙镁，就用它直接去除硬度达到上万浓度的硬度离子水，这样的结果是，膜直接瘫痪。

补充堵塞膜系统的垢不仅仅是“钙镁”，油气田废水中的重要的垢还有“硅”。

为了应对水污染造成的淡水资源短缺问题，海水（也包括苦咸水）脱盐已经在世界范围内成为一种提供淡水资源的重要途径。在诸多的淡化技术中，反渗透膜（RO）技术和纳米过滤（NF）技术由于其应用的成熟度、去除效率高以及相对合理的费用，从而在脱盐市场上占有不可代替的位置。然而，正如其他膜系统一样，RO与NF系统易在膜表面形成污垢，其中最难去除的一种污垢即为硅垢。硅沉淀不仅发生在源水硅浓度比较高的第一级膜表面，而且发生在低硅浓度的多级膜表面。这不仅是单体硅在膜表面聚合而成，也是由于SiO₂胶体在膜表面累积而成。另有资料显示，硅垢不仅会堵塞过滤膜而且还会堵塞蒸发器。因此，硅垢的形成不仅会降低膜的性能，而且一旦形成很难清除，在清理的过程中容易损坏膜组件

    油田系统。油田采出系统出水中的硅主要以溶解和胶体硅的形态存在，其形成主要是由于与地层土壤和岩石接触所致。在三元复合驱中，由于碱的引入导致采出系统结垢严重，硅垢成分中50%（质量分数）的含量为硅铝酸盐，此种水垢无比坚硬，极难处理，因此，这种结垢常常使得集输系统管线损坏甚至报废。若将含硅的采出水用于发生蒸汽，就会在热采锅炉或注汽管线内形成硅垢，其危害远远高于其他垢类，最终将导致炉管和注汽管线穿孔，甚至报废，给油田的生产带来困难。采出水进行除硅（硬度）处理是很有必要的。

问题二：叠螺脱水机对于高浓度的污泥，需要加水在脱水

在水处理工程生产中，会有很多看似“自相矛盾”的现象。例如，叠螺机脱水，是要把水脱出来变得更加干燥；但是，当污泥经过浓缩、长时间发酵之后，直接进入叠螺机进行脱水时，发现无论如何进行“药剂调理”，也无法达到脱水的目的，这时候，我们需要将“浓缩的高浓度污泥”先加入水，然后再进行“叠螺机脱水”，可以装袋的干泥。

【补充】叠螺机可以处理不同浓度的污泥，具体范围可以根据污泥的性质和脱水机的型号进行选择。根据搜索结果：叠螺机适用于高、低浓度污泥的脱水，特别指出在进行低浓度（2000mg/L~）污泥脱水时，无需建设浓缩池、贮存池，可以降低建设成本。此外，提到叠螺机的适用范围包括2000mg/L至50000mg/L的污泥浓度范围。因此，叠螺机的进水污泥浓度范围大致在2000mg/L至50000mg/L之间，因此它是有局限性的。

问题三：水处理为了集中解决一个问题，却引发了另一个问题

如物理法、化学法和生物法，这些方法在处理效率、成本和对环境的影响方面可能存在矛盾，例如化学法处理水，增加了水中的盐分，后续又要进行脱盐（增加了能耗和成本）；化学混凝法加入了混凝剂，水变清澈了，但是“污泥量”却增加了，“污水处理的最后一公里”，就是说的污泥，加入的水处理药剂越多,泥量越大（物质守恒定律），成份越复杂。

曾经有人说：环保水处理，本质像是“把污染物采用化学、物理手段进行集中、转移、隔离堆放”；听起来似乎有一定道理，把水中的污染物提取出来（更换成无害化的物理形态和化学形态），集中放在“垃圾填埋场”，物质的总量不变，只是换了个形式存放，存放不当，对于未来的子孙后代，也是一个安全隐患。

工业水处理，在追求节能降耗和提高水资源循环利用率的同时，可能需要在设备选型、工艺流程等方面进行权衡，以避免资源浪费和设备利用率低的问题。比如，工业水处理在采用MVC、MVR等蒸发设备的时候，需要巨大的能耗，产生的1吨合格天然淡水，需要的代价远远高出“采购1吨天然水”的价格，那么你消耗的那么多蒸汽能源、那么多费用，值得吗？

所以，笔者认为“资源化再利用、循环再利用”才是最终的出路，主打还是提倡“低能耗”“低成本”“资源化”才是最终的出路。否则，环保水处理“自相矛盾”“按下葫芦浮起瓢”的冲突会持续存在。