遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司 遼寧阜新 123000

摘要：化工企業(yè)中，對(duì)污水進(jìn)行處理是重要的工序，處理后污水一般直接排放。為了節(jié)約企業(yè)用水成本，減少排污成本，考慮將此廢水的回用處理。由于有機(jī)污水處理產(chǎn)水含有一定量微生物，膠體及一定COD，采用浸沒式超濾+反滲透處理工藝，取得了較好成果。

關(guān)鍵詞：有機(jī)污水處理產(chǎn)水；浸沒式超濾；反滲透

某公司生產(chǎn)廢水含有大量酚、氨等污染物，CODCr在3500mg/L左右。生產(chǎn)廢水經(jīng)均量均質(zhì)調(diào)節(jié)后，依靠混凝和剩余污泥生物吸附作用去除油份。除油后廢水進(jìn)行厭氧生物處理、好氧生物處理、深度處理后送至回用水站進(jìn)行除鹽回用處理。

1.裝置基本流程

結(jié)合有機(jī)污水產(chǎn)水的水質(zhì)特點(diǎn)及其含有一定量微生物、膠體等微生物的特點(diǎn)，采用浸沒式超濾+反滲透的回用工藝。

1）預(yù)處理：由于裝置處理生物處理的產(chǎn)水，水中不可避免帶有大量微生物。為了避免微生物對(duì)膜系統(tǒng)造成污染，首先要進(jìn)行殺菌處理。采用次氯酸鈉進(jìn)行殺菌處理，可以有效減少外加離子的引入，降低后續(xù)膜系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。

溫度是一個(gè)十分關(guān)鍵的設(shè)計(jì)參數(shù)。給水泵壓力、各段產(chǎn)水量平衡、淡水水質(zhì)及難溶鹽的溶解度等各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)均與溫度密切相關(guān)。作為一種粗略算法：給水溫度每降低10℃，給水泵壓力則需增加15%。各段產(chǎn)水量也受到溫度的影響。水溫增加時(shí)，位于RO系統(tǒng)前端的膜元件產(chǎn)水量增加，而后端的膜元件產(chǎn)水量下降。而水溫較低時(shí)，各段產(chǎn)水量較為均衡。水溫較高時(shí)，離子透過膜體的動(dòng)能增加，因而系統(tǒng)透鹽率增加。水溫增高時(shí)，碳酸鈣的溶解度下降。水溫降低時(shí)，硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶及二氧化硅的溶解度下降。為了保證冬季運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)溫度，殺菌后入水經(jīng)換熱進(jìn)入超濾系統(tǒng)。

2）超濾系統(tǒng)：超濾（簡(jiǎn)稱UF）系統(tǒng)作為反滲透的前處理，系統(tǒng)一般由粗過濾器、超濾膜系統(tǒng)、反洗水泵、化學(xué)清洗裝置（與反滲透系統(tǒng)共用）、閥門、管道、所需的檢測(cè)控制儀表、信號(hào)變送器和就地控制盤柜以及必要的附件組成。經(jīng)過超濾處理后的水質(zhì)SDI≤3，能夠滿足反滲透的進(jìn)水指標(biāo)。由于裝置處理來水為深度處理出水，含有一定量微生物、膠體等污染物。為了提高超濾裝置的抗污堵性能，選用浸沒式超濾。

浸沒式超濾系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下：

①膜材料化學(xué)性能和膜的機(jī)械性能

聚偏氟乙烯膜材料在恒溫、恒濕、高潔凈度的環(huán)境下生產(chǎn)制造，機(jī)械強(qiáng)度高，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐pH及余氯范圍廣，具有更強(qiáng)的抗污染性能和清洗易恢復(fù)性。

②對(duì)進(jìn)水的要求和適應(yīng)范圍

當(dāng)原水懸浮物含量或有機(jī)污染物含量高時(shí)，浸沒式不會(huì)像壓力式膜組件那樣容易造成污染物濃縮并堵死在壓力容器中及膜絲之間，因此浸沒式對(duì)懸浮物和有機(jī)污染物含量高或者波動(dòng)大的系統(tǒng)更合適。

③膜清洗和化學(xué)品耐受性

浸沒式超濾由于在較低的壓力和較低的產(chǎn)水通量下運(yùn)行，大大延緩了污染速度，并且污染物對(duì)膜的污染強(qiáng)度比壓力式超/微濾膜低得多，結(jié)合空氣擦洗和水反洗，更容易恢復(fù)膜的通量；當(dāng)膜被污染必需進(jìn)行化學(xué)清洗時(shí)，浸沒式超濾膜具有更強(qiáng)的化學(xué)耐受性（PH、氧化劑等），使清洗更為容易和徹底，膜壽命更長(zhǎng)。

④出水水質(zhì)

膜的有效孔徑為0.04μm，孔徑分布均勻，出水SDI< 3，濁度0.1NTU，對(duì)細(xì)菌病毒的去除率99.99%。

本裝置首先對(duì)來水進(jìn)行消毒處理。消毒后來水經(jīng)過配水渠進(jìn)入膜池底部，通過過濾纖維膜進(jìn)行過濾后干凈水由負(fù)壓驅(qū)動(dòng)穿過膜壁進(jìn)入膜纖維腔中。膜組件（膜柱）先與集水端管連接形成四個(gè)一組，集水端管再與不銹鋼集水橫管連接形成一排膜組件掛架。過濾出水通過每個(gè)集水橫管匯集由濾液泵送出匯合流向?yàn)V后水池。膜過濾裝置的透過液泵產(chǎn)生抽吸提供一個(gè)最高可達(dá)到85kPa 的跨膜壓力，流量控制是通過透過液流量計(jì)和濾液泵變頻驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)浸入式超濾膜過濾系統(tǒng)運(yùn)行程序，系統(tǒng)必須在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行全面的膜絲內(nèi)反沖洗，主要是防止顆粒物質(zhì)在膜絲內(nèi)部沉積，維持膜的通量，利于保護(hù)膜系統(tǒng)的正常運(yùn)行。當(dāng)進(jìn)水的顆粒雜質(zhì)在膜表面截留，過流阻力會(huì)隨過濾時(shí)間推移不斷加大。在達(dá)到一個(gè)預(yù)設(shè)數(shù)值之后，系統(tǒng)開始進(jìn)行自動(dòng)反清洗，從而保證膜的通量，設(shè)定值可以為過膜壓力，也可以是時(shí)間設(shè)定或者膜通量，過膜壓力、阻力增加或通量減少，時(shí)間等均可以啟動(dòng)反沖洗工序。反沖洗水主要由超濾反洗水泵從超濾水池抽吸輸送。[2]

反洗系統(tǒng)先采用鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的低壓空氣擦洗松動(dòng)累積在膜表面的固體雜質(zhì)，然后氣水反沖洗將固體雜質(zhì)從膜纖維沖出。

為了對(duì)浸沒式超濾膜系統(tǒng)進(jìn)行更徹底的清洗，維護(hù)其性能，在周期性反洗之外還要進(jìn)行周期性化學(xué)清洗。

化學(xué)加藥系統(tǒng)由次氯酸鈉、氫氧化鈉、鹽酸三部分組成。藥劑主要用于化學(xué)清洗和維護(hù)性清洗，藥劑直接加在化學(xué)清洗系統(tǒng)內(nèi)部回流管道上，通過加藥泵的運(yùn)行時(shí)間來控制藥品加入量，通過化學(xué)清洗泵和清洗水池內(nèi)部循環(huán)來保證清洗液濃度平均。

本系統(tǒng)配置次氯酸鈉加藥裝置、氫氧化鈉加藥裝置、鹽酸加藥裝置各1套。清洗的目的：防止膜結(jié)垢和延緩膜污染。

化學(xué)在線清洗（CIP）

當(dāng)系統(tǒng)TMP或時(shí)間結(jié)合達(dá)到工藝設(shè)定的上限或達(dá)到設(shè)定的清洗周期時(shí)，系統(tǒng)停止水過濾運(yùn)行，進(jìn)行全范圍的化學(xué)在線清洗。完整CIP可由 PLC控制自動(dòng)完成。最大過膜壓力 80-85kPa，正常過膜壓力25-35kPa。超濾過膜壓力必須進(jìn)行完整CIP清洗，清洗后達(dá)到正常的過膜壓力。

化學(xué)加強(qiáng)反沖洗（CEB）

CEB和完整 CIP的區(qū)別在于清洗過程中使用清洗液體的濃度和時(shí)間，完整CIP處理需要6到8小時(shí)完成，而CEB只需要45分鐘，使用的清洗溶液濃度更低。

3）反滲透系統(tǒng)

經(jīng)超濾系統(tǒng)處理后的水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，反滲透系統(tǒng)主要功能是脫除水中的鹽份。反滲透系統(tǒng)包括反滲透給水泵、保安過濾器、高壓給水泵、反滲透裝置，現(xiàn)分述如下。

①反滲透給水泵：反滲透給水泵采用耐腐蝕離心泵，泵的過流部件的材質(zhì)為不銹鋼材料，反滲透提升泵提供的壓力主要用于克服保安過濾器的阻力，為高壓泵提供穩(wěn)定的進(jìn)水流量。

②保安過濾器：超濾系統(tǒng)的過濾水濁度<0.2 NTU，SDI<3，已完全滿足反滲透膜的進(jìn)水要求。但為了防止超濾水箱防腐材料脫落、設(shè)備管道中可能存在的機(jī)械雜質(zhì)以及系統(tǒng)可能發(fā)生的二次污染對(duì)反滲透膜的損壞，反滲透系統(tǒng)設(shè)有保安過濾器。[3]

當(dāng)過濾器進(jìn)出口壓差大于設(shè)定的值（通常為0.1 ～ 0.15 MPa）時(shí)應(yīng)及時(shí)更換濾芯。保安過濾器進(jìn)出水口設(shè)有壓力表，用以檢測(cè)進(jìn)出口壓差變化，當(dāng)壓差達(dá)到0.1～0.15MPa時(shí)，提示需更換濾芯。

③反滲透高壓泵

保安過濾器的出水經(jīng)高壓泵升壓后進(jìn)入反滲透裝置。高壓泵進(jìn)出口分別設(shè)有高、低壓力開關(guān)，進(jìn)口壓力低報(bào)警停泵，出口壓力高延時(shí)報(bào)警停泵，以保護(hù)高壓泵。高壓泵選用離心泵，泵體材質(zhì)為耐腐蝕的不銹鋼材料。

④反滲透裝置

污水回用項(xiàng)目對(duì)脫鹽率和回收率要求較高，所以適合應(yīng)用抗污染反滲透膜，以提高反滲透膜的耐污染性和反滲透設(shè)備的穩(wěn)定性，降低運(yùn)行費(fèi)用，延長(zhǎng)膜的清洗周期，延長(zhǎng)膜的壽命。

2.產(chǎn)水及濃水水質(zhì)

有機(jī)污水處理產(chǎn)水水經(jīng)浸沒式超濾、反滲透處理。工藝裝置中，超濾系統(tǒng)產(chǎn)水回用率為90%，反滲透回收率按80%設(shè)計(jì)；裝置整體回收率70%。處理后產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到除鹽水站入水要求；濃水TDS含量8000mg/L，用于灰渣沖洗，以對(duì)水進(jìn)行充分利用。

3.裝置運(yùn)行情況及結(jié)論

該公司有機(jī)污水產(chǎn)水回用裝置投用后，年回用水量480萬噸，為企業(yè)節(jié)約了大量的引水資金，降低了原水預(yù)處理的消耗。同時(shí)也減少了相應(yīng)量的排污，降低了企業(yè)的運(yùn)行成本，具有很大的環(huán)境效益。

目前國家在企業(yè)環(huán)保管理方面執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，企業(yè)在排污時(shí)需要交納高額排污費(fèi)，循環(huán)水排污水的高回用率，一方面節(jié)約了企業(yè)的引水成本，另一方面也降低了企業(yè)排污成本，對(duì)企業(yè)有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]周本省. 工業(yè)水處理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.04

[2]高廷耀，顧國維，周琪. 水污染控制工程[M].3.北京：高等教育出版社，2007.07

[3]紀(jì)軒. 廢水處理技術(shù)問答[M].北京：中國石化出版社，2011.02