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(jìn)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(dá)國(guó)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(jī)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(duì)其分質(zhì)分類處理，采用多種處理工藝進(jìn)行分段處理，同時(shí)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(jìn)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(duì)應(yīng)產(chǎn)業(yè)園區(qū)必將大型化、規(guī)模化，其配套的污水處理必將不再是單一水源的簡(jiǎn)單處理模式，而是向著更加復(fù)雜的、同時(shí)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(diǎn)，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(shì)以實(shí)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(dá)到或好于國(guó)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(shí)際生產(chǎn)中會(huì)根據(jù)水質(zhì)水量，綜合采用上述幾種處理方法。我國(guó)起步較晚，進(jìn)入21世紀(jì)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(yùn)。

以下列舉國(guó)內(nèi)常用的幾類中水回用工藝分析及其處理特點(diǎn)。

2.1 兩級(jí)過濾膜生物反應(yīng)器處理工藝

圖1 兩級(jí)過濾膜生物反應(yīng)器處理工藝圖

這類處理工藝由國(guó)電環(huán)境保護(hù)研究院研發(fā)，采用一體化兩級(jí)過濾水處理方式。第一級(jí)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(jī)污染物，同時(shí)去除水中大部分懸浮顆粒物，以提高第二級(jí)過濾的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性；第二級(jí)采用超濾膜過濾，進(jìn)一步去除水中懸浮顆粒物，截流一級(jí)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(jí)生化過濾單元，可以富集生化過濾單元中生長(zhǎng)周期長(zhǎng)的微生物，以提高生化過濾單元的處理效率。

應(yīng)用實(shí)例：國(guó)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(bǔ)充水，回用至鍋爐補(bǔ)給水以及工業(yè)循環(huán)水補(bǔ)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(jí)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(shí)硬度，所以采用投加石灰進(jìn)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(jìn)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(xì)小顆粒雜質(zhì)截流，使水進(jìn)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(jìn)行深度脫鹽系統(tǒng)處理，用于要求更加嚴(yán)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(huì)對(duì)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(duì)其進(jìn)行水質(zhì)軟化處理。使用一定時(shí)間后，需要對(duì)其反洗和再生。過濾后軟化水進(jìn)入超濾系統(tǒng)、二級(jí)反滲透系統(tǒng)進(jìn)一步處理。

應(yīng)用實(shí)例：唐山中潤(rùn)煤化工有限公司。針對(duì)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(jìn)行處理回用于循環(huán)水補(bǔ)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(jìn)一步去除水中有機(jī)物懸浮物，部分出水流至回用水池。另一部分進(jìn)入深度處理單元進(jìn)行深度處理。通過多介質(zhì)濾池進(jìn)一步去除水中SS，再通過反滲透膜去除可溶性無機(jī)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?；赜盟氐乃|(zhì)達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。

應(yīng)用實(shí)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(bǔ)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(duì)于污水處理系統(tǒng)處理后的中水進(jìn)行深度處理，通過水質(zhì)調(diào)節(jié)后，進(jìn)一步通過石英砂過濾器進(jìn)行砂濾，再經(jīng)過活性炭過濾器進(jìn)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(jī)物一級(jí)的小顆粒，保證出水達(dá)到軟水回用要求。案例中選用美國(guó)海德能LFC3耐污染膜組件，為保護(hù)膜組件的聚酰胺膜的安全，需要在進(jìn)水中投加亞硫酸氫鈉還原劑以降低水中游離氯。

應(yīng)用實(shí)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(dá)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(dá)到印染行業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)。該工藝對(duì)色度、COD、硬度有較好處理效果。運(yùn)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(duì)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(duì)較為簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍大，處理程度也可以多級(jí)控制。也有較多實(shí)際案例，應(yīng)該具有相當(dāng)大的應(yīng)用空間。

針對(duì)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(dá)到國(guó)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(jìn)的各類處理工藝分段處理，再次對(duì)其進(jìn)一步深度處理，根據(jù)下游用戶對(duì)于回用水的不同要求進(jìn)行分質(zhì)分流進(jìn)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(shí)也節(jié)約處理費(fèi)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(shì)，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(diǎn)監(jiān)控膜系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)。不僅是運(yùn)行中的維護(hù)、在線反洗、離線清洗等重要操作，需要按照操作規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行，還要嚴(yán)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(duì)膜涂層的傷害。

[1]王君.超濾作為納濾預(yù)處理用于印染廢水回用效能研究[J].水處理技術(shù)，2011,3（3）：76-78.

[2]鄭欽煒.印染廢水回用工藝的研究[J].水處理技術(shù),2011,1（1）：95-98.

[3]李亞峰.鋼廠廢水回用處理工程實(shí)例[J].水處理技術(shù)，2013,9（9）：129-131.

[4]孫愛華.超濾-反滲透膜技術(shù)在印染廢水回用中的工藝改造及運(yùn)行效果[J].水處理技術(shù)，2013,11（11）：129-131.

[5]楊春.工業(yè)中水回用的工程應(yīng)用及分析[J].工業(yè)水處理,2013,10（10）：86-88.

[6]倪明.兩級(jí)過濾膜生物反應(yīng)器在中水回用火電廠的工程應(yīng)用[J].水處理技術(shù),2009,8（8）：112-113.

[7]趙慶祥.環(huán)境科學(xué)與工程[M].北京:科學(xué)出版社,2007.