双膜法深度处理工艺在污水处理厂回用水中的应用

钱丽

【摘 要】污水深度处理工艺处理的再生水，在一定范围内，满足了多种行业的用水要求，有效的解决了水资源的紧张问题。 总之，污水处理厂回用水处理工程，是功在当代利在千秋的绿色事业，为节约能源，建设科学环保的生态文明社会将有着深远现实意义和历史意义。

【关键词】双膜法 污水处理 回用水

水资源和水环境容量的承载能力是现代企业发展的制约因素，废水回用作为一种控制污染，提供水资源的模式成为解决国民经济发展与水资源和环境矛盾的重要途径。采用超滤（UF）+反渗透（RO）双膜法，保证了工艺系统简单，运行安全可靠；降低工程造价；系统能源消耗及药剂消耗低，减少运行成本，提高了脱盐水的回收率，减少浓盐水的排放量。

膜，通俗地讲，可以说是一种过滤物质，更确切地讲是半透膜，它是一种薄层物质。当有一定的推动力作用于膜两侧时，它能按照物质的物理化学性质使该物质分离。常见的膜分离技术有反渗透（RO）、超滤（UF）、微滤（MF）、透析（dialysis）、电渗析（EDI）以及渗透汽化（PV）、纳滤膜（NF）等，这些膜技术主要应用于废水处理、海水淡化、湿法冶金、食品保险等方面得到了广泛的应用。在膜技术中，超滤和反渗透这两种膜技术的发展最为迅速，常常作为污水的三级处理技术。因此常被大家称为“双膜系统”。双膜系统就是将超滤（UF）或微滤（MF）和反渗透（RO）结合起来的一种水处理技术。污水经过前期的除油以及预处理段，达到UF进水的要求，再经过UF处理后能达到RO进水要求。最后得到可以在利用的软化水，使污水得到再生和利用。“双膜法”污水脱盐新工艺是以新型膜材料为主体，系统集成计算机程序、自动化、在线监测仪器仪表、加工制造等最新成果的水处理新工艺。其主要特点：“双膜法”工艺在我国首次大规模应用于城市污水再生处理，技术上达到了二十世纪末国际先进水平，经济上达到了合理可接受的水平，在我国缺水城市具有广泛的推广应用前景；“双膜法”工艺生产的再生水水质优异，可满足从高端用户到低端用户的广泛用途，真正成为城市供水系统的组成部分；“双膜法”工艺严谨的过程机理和可靠的在线监测及控制可提供安全、卫生、稳定的供水保障。双膜法工艺流程：超滤原水池→超滤给水泵→自清洗过滤器→超濾→超滤产水池→反渗透给水泵→保安过滤器→高压泵→反渗透装置→反渗透产水池→脱盐水送水泵→至选矿回用水管网

双膜法污水处理的特点：

1）采用超滤（UF）+反渗透（RO）的双膜法，工艺系统简单运行安全可靠，降低工程造价；

2）系统能源消耗及药剂消耗低，减少运行成本；

3）双膜法工艺对原水水质变化的适应性较强，经超滤处理后，能达到稳定的出水水质，可大大降低反渗透膜的受污染程度。在污废水回收系统中，超滤作为反渗透的预处理比较合理；

根据运行数据说明，采用UF+RO双膜法工艺对废水回收利用是合理、经济和安全的。

水厂排放水排入原有的二次提升水池，经提升泵提升至曝气生物滤池，经曝气生物滤池预处理后废水中的大部分有机物和氨氮被微生物所降解，曝气生物滤池出水通过管道先接入生水箱，再通过生水泵输送到水处理间。再生水进入高效纤维过滤器，过滤器进出水管采用并联母管连接，运行终点由周期过滤水量控制。配备反洗水泵反洗，系统的运行与反洗均采用远程控制方式；过滤器出水进入超滤装置。

经过初步处理后的废水连续进入回用系统的混合池；然后进入沉淀池，在进入沉淀池的水泵前加入杀菌剂和混凝剂PAC、絮凝剂PAM，在沉淀池中通过加入絮凝剂，使水中胶体等颗粒物在沉淀池中沉淀；沉淀池出水进入全自动精密过滤器，进一步过滤水中的悬浮性颗粒物；之后进入活性炭过滤池，吸附水中的有机物、油、余氯，防止高余氯等氧化性物质进入膜系统，损坏膜组件；活性碳过滤池的出水进入清水池中，清水池中的水质相对较好，水中的SS和COD以及油的含量都得到了很好的控制，清水池出水设置游离氯监测装置，当余氯小于0.1mg/L时，清水池的水用水泵引入袋式过滤器，之后进入超滤系统中，当余氯大于0.1mg/L时，启动还原剂加入装置来降低水中的余氯；出水经过袋式过滤器和超滤系统处理后，水质非常好，通常SDI都在3以下，有效的保证了反渗透的进水SDI要求（反渗透进水SDI最好小于3）；超滤出水进入中间水箱，利用中间水箱的清水可自动对超滤系统进行清洗；中间水箱的清水通过高压泵后进入反渗透系统中，在进入前加入阻垢剂，来保证反渗透系统长期稳定的运行。

超滤传递机理一般认为是机械筛分原理，其中超滤膜具有选择性分离的特点。在压力作用下，料液中含有的溶剂及各种小的溶质从高压料液侧透过超滤膜到达低压侧，从而得到透过液或称超滤液，而尺寸比膜孔径大的溶质分子被膜截留成为浓缩液。溶质在被膜截留的过程中有以下几种作用方式：1.在膜面的机械截留；2.在膜表面及微孔内吸附；3.膜孔的堵塞。此工程使用的超滤膜元件为国内某公司的内压式产品材质为聚醚砜（PES），型号为UFaIA160，运行方式为错流过滤，回收率为80%，浓水的20%回流至进水端。

反渗透技术是近些年来应用非常成熟的水处理技术。其机理主要是有一个对透过的物质具有选择性的膜叫做半透膜，在半透膜的两边若放相同体积的稀溶液和浓溶液，稀溶液就会因为两边的浓度差不同而渗透到浓溶液一边，此过程称为渗透。当渗透达到平衡时，浓溶液的液面就比稀溶液液面高出一定高度，这样就形成了一个压差，称为渗透压。渗透压大小取决于溶液的性质，如种类、浓度和温度等，跟半透膜的性质无关。如果此时在浓溶液一侧施加一个比渗透压大的压力，溶剂的渗透方向就会跟原来的方向相反，即从浓溶液侧向稀溶液侧流动，此现象称为反渗透。目前，反渗透用得比较多的有3种理论：一是溶解扩散理论；二是毛细管流动、溶解理论；三是优先吸附理论。

影响双膜系统运行的因素很多，压力、水温、PH值、含盐量、回收率、等，当各项运行数据发生改变时往往难以准确判断是何种因素的变化所致，这就需要我们把运行条件统一在一个标准上进行比较，这就是标准化。在稳定回收率、产水量的情况下，真实记录系统运行参数；采用专业的标准化软件进行记录，数据标准化软件可以消除温度、进水TDS、产水量和回收率的影响，获得标准化性能参数，判断系统是否处于故障状态及是否需要化学清洗；将系统目前的标准化性能参数与运行初始的标准化数据进行对比，就可以确定系统性能的变化情况。数据标准化是判断双膜系统故障状态的基础，贵在坚持。因此在双膜运行初期应建立完善的运行记录，水质分析报表。记录双膜系统无故障情况的初始数据，为以后的稳定运行打下基础。

污水处理应考虑与污水资源化目标相结，在污水处理过程中，污水的回用可以作为城市第二水资源，回用于工业及市政清扫绿化，是解决水资源紧缺的一条有效途径，在考虑污水处理厂规划建设时，宜同步规划污水回用工程的建设。在进行污水回用工程评价时，需分对回用的污水用途做出分析，探究污水回用的可行性，并预测在污水回用过程中可能会出现的环境问题。城市污水处理过程中，污水回用的途径是多方面的，大致可分为农业用水（包括林、牧、渔业）。城市杂用水、工业用水、环境用水和补充水源水。当作为农业用水、环境用水和补充水源水时，应对可能产生的地面水、地下水、土壤及生态环境的影响作进一步的分析。

总结：双膜法工艺即“超滤（UF）+反渗透（RO）”膜组合工艺，具有分离效率高、占地面积小、环境友好以及便于与其他技术集成等优点，在海水淡化、石油化工、冶金、医药、皮革和食品生产等领域有着广泛的应用。

参考文献：

[1]张荣，张良忠，王青.反渗透膜分离技术在脱盐水系统中的应用[J].科技信息，2011，（15）：453-454

[2]周本省.工业水处理技术（第二版）.北京：化学工业出版社，2002.

[3]时钧，袁权，高从锴.膜处理手册.北京：化学工业出版社，2001.