摘要：近幾年我國水資源不斷短缺，對工業(yè)企業(yè)來說，由于對水的需求較大，水源不能及時供應，企業(yè)就不能擴大規(guī)模進行生產(chǎn)發(fā)展。和發(fā)達國家相比，我國的工業(yè)企業(yè)也在水資源上浪費很大，單位的工業(yè)產(chǎn)值取水量還是趕不上發(fā)達國家。這幾年發(fā)展迅速較快的一種技術就是膜分離技術，安全環(huán)保、分離效果好、操作簡單而且占地小。由于水資源短缺這種狀況，在工業(yè)污水處理中可以利用膜法水處理技術回用污水?；诖吮疚尼槍I(yè)企業(yè)污水，研究了企業(yè)廢水處理中的膜分離集成技術，通過具體的工程例子介紹，希望可以給相關人員提供借鑒。

我國的水資源總量雖然在世界居于第六位，但人均的占有量僅為世界人均水量的四分之一，是世界13 個缺水國家之一，水資源短缺，而且水污染非常嚴重。當前，由于水價上漲，且工業(yè)企業(yè)用水由于用途不同，水質要求也存在差異，就導致處理水所花的費用很高。所以工業(yè)企業(yè)不斷加大對城市污水的回用力度，使水的重復利用率得到提高。在對水質進行處理時，必須考慮水質要求，針對不同的裝置選擇不同的工藝，并結合污水處理費用，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化。本文就針對企業(yè)的不同污水，研究了膜分離集成技術在處理企業(yè)廢水方面的應用，以及用工程例子加以說明。

1工業(yè)污水回用常用的技術分析

1.1物化技術物理化學處理法是常用的污水處理技術，主要有活性炭吸附、過濾混凝沉淀等工藝。相比生物法物理化學法更適合較小規(guī)模的污水處理工程，其在整個污水處理過程中投資較大，且水質會隨著物理化學藥劑的變化而變化。優(yōu)點為流程短、運行管理方便、簡單，占地空間小。

(1)活性炭吸附法。在對污水進行深度處理時，由于活性炭吸附法的吸附劑可重復利用、適應范圍很廣、回收有用的物料可以得到回用以及處理水質的效果較好等，就廣泛地應用在深度處理中。當前，國外比如歐洲在很多的水廠都用的是BAC 技術，但是這種技術存在缺陷，如操作較復雜、預處理要求比較高、系統(tǒng)很龐大以及運行的費用比較高等，所以在未來的發(fā)展中將BAC 結合有關預處理措施，使處理效果更好。

(2)過濾吸附。過濾吸附就是水中懸浮的雜質以及干擾物通過粒狀的濾料層過濾，得到比較清澈水質的過程。當在后續(xù)進行消毒時，就會效率很高而且使用消毒劑的量得到降低，可以結合生物脫氮法進行。我國賈建軍等人在回用中水處理試驗中過濾器利用的是纖維球，結果表明可行，經(jīng)過處理的污水各項指標都達到了我國中水回用的相關要求，如SS、NH3-N、濁度以及COD 等。

1.2膜分離法膜處理法既離不開生物處理技術的支持也離不開物理化學處理技術的配合。膜處理技術是采用膜技術來進行中水處理，并且使得中水水質達到一定標準的新型技術。目前采用的膜處理法主要有微濾、納濾、超濾、滲析、反滲透、電滲析等，其處理效果好、且占地面積小、能耗低、易于操作和管理。研究表明，應用膜生物反應器來進行污水處理，可使難降解物質在反應器中停留時間更長，其去除效果更好，還能夠起到二沉池的作用，可防菌和澄清污水。在同一中水工程中與物理化學和生物技術相比，膜生物反應器在不增加反應器容量的前提下，能夠處理更多的污水，且水質會更好。例如反滲透膜，其處理城市污水廠二級出水，脫鹽率可達90% 以上，水的回收率在75% 左右，COD 和BOD 去除率在85%左右，細菌去除率在90% 以上。其缺點是投資相對較大，且有膜污染的問題，這些缺點一直困擾著膜處理技術的實際應用。

1.3生物處理技術生物處理法有優(yōu)勢也有缺陷。成本比較低，出水后的水質較好以及處理有機物效率高等;但有特定的適用地區(qū)、運行過程較復雜而且對原水水質要求很高。

(1)好氧生物處理法。此法可以實現(xiàn)有機物經(jīng)過處理后，對環(huán)境沒有污染而且穩(wěn)定。也就是要有游離氧存在，去除好氧微生物的方法。水中有機物很多都受到污染，微生物在好氧代謝時是營養(yǎng)源。所以當處理于生物污水時可以應用好氧生物法。

(2)厭氧生物處理法。此法是在去除廢水的有機物時，在無游離氧條件下，處理厭氧微生物甚至分解。我國韓紅軍等人利用兩相分段厭氧對甲醇廢水進行處理時，COD 去除率為30%。而且對煤化工的廢水進行處理，用了好氧、厭氧以及生物脫氮等工藝，去除NH3-N去除率接近87%，COD 去除率接近96%。當產(chǎn)水的水質達到一級標準后，可在回用處理中利用膜處理等工藝。

1.4組合工藝聯(lián)用技術在我國袁志容等人處理城市污水時利用臭氧- 生物活性炭工藝深度處理，TOC 去除率接近26%，UV 的去除率接近58%?？紫檩x等人就在回用水進行深度處理中利用膜- 生物活性炭工藝，條件是低溫進行。通過對結果進行分析，膜- 生物活性炭反應器處理回用水的有機物，達到了效果。UV410 去除率是40%，COD 去除率是33%，UV25 去除率是35%。

2膜法水處理技術概述

處理水時利用膜法水處理技術。其處理主要利用逆滲透膜，英文就是RO，此技術最早是在美國的20 世紀60 年代，太空總署為了解決宇宙飛船中宇航員的飲用水以及載水問題，經(jīng)過多年的研發(fā)而出現(xiàn)的高科技產(chǎn)品。如今廣泛地應用在在很多的行業(yè)。

原理就是由于逆滲透膜在施壓下，溶液中的溶質以及溶劑就會分離。逆滲透膜過濾孔徑僅為0.0001μm，眾所周知，滲透只是物理現(xiàn)象，逆滲透當在水中有鹽的情況下，就要施加比自然滲透壓力更大的壓力，這樣濃度高的水就會流入到濃度低的一方，有鹽水分子就會因為壓力而到膜的另一端，得到純水，如果是其它雜質就會壓到膜的另一邊。

3膜法水處理技術在工業(yè)污水回用中的應用

某石化煉油廠在污水去除鹽時，回收利用中采用膜法“超濾結合反滲透”以及“膜法裝置濾結合反滲透”，最重要的就是處理污水利用除鹽裝置直接用于鍋爐補給水。實現(xiàn)污水回用。設計反滲透產(chǎn)水規(guī)模410 m3/h，超濾產(chǎn)水規(guī)模560 m3/h。

3.1流程西區(qū)輸來回用污水會流入到300 m3 的原水罐里，接下來經(jīng)過原水提升泵進入到可以去除膠體以及細菌等的超濾裝置中，當超濾出水的水質滿足反滲透裝置進水時，將還原劑和阻垢劑投入到超濾出水口經(jīng)高壓泵加壓后進到可以去除溶解鹽類的反滲透裝置中，反滲透產(chǎn)水再進入原有離子交換系統(tǒng)進一步除鹽后用于鍋爐補給水。如圖1 為“超濾+ 反滲透”膜法工藝流程圖。

3.2主要設備的設計參數(shù)(1)超濾裝置。在系統(tǒng)設計時取10 套超濾裝置，在控制上都是自動化的。處理量每小時為560 m3，產(chǎn)水的濁度小于等于2，產(chǎn)水SDI 小于等于3，自用水率小于等于5%。超濾裝置可以單獨或者同時運行，一般根據(jù)用水量決定。為了確保反滲透穩(wěn)定運行，在前處理中采用了OMEXELLTMSFP 超濾膜。由于它的壽命長、過濾的精度較高以及親水性良好，膠體以及懸浮物得到去除。OMEXELLTMSFP 超濾膜，利用 PVDF 材料，利用中空纖維結構，耐受性強，微生物就不會繁殖。采用外壓式結構不易堵塞，清洗裝置就很徹底。

(2)反滲裝置。在設計該反滲透裝置時，用DOW的BW30-365FR 抗污染膜的反滲透膜，進行一級二段排列，由于具有眾多優(yōu)點，如吸附有機物的能力較弱、膜元件可以得到較長的使用時間、親水效果好以及膜清洗費用降低等。裝置取4 套，產(chǎn)水量為410 m3/h，每一套的產(chǎn)水為103 m3/h，脫鹽率大于等于98%，回收率大于等于75%。

(3)工藝輔助系統(tǒng)。①氧化劑的加藥裝置，為了以免在超濾膜上會有微生物進行繁殖如細菌等，為了去除這些有機物，就要將氧化劑投到超濾進水和反洗水中;②還原劑的裝置，為了對反滲透膜進行保護，使水中具有氧化性質的物質進行還原，就要將還原劑投入到反滲透進水中;③阻垢劑的加藥裝置，為了以免膜元件有污垢，阻垢劑要加到反滲透進水中。

3.3運行情況該項目于2004 年11 月初通過某石化公司經(jīng)過驗收后，并應用到工業(yè)中進行連續(xù)生產(chǎn)，截止到現(xiàn)在該裝置都在穩(wěn)定的運行且運行十分穩(wěn)定。

運行中重要的指標是：(1)超濾的裝置，回收率超于95%， 2.5 產(chǎn)水濁度< 產(chǎn)水的SDI < 0.2NTU，裝置的回收率≥ 95% ;(2)對裝置反滲透每一套的產(chǎn)水量是103 m3/h，回收率≥ 75%，脫鹽率> 98%，產(chǎn)水CODMn < 1 mg/L。

3.4技術經(jīng)濟分析

采用膜法水處理技術，對回用污水進行除鹽后用于鍋爐補給水，代替了原來一直使用的新鮮水(地表水)，設計新鮮水取用量比原來減少500 m3/h(4 000 000 m3/ 年)，外排污水量減少400 m3/h(3 200 000 m3/ 年)。

4結語

總之，對水質要進行回用，但是經(jīng)過單一的生化技術或物化處理達不到要求，在對工業(yè)廢水處理中，可以利用膜法水處理技術結合其它的技術，廢水就可以得到回用。此種技術對市政的污水同樣具有應用廣泛性，可以在后續(xù)運行以及維護上降低投入的成本。得到的水質也較好，而且效率高，因此應用非常廣泛。

來源:《中國石油和化工標準與質量》  作者:李曉輝等

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