污水處理中水回用工藝的分析探討

史 蓓

（四川天華股份有限公司 四川瀘州 646207）

1 中水來源

1.1 城市污水

城市污水中含有污染物質(zhì)的水量，僅占污水量的0.1%，其余絕大部分是可用清水。水量大，易于收集。這類廢水處理后的中水，不僅可以深度處理作為工業(yè)用水，還可以進一步處理為城市用水，再次使用于城市綠化用水、消防用水、地面沖洗水、景觀用水等，甚至回收到飲用水。這在發(fā)達國家均有案例。

1.2 工業(yè)污水

1.2.1 循環(huán)水排水以及反滲透濃水

循環(huán)水排水以及反滲透濃水主要來源于工業(yè)生產(chǎn)多循環(huán)水系統(tǒng)或污水處理系統(tǒng)。水中有機污染物質(zhì)較少，水量較大，但水硬度較高，離子含量高。

1.2.2 各類工業(yè)污水

這類污水主要來源于工業(yè)生產(chǎn)的清洗、置換或裝置泄漏等。組分復(fù)雜，水量參差，污染物類型差異很大，處理方法工藝也是多種多樣，由于其組分復(fù)雜，大多含有難處理的高分子化合物或有毒有害物質(zhì)，處理難度大，工業(yè)上普遍對其分質(zhì)分類處理，采用多種處理工藝進行分段處理，同時可以根據(jù)回用的用途不同，水質(zhì)要求不同，選擇從不同的工段處理位置處引出進行回用。

隨著今后工業(yè)生產(chǎn)向規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化發(fā)展，對應(yīng)產(chǎn)業(yè)園區(qū)必將大型化、規(guī)?；?，其配套的污水處理必將不再是單一水源的簡單處理模式，而是向著更加復(fù)雜的、同時擁有多種處理方式、多套處理工藝并行的綜合性處理模式發(fā)展。由此在不同處理工藝，不同工段處理位置引出的中水中污染物組分及含量也不同，應(yīng)該綜合考慮污水的來源、處理工藝和設(shè)施特點，不同工段中水出水的水質(zhì)分析，中水回用用途要求，匹配不同工藝的處理優(yōu)勢以實現(xiàn)處理效果最佳化。

2 中水回用處理工藝

中水回用就是將生活或工業(yè)廢水經(jīng)過深度技術(shù)處理，去除其中雜質(zhì)、有毒、有害物質(zhì)及某些重金屬離子等污染物，達到或好于國家規(guī)定的雜用水標(biāo)準(zhǔn)(或相關(guān)規(guī)定)，再次應(yīng)用于城市用水或企業(yè)生產(chǎn)。常見處理方法：物理處理法、物理化學(xué)法、生物處理法。實際生產(chǎn)中會根據(jù)水質(zhì)水量，綜合采用上述幾種處理方法。我國起步較晚，進入21世紀后才逐漸開始應(yīng)用于一些城市的污水處理廠，在近些年來也開始在一些工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)逐漸投運。

以下列舉國內(nèi)常用的幾類中水回用工藝分析及其處理特點。

2.1 兩級過濾膜生物反應(yīng)器處理工藝

圖1 兩級過濾膜生物反應(yīng)器處理工藝圖

這類處理工藝由國電環(huán)境保護研究院研發(fā)，采用一體化兩級過濾水處理方式。第一級采用生化過濾工藝，利用生化處理降解中水中COD、氨氮、磷等有機污染物，同時去除水中大部分懸浮顆粒物，以提高第二級過濾的運行穩(wěn)定性和可靠性；第二級采用超濾膜過濾，進一步去除水中懸浮顆粒物，截流一級生化過濾單元所透過的微生物，通過反洗系統(tǒng)回流至一級生化過濾單元，可以富集生化過濾單元中生長周期長的微生物，以提高生化過濾單元的處理效率。

應(yīng)用實例：國電內(nèi)蒙古東勝熱電有限公司。主水源為地方城市污水處理廠的中水、生活、消防水以及地方自來水管網(wǎng)補充水，回用至鍋爐補給水以及工業(yè)循環(huán)水補水。

表1 城市污水處理水質(zhì)表

2.2 化學(xué)反應(yīng)加超濾及多級反滲透系統(tǒng)處理工藝

圖2 化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)處理工藝圖

這類處理工藝由于污水中含有較多Ca2+、Mg2+等暫時硬度，所以采用投加石灰進行硬度調(diào)節(jié)，pH控制10.2左右，攪拌澄清提高石灰與絮凝劑的利用率，經(jīng)過多次反應(yīng)的大顆粒污泥沉入池底排出至污泥系統(tǒng)處理。澄清出水進入多介質(zhì)過濾，由不同粒徑，不同材料的濾料依次處理，將水中細小顆粒雜質(zhì)截流，使水進一步澄清和凈化。過濾產(chǎn)水一部分可以直接送循環(huán)水系統(tǒng)回用，另一部分可進行深度脫鹽系統(tǒng)處理，用于要求更加嚴苛的回水用戶。

多介質(zhì)過濾產(chǎn)水仍含有大量游離鈣、硅，會對超濾系統(tǒng)和反滲透系統(tǒng)的膜造成不可修復(fù)的堵塞，使用樹脂對其進行水質(zhì)軟化處理。使用一定時間后，需要對其反洗和再生。過濾后軟化水進入超濾系統(tǒng)、二級反滲透系統(tǒng)進一步處理。

應(yīng)用實例：唐山中潤煤化工有限公司。針對其焦化部分循環(huán)水排污水、甲醇分廠循環(huán)水排污水以及熱力車間產(chǎn)生的反滲透水使用上述工藝進行處理回用于循環(huán)水補水。

表2 循環(huán)水處理水質(zhì)表

2.3 高效沉淀過濾加反滲透處理工藝

圖3 高效沉淀過濾加反滲透處理工藝流程

此類處理工藝的污水中主要污染物為懸浮物、硬度及少量浮油等。在預(yù)處理單元中通過高效沉淀池去除水中大部分懸浮物，再經(jīng)過V型濾池進一步去除水中有機物懸浮物，部分出水流至回用水池。另一部分進入深度處理單元進行深度處理。通過多介質(zhì)濾池進一步去除水中SS，再通過反滲透膜去除可溶性無機鹽，出水一部分供鍋爐使用，一部分流至回用水池，在這里與預(yù)處理的水相互混合，確保回用水池的水質(zhì)達到使用標(biāo)準(zhǔn)。

應(yīng)用實例：沈陽某鋼廠產(chǎn)生的生產(chǎn)及生活污水，全部回收處理為混合回用水以及鍋爐補水使用。

表3 生產(chǎn)及生活污水處理水質(zhì)表

2.4 超濾反滲透處理工藝

圖4 超濾反滲透處理工藝流程

此類處理工藝對于污水處理系統(tǒng)處理后的中水進行深度處理，通過水質(zhì)調(diào)節(jié)后，進一步通過石英砂過濾器進行砂濾，再經(jīng)過活性炭過濾器進行碳濾，經(jīng)離子塔置換水中鈣鎂離子，使水得到軟化，該水根據(jù)需求可以作為一般回用。再通過反滲透膜系統(tǒng)，有效去除水中溶解鹽、膠體、大部分有機物一級的小顆粒，保證出水達到軟水回用要求。案例中選用美國海德能LFC3耐污染膜組件，為保護膜組件的聚酰胺膜的安全，需要在進水中投加亞硫酸氫鈉還原劑以降低水中游離氯。

應(yīng)用實例：常州某印染公司。根據(jù)水質(zhì)不同需要，在不同處理位置采水回用。其中離子塔出水的水質(zhì)，能達到印染一般生產(chǎn)用水要求和作為一般生活用水處理（廁所、沖洗地面等），但是鹽度較大，不適合作為綠化用水。經(jīng)過超濾和反滲透膜處理后的軟水水質(zhì)能達到印染行業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)。該工藝對色度、COD、硬度有較好處理效果。運行靈活，易于控制成本。

表4 經(jīng)過超濾和反滲透膜處理后的處理水質(zhì)表

3 結(jié)語

綜上所述，針對城市污水處理后的中水，經(jīng)過有效的工藝處理之后可以很好的得到凈化回用，并且處理工藝相對較為簡單，應(yīng)用范圍大，處理程度也可以多級控制。也有較多實際案例，應(yīng)該具有相當(dāng)大的應(yīng)用空間。

針對工業(yè)生產(chǎn)中不同生產(chǎn)類型裝置所產(chǎn)生的工業(yè)廢水，在經(jīng)過不同處理工藝后基本能達到國標(biāo)一類排放標(biāo)準(zhǔn)，但是作為工業(yè)水回用還存在較大難度，此類預(yù)處理后產(chǎn)生的中水，需要根據(jù)不同類型的中水情況，有效利用目前較為先進的各類處理工藝分段處理，再次對其進一步深度處理，根據(jù)下游用戶對于回用水的不同要求進行分質(zhì)分流進行回用。依托于工業(yè)園區(qū)的規(guī)模化集中處理不僅能合理匹配各段處理設(shè)施的處理能力及效果，同時也節(jié)約處理費用，有效降低處理成本。

值得注意的是由于膜處理系統(tǒng)的優(yōu)勢，近年來在污水處理以及中水回用處理工藝中大量使用。膜系統(tǒng)的投資占總投資的比重較大，應(yīng)重點監(jiān)控膜系統(tǒng)的運行維護。不僅是運行中的維護、在線反洗、離線清洗等重要操作，需要按照操作規(guī)定嚴格執(zhí)行，還要嚴格注意前系統(tǒng)的水質(zhì)預(yù)處理，避免發(fā)絲、鈣、硅等組分堵塞膜孔，也要避免氯等有害元素對膜涂層的傷害。

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