滤膜工艺在污水回用中的应用

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摘 要：介绍了化工厂污水再生处理技术及回用方式，重点探讨了膜技术的优缺点及其在污水回用中的应用现状，同时对膜技术在污水处理和回用中的应用研究及其前景做了展望。
关键词：膜技术;微滤;超滤;纳滤;污水回用
陕西省某石化企业污水处理车间主要处理该单位生产装置及辅助装置的含油含盐废水、部分生活污水与雨水等。为落实清洁生产、节水减排原则，污水处理车间对所排污水实施分类收集、分质处理，处理后回用，使再生水达到循环水补水水质，减少新鲜水消耗。而膜分离技术在深度处理因具有处理效率高、工艺流程短、易自动控制的特点，近年来在水处理领域得到广泛重视。
1 石化污水再生处理技术及回用方式
污水经二级生化处理后进行再生处理，根据出水水质和回用途径不同采取的处理方式也会不同。当回用水用于农业灌溉时，容易受到如下约束：回用水中的病菌会在作物表面残留，重金属和盐类会对土壤和农作物产生影响，以及地下水污染等。现有的深度处理工艺虽然可以满足部分回用要求，但又存在限制性问题，因此可以通过调整工艺结构或耦合膜法，在减缓隐患的同时又进一步拓宽了回用范围。
2 膜分离技术在污水回用中的应用现状
2.1 微滤技术
微滤技术主要用于简单的粗过滤，去除颗粒性物质，还可以截留小部分的细菌、病毒等微生物，但对溶解性有机物的去除作用较小，常用于膜法组合工艺的预处理单元。微滤在城市生活污水回用方面，对SS平均去除率较高，出水稳定在0.7mg/L以下，对有机物的去除率较低，在氨氮和总磷的处理上几乎没有变化，出水消毒后仅限用于绿化、浇洒等方面。
2.2 超滤技术
超滤技术可截留溶液中溶解性的大分子溶质，透过小分子溶质，对溶解性有机物起到部分截留的作用。UF膜技术在城市污水深度处理中，可以有效去除二级出水中的细菌总数和大肠杆菌，降低出水浊度，对有机物、总氮和总磷等污染物有一定程度的截留作用，可以获得稳定的出水水质。由于二级出水组分复杂，超滤技术在二级出水的处理上仍存在着部分指标超标的问题，以微滤作为预处理单元方面则可以大大提高回用系统运行的稳定性。新加坡充分利用了膜法深度处理的优势，对二级出水进行再生处理，目的是生产出高质量水源，来缓解水资源的日益紧缺。其中处理工艺主要采用的是UF+RO处理技术，目前，已建NEWater处理厂处理规模也在逐年提高。
2.3 纳滤技术
纳滤技术在饮用水净化、工业废水处理及苦咸水脱盐等方面应用较多。由于纳滤膜的孔径介于超滤和反渗透之间，操作压力低于反渗透节省了能耗，而且纳滤的截留效果又明显优于超滤技术，在污水再生回用方面将着较好的发展前景。
2.4 反渗透技术
反渗透技术是当今最先进、最节能、效率最高的分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的压力下，借助于只允许水分子透过的反渗透膜的选择截留作用，将溶液中的溶质与溶剂分离，它的孔径为0.1～1纳米（相当于大肠杆菌大小的千分之一，病毒的百分之一），这些孔的大小与水分子的大小相当，由于细菌、病毒、大部分有机污染物和水合离子均比水分子大得多，因此不能透过反渗透半透膜而与透过反渗透膜的水相分离，从而达到纯净水的目的。
反滲透被广泛应用于海水及苦咸水淡化，工业纯水制备，饮用纯净水生产，特种废水分离等过程。随着污水回用技术的发展，通过反渗透技术可以解决回用水中含盐量的问题和对高品质水质的要求。
3 膜分离技术在装置污水回用中的应用
装置污水分类收集处理后经二级生化处理后进行再生处理，因混合废水的硬度和含盐量都很高，污水处理车间采用了技术成熟，在再生水回用工程中常以反渗透为主体结合超滤的双膜法，代替传统“老三段”的预处理方式（混凝、沉淀、过滤），避免了工艺流程复杂、出水水质波动以及消毒副产物产生的污染。以反渗透为主体是整个脱盐系统的重要执行机构，它主要负责基本脱除水中的可溶性盐份、胶体、有机物及微生物。目的在于生产优于再生水的水质，满足大规模生活、生产的要求。
达标回用水进水经回用处理达到《炼油化工企业污水回用管理导则》初级再生水水质控制指标中的初级再生水用于循环水补水的水质控制指标，作为循环水补充水。
污水处理车间设计处理能力130m3/h，采用的为超滤-反渗透系统工艺，水质在保证出水达标的同时又有进一步的提升。所以，反渗透技术在污水回用工程中生产高品质再生水有着潜在的发展优势。
4 结论
相比于传统深度处理工艺，膜分离技术的应用不仅可以减少污水对环境的污染，还可以将中水回用到其他对水质要求较低的领域，节约用水费用和保护淡水资源等，污水再生回用具有明显的社会效益、环境效益，有着较好的应用前景和使用价值。
参考文献：
[1]刘茉娥.膜分离技术应用手册[M].北京：化学工业出版社，2001：1-36.