戴虹

(浙江西子聯(lián)合工程有限公司，浙江 杭州 310019）

1 中水回用的概念

中水，即為再生水，一般指污水經(jīng)過一級(jí)處理，二級(jí)處理后供作回用的水。當(dāng)中水經(jīng)過深度處理，水質(zhì)滿足再生水水質(zhì)指標(biāo)時(shí)，可回用于補(bǔ)充地面水源、農(nóng)田灌溉、消防用水、甚至可作為工藝水、冷卻水補(bǔ)充水回用于工業(yè)企業(yè)。

中水回用，可以很好的節(jié)約用水，增加經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益，達(dá)到了可持續(xù)發(fā)展的要求。城市里的污水量是源源不斷的，水量比較穩(wěn)定，但由于來(lái)源多種多樣，水質(zhì)也呈復(fù)雜多樣化。一般情況下，城市污水經(jīng)二級(jí)處理后還含有相當(dāng)數(shù)量的污染物，如BOD5：30～60mg/L，CODcr:60～120mg/L，SS：20～30mg/L，氨氮：15～250mg/L，甚至還有很多致病細(xì)菌、病毒和重金屬等有害物質(zhì)。如果將中水用作電廠循環(huán)冷卻用水補(bǔ)充水，必須經(jīng)過步驟復(fù)雜的深度處理。

2 中水回用深度處理

2.1 深度處理的目的

深度處理也叫三級(jí)處理，是將二級(jí)處理后的水再用物理化學(xué)方法等去除可溶性無(wú)機(jī)物、不能分解的有機(jī)物、病毒、病菌、磷、氮及其他雜質(zhì)，以達(dá)到用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50050）的要求，深度處理系統(tǒng)的中水進(jìn)水水質(zhì)應(yīng)達(dá)到現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，由此，根據(jù)中水水質(zhì)的特點(diǎn)以及電廠循環(huán)冷卻水水質(zhì)的要求，對(duì)中水深度處理，需要做到以下要求：

1）進(jìn)一步除殘留的懸浮物以及膠體成分。

2） 進(jìn)一步降低 BOD5、CODcr、TOC 等水質(zhì)指標(biāo)，使 BOD5≤5mg/L、CODcr≤30mg/L，使水進(jìn)一步穩(wěn)定。

3）脫氮、除磷，消除能導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的因素，使得氨氮的含量≤5mg/L，磷的總量在1mg/L。

4）脫色、除臭，使水得到進(jìn)一步澄清。

5）滅菌殺毒，使細(xì)菌總數(shù)＜1000個(gè)/mL。

6）降低水質(zhì)的堿度和暫時(shí)硬度，使鈣硬度（以CaCO3計(jì)）≤250mg/L，甲基橙堿度（以CaCO3計(jì)）≤200mg/L；

2.2 深度處理的方法

目前，我國(guó)在中水的深度處理問題中主要有過濾消毒、石灰處理、膜分離技術(shù)等，具體工藝處理方案需要根據(jù)不同的水質(zhì)采用不同的方法。

2.2.1 過濾消毒

過濾消毒，一般指經(jīng)過過濾器、加藥處理等方法，對(duì)中水進(jìn)行機(jī)械的過濾消毒，通常能將懸浮物降低至10mg/L以內(nèi)。這種方法比較簡(jiǎn)單，但僅能降低水中懸浮物含量，無(wú)法去除其他物質(zhì)。對(duì)此，這種方法僅適用于處理進(jìn)水水質(zhì)較好，用水水質(zhì)要求標(biāo)準(zhǔn)較低的情況。

2.2.2 石灰處理

石灰處理技術(shù)是在中水中加入適量的石灰乳增加污水的堿性，使出水PH達(dá)到10.3～10.5，通過幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生形態(tài)不同的碳酸鈣結(jié)晶，軟化水質(zhì)，而且產(chǎn)生的結(jié)晶還可以凝聚、吸附其他的雜質(zhì)，但傳統(tǒng)的石灰處理工藝過程繁瑣，操作復(fù)雜，同時(shí)產(chǎn)生的污泥較多。

2.2.3 膜分離技術(shù)

2012年倫敦奧運(yùn)會(huì)，我國(guó)在花樣游泳集體項(xiàng)目決賽中，隊(duì)員們以194.01分的成績(jī)獲得了該項(xiàng)目的銀牌，相比于北京奧運(yùn)會(huì)的銅牌成績(jī)，更進(jìn)了一步。

在水處理領(lǐng)域，膜分離技術(shù)主要包括微濾、超濾和反滲透等。

微濾（MF）可除去大小約0.1～1μm的顆粒雜質(zhì)。主要用于去除細(xì)菌、懸浮固體、膠體物質(zhì)等。但對(duì)大分子有機(jī)物的去除能力低，如果原水中大分子有機(jī)物含量有波動(dòng)，則微濾系統(tǒng)出水水質(zhì)會(huì)隨之波動(dòng)。

超濾（UF）可去除約大于0.002～0.1μm的顆粒雜質(zhì)，可除去分子量大于300～300000的物質(zhì)。超濾較微濾比，其出水穩(wěn)定，幾乎可以去除所有的顆粒、懸浮物、細(xì)菌、病毒、表面活性劑、膠體物質(zhì)和高分子有機(jī)物，適用于中水進(jìn)水水質(zhì)易波動(dòng)、不穩(wěn)定的特點(diǎn)。

反滲透技術(shù)（RO）是當(dāng)今最先進(jìn)和最節(jié)能有效的膜分離技術(shù)，。其原理是在高于溶液滲透壓的作用下，依據(jù)其他物質(zhì)不能透過半透膜而將這些物質(zhì)和水分離開來(lái)，能去除水中的細(xì)菌、病毒、大部分有機(jī)污染物、膠體、微生物，溶解鹽類等，去除率高達(dá)97%～98%。

針對(duì)中水回用循環(huán)水補(bǔ)給水深度處理而言，目前，很多工業(yè)企業(yè)都進(jìn)行了回用工作，大部分是采用傳統(tǒng)的處理技術(shù)，如混凝沉淀、過濾消毒等。隨著水源循環(huán)再利用率的提高，水中的溶解性總固體和各種難溶鹽濃度成倍增加，設(shè)備的腐蝕和結(jié)垢也日趨加劇，同時(shí)，傳統(tǒng)的處理技術(shù)無(wú)法應(yīng)對(duì)中水回收水質(zhì)復(fù)雜的特點(diǎn)，往往設(shè)備出水也無(wú)法滿足用水的要求，限制了中水回用的范圍。因此，采用有效的深度回用工藝，才能更好地實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。

膜處理技術(shù)與傳統(tǒng)水處理工藝相比具有諸多優(yōu)勢(shì)，但成本也較傳統(tǒng)工藝高出許多，采用全膜法水處理工藝，不僅設(shè)備成本昂貴，也會(huì)消耗大量的藥劑，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)該中是很難實(shí)現(xiàn)的。所以，將膜處理技術(shù)與傳統(tǒng)處理工藝相結(jié)合，才能使深度處理工藝完善功能，更具經(jīng)濟(jì)性。

3 傳統(tǒng)預(yù)處理+反滲透深度處理工藝

3.1 預(yù)處理系統(tǒng)

預(yù)處理系統(tǒng)的主要目的是清除影響反滲透膜的污染源，主要污染源包括懸浮物、有機(jī)物、微生物與難溶鹽。懸浮物的去除可采用多介質(zhì)過濾器過濾去除；有機(jī)物的去除可采用活性炭過濾器吸附去除；解決難溶鹽問題可以采用添加阻垢劑方式；為了防止反滲透系統(tǒng)和預(yù)處理系統(tǒng)的微生物污染，可在系統(tǒng)的首末端添加氧化劑和還原劑；對(duì)于反滲透出力影響較大的溫度因素，可采用溫度調(diào)至工藝解決。

3.2 反滲透處理工藝

3.2.1 保安過濾器

保安過濾器，亦稱精密過濾器，用來(lái)濾除經(jīng)多介質(zhì)過濾后的細(xì)小物質(zhì)，以確保水質(zhì)過濾精度及保護(hù)膜元件不受大顆粒物質(zhì)的損壞，同時(shí)也去除水中微量的懸浮雜質(zhì)達(dá)到反滲透進(jìn)水對(duì)懸浮物含量的要求。

3.2.2 反滲透裝置

反滲透是利用反滲透膜的選擇性，以膜兩側(cè)靜壓差為推動(dòng)力，克服滲透壓，實(shí)現(xiàn)液體混合物分離的膜過程，其操作壓差一般為1.5～10.5MPa，截留組分為（1～10）×10-10m 小分子溶質(zhì)，同時(shí)還可以從液態(tài)混合物種去除全部懸浮物、溶解質(zhì)和膠體。由此可見，反滲透工藝能去除影響循環(huán)水補(bǔ)給水指標(biāo)的所有物質(zhì)，根據(jù)水質(zhì)情況對(duì)反滲透做合理的排列和選型，反滲透出水水質(zhì)能滿足循環(huán)水補(bǔ)給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 工藝流程

過濾+活性炭吸附+反滲透系統(tǒng)深度處理工藝流程圖

總結(jié)

由于膜技術(shù)出水穩(wěn)定，能應(yīng)對(duì)中水復(fù)雜多變的水質(zhì)特點(diǎn)，對(duì)中水采用傳統(tǒng)工藝和膜技術(shù)工藝，配合氧化劑、還原劑、阻垢劑的方法，作為中水回用于循環(huán)水補(bǔ)給水深度處理，在技術(shù)上是十分可行的。同時(shí)，膜技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)預(yù)處理工藝，能解決膜技術(shù)成本高、對(duì)水源要求高的問題，能更好的解決中水深處理問題，實(shí)現(xiàn)水源的循環(huán)利用。

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[3]王湛.膜分離技術(shù)基礎(chǔ)[M].化學(xué)工業(yè)出版社.2000.

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