污水处理中水回用工艺的分析探讨

史 蓓

（四川天华股份有限公司 四川泸州 646207）

1 中水来源

1.1 城市污水

城市污水中含有污染物质的水量，仅占污水量的0.1%，其余绝大部分是可用清水。水量大，易于收集。这类废水处理后的中水，不仅可以深度处理作为工业用水，还可以进一步处理为城市用水，再次使用于城市绿化用水、消防用水、地面冲洗水、景观用水等，甚至回收到饮用水。这在发达国家均有案例。

1.2 工业污水

1.2.1 循环水排水以及反渗透浓水

循环水排水以及反渗透浓水主要来源于工业生产多循环水系统或污水处理系统。水中有机污染物质较少，水量较大，但水硬度较高，离子含量高。

1.2.2 各类工业污水

这类污水主要来源于工业生产的清洗、置换或装置泄漏等。组分复杂，水量参差，污染物类型差异很大，处理方法工艺也是多种多样，由于其组分复杂，大多含有难处理的高分子化合物或有毒有害物质，处理难度大，工业上普遍对其分质分类处理，采用多种处理工艺进行分段处理，同时可以根据回用的用途不同，水质要求不同，选择从不同的工段处理位置处引出进行回用。

随着今后工业生产向规模化、产业化发展，对应产业园区必将大型化、规模化，其配套的污水处理必将不再是单一水源的简单处理模式，而是向着更加复杂的、同时拥有多种处理方式、多套处理工艺并行的综合性处理模式发展。由此在不同处理工艺，不同工段处理位置引出的中水中污染物组分及含量也不同，应该综合考虑污水的来源、处理工艺和设施特点，不同工段中水出水的水质分析，中水回用用途要求，匹配不同工艺的处理优势以实现处理效果最佳化。

2 中水回用处理工艺

中水回用就是将生活或工业废水经过深度技术处理，去除其中杂质、有毒、有害物质及某些重金属离子等污染物，达到或好于国家规定的杂用水标准(或相关规定)，再次应用于城市用水或企业生产。常见处理方法：物理处理法、物理化学法、生物处理法。实际生产中会根据水质水量，综合采用上述几种处理方法。我国起步较晚，进入21世纪后才逐渐开始应用于一些城市的污水处理厂，在近些年来也开始在一些工业生产企业逐渐投运。

以下列举国内常用的几类中水回用工艺分析及其处理特点。

2.1 两级过滤膜生物反应器处理工艺

图1 两级过滤膜生物反应器处理工艺图

这类处理工艺由国电环境保护研究院研发，采用一体化两级过滤水处理方式。第一级采用生化过滤工艺，利用生化处理降解中水中COD、氨氮、磷等有机污染物，同时去除水中大部分悬浮颗粒物，以提高第二级过滤的运行稳定性和可靠性；第二级采用超滤膜过滤，进一步去除水中悬浮颗粒物，截流一级生化过滤单元所透过的微生物，通过反洗系统回流至一级生化过滤单元，可以富集生化过滤单元中生长周期长的微生物，以提高生化过滤单元的处理效率。

应用实例：国电内蒙古东胜热电有限公司。主水源为地方城市污水处理厂的中水、生活、消防水以及地方自来水管网补充水，回用至锅炉补给水以及工业循环水补水。

表1 城市污水处理水质表

2.2 化学反应加超滤及多级反渗透系统处理工艺

图2 化学反应系统处理工艺图

这类处理工艺由于污水中含有较多Ca2+、Mg2+等暂时硬度，所以采用投加石灰进行硬度调节，pH控制10.2左右，搅拌澄清提高石灰与絮凝剂的利用率，经过多次反应的大颗粒污泥沉入池底排出至污泥系统处理。澄清出水进入多介质过滤，由不同粒径，不同材料的滤料依次处理，将水中细小颗粒杂质截流，使水进一步澄清和净化。过滤产水一部分可以直接送循环水系统回用，另一部分可进行深度脱盐系统处理，用于要求更加严苛的回水用户。

多介质过滤产水仍含有大量游离钙、硅，会对超滤系统和反渗透系统的膜造成不可修复的堵塞，使用树脂对其进行水质软化处理。使用一定时间后，需要对其反洗和再生。过滤后软化水进入超滤系统、二级反渗透系统进一步处理。

应用实例：唐山中润煤化工有限公司。针对其焦化部分循环水排污水、甲醇分厂循环水排污水以及热力车间产生的反渗透水使用上述工艺进行处理回用于循环水补水。

表2 循环水处理水质表

2.3 高效沉淀过滤加反渗透处理工艺

图3 高效沉淀过滤加反渗透处理工艺流程

此类处理工艺的污水中主要污染物为悬浮物、硬度及少量浮油等。在预处理单元中通过高效沉淀池去除水中大部分悬浮物，再经过V型滤池进一步去除水中有机物悬浮物，部分出水流至回用水池。另一部分进入深度处理单元进行深度处理。通过多介质滤池进一步去除水中SS，再通过反渗透膜去除可溶性无机盐，出水一部分供锅炉使用，一部分流至回用水池，在这里与预处理的水相互混合，确保回用水池的水质达到使用标准。

应用实例：沈阳某钢厂产生的生产及生活污水，全部回收处理为混合回用水以及锅炉补水使用。

表3 生产及生活污水处理水质表

2.4 超滤反渗透处理工艺

图4 超滤反渗透处理工艺流程

此类处理工艺对于污水处理系统处理后的中水进行深度处理，通过水质调节后，进一步通过石英砂过滤器进行砂滤，再经过活性炭过滤器进行碳滤，经离子塔置换水中钙镁离子，使水得到软化，该水根据需求可以作为一般回用。再通过反渗透膜系统，有效去除水中溶解盐、胶体、大部分有机物一级的小颗粒，保证出水达到软水回用要求。案例中选用美国海德能LFC3耐污染膜组件，为保护膜组件的聚酰胺膜的安全，需要在进水中投加亚硫酸氢钠还原剂以降低水中游离氯。

应用实例：常州某印染公司。根据水质不同需要，在不同处理位置采水回用。其中离子塔出水的水质，能达到印染一般生产用水要求和作为一般生活用水处理（厕所、冲洗地面等），但是盐度较大，不适合作为绿化用水。经过超滤和反渗透膜处理后的软水水质能达到印染行业用水标准。该工艺对色度、COD、硬度有较好处理效果。运行灵活，易于控制成本。

表4 经过超滤和反渗透膜处理后的处理水质表

3 结语

综上所述，针对城市污水处理后的中水，经过有效的工艺处理之后可以很好的得到净化回用，并且处理工艺相对较为简单，应用范围大，处理程度也可以多级控制。也有较多实际案例，应该具有相当大的应用空间。

针对工业生产中不同生产类型装置所产生的工业废水，在经过不同处理工艺后基本能达到国标一类排放标准，但是作为工业水回用还存在较大难度，此类预处理后产生的中水，需要根据不同类型的中水情况，有效利用目前较为先进的各类处理工艺分段处理，再次对其进一步深度处理，根据下游用户对于回用水的不同要求进行分质分流进行回用。依托于工业园区的规模化集中处理不仅能合理匹配各段处理设施的处理能力及效果，同时也节约处理费用，有效降低处理成本。

值得注意的是由于膜处理系统的优势，近年来在污水处理以及中水回用处理工艺中大量使用。膜系统的投资占总投资的比重较大，应重点监控膜系统的运行维护。不仅是运行中的维护、在线反洗、离线清洗等重要操作，需要按照操作规定严格执行，还要严格注意前系统的水质预处理，避免发丝、钙、硅等组分堵塞膜孔，也要避免氯等有害元素对膜涂层的伤害。

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