膜法水處理技術(shù)在工業(yè)污水回用中的應用

史金卓

（天津?；h(huán)境工程有限公司，天津 300000）

膜法水處理技術(shù)的出現，較為完美的解決了工業(yè)污水回用的生態(tài)環(huán)保和經(jīng)濟成本問(wèn)題，而且還兼具分離效果好、占地面積小、操作簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)。

1.1 物化技術(shù)

物化技術(shù)是最常用的污水回用處理技術(shù)，技術(shù)操作要求低，主要包括：活性炭吸附、過(guò)濾吸附等方法。

它更適用于工業(yè)污水處理量不大的地區，并且較之新興的污水回用技術(shù)它的污水回用效率較大，并且前期基礎設施投入大，占地面積大，優(yōu)點(diǎn)是運行方便，簡(jiǎn)單。

1.2 生物技術(shù)法

生物技術(shù)在污水回用應用中最大的特點(diǎn)就是污水處理成本，但是它對于污水處理的地區和水質(zhì)要求較高。

一般只能在特點(diǎn)地區采用，使用限制較大，無(wú)法大面積推廣。

一般分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法。

前者是指利用好氧微生物在氧氣充裕的地區通過(guò)微生物本身的新陳代謝功能來(lái)降解有機物、達到無(wú)害化目的，對環(huán)境較為友好。

厭氧生物處理法則是利用厭氧菌將污水中的大分子有機物化解為化合物，從而將其轉化為二氧化碳、甲烷等，尤其是在處理煤炭化工等行業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)污水中可以達到很好的污水處理效率，并且還可以在污水回用的環(huán)節結合膜法水處理技術(shù)，提高污水回用中的污水質(zhì)量。

1.3 膜法水處理技術(shù)[1～3]

膜法又稱(chēng)為“反滲透法”，膜法技術(shù)是指利用膜分離技術(shù)來(lái)進(jìn)行污水回用，并且使得回用的工業(yè)污水達到可供利用現代化新型技術(shù)。

常見(jiàn)技術(shù)包括超濾、反滲透等，涉及到物理、化學(xué)、材料等多學(xué)科技術(shù)融合，具有凈化污水、節約水資源、降低能耗的優(yōu)勢。

并且它較之傳統污水處理技術(shù)還具有占地少、運行操作全自動(dòng)化、處理費用低、性能穩定等特點(diǎn)，應用前景十分廣闊。

以西南地區某石化煉油廠(chǎng)為例，該廠(chǎng)在利用膜法水技術(shù)進(jìn)行污水回用中，采用膜法中的超濾結合反滲透的方法，通過(guò)除鹽裝置將原油生產(chǎn)工業(yè)污水中的鹽分進(jìn)行去除，使之經(jīng)過(guò)膜法水處理技術(shù)后的水可以直接用于原油生產(chǎn)。

具體流程見(jiàn)圖1， 將產(chǎn)區產(chǎn)生的工業(yè)污水通過(guò)管道輸送到原水罐中，再經(jīng)由過(guò)濾裝置過(guò)濾掉雜質(zhì)和大分子有機物使之達到膜法技術(shù)所需的原水品質(zhì)，經(jīng)由反滲透裝置，加入相應的處理試劑將污水中的鹽類(lèi)物質(zhì)溶解， 最后輸送進(jìn)原－熱離子交換系統中做最后的除鹽工作，然后供應給鍋爐保持煉油廠(chǎng)用水不間斷。

圖1 超濾和反滲透膜法工藝流程圖

2.1 原水水質(zhì)

整個(gè)膜法過(guò)濾系統進(jìn)水是來(lái)自于煉油廠(chǎng)西片區直接輸送過(guò)來(lái)的回用污水，其中污水的各項水質(zhì)指標如表1 所示。

表1 原水水質(zhì)

2.2 主要設備設計參數

2.2.1 超濾裝置

在整個(gè)膜法水過(guò)濾系統設計之初，共安裝10套超濾裝置，均采用自動(dòng)化處理。

污水處理量可達500m3/h，濁度≤2，產(chǎn)水SDI≤3，自用水率≤5%。

超濾裝置可以按照用水量的需求運行，既可以單獨運行，也可以同時(shí)運行。

確保了后續的反滲透裝置可以穩定運行。

2.2.2 反滲裝置

在此系統中反滲裝置安裝4 套，設計總產(chǎn)水量理論上最高可達410m3，脫鹽率高于8%，回用率高于80%。

在反滲透裝置中采用具有抗污染性能的反滲透膜， 此種反滲透膜對水的親和性強，確保了裝置可以長(cháng)久運行，延長(cháng)反滲透的使用周期，不易出現故障，降低運行維護成本。

2.2.3 工藝輔助系統

1）氧化劑加藥裝置。

這個(gè)輔助裝置的作用在于避免超濾膜上有微生物、細菌等附著(zhù)，影響污水回用的水質(zhì)。

為了去除這些細菌，加入氧化劑進(jìn)行去除吸附。

2）還原劑裝置。

這是為了保護反滲透膜，通過(guò)向水中加入還原劑，還原水中的氧化劑，從而達到保護反滲透膜的目的。

3）化學(xué)清洗裝置。

這主要是用于清洗超濾裝置和反滲透裝置。

它們在污水回用處理中其表面會(huì )吸附大量雜質(zhì)和塵垢， 需要及時(shí)加入化學(xué)藥劑進(jìn)行清洗，避免影響到污水回用效果。

2.3 運行情況

該項目于2014 年通過(guò)驗收并投入使用，截止到目前此套裝置都保持著(zhù)穩定、高效運行并未出現任何故障。

主要運行指標均達到了水質(zhì)標準，具體為：超濾裝置產(chǎn)水SDI＜2.5，濁度＜0.2，回用率＞95%，已達到系統設計之初的預設標準；
反滲透裝置總產(chǎn)水量達400m3， 脫鹽率≥98%， 回用率≥87%。系統產(chǎn)水的水質(zhì)也達到相應標準，水質(zhì)狀況大大改善，完全滿(mǎn)足了工業(yè)用水對于水質(zhì)的要求。

2.4 技術(shù)經(jīng)濟情況分析

采用膜法水技術(shù)來(lái)處理工業(yè)污水，對回用的工業(yè)污水進(jìn)行脫鹽處理后來(lái)代替原來(lái)一直使用的工業(yè)用水，設計的新鮮地表水的取水量比原來(lái)減少600m3/h，每年可節約5 000 000 m3，對外排放的污水量減少500m3/h， 每年總污水排放量可減少4000000m3，僅此一項每年就可為企業(yè)節約一大筆用水費用。

采用膜法水技術(shù)來(lái)進(jìn)行工業(yè)污水回用與原離子交換系統所采用的新鮮水相比較，每年所耗費的費用可見(jiàn)表2。

從表2 可以看出：膜法水回用污水裝置一旦建成，1t 水消耗可減少2.61 元， 除鹽水量按照400t/h 計算， 每年預計可在用水消費方面節約900 萬(wàn)元。

表2 除鹽t 水運行消耗與費用

水質(zhì)是決定水用途的關(guān)鍵因素，單一的物化或生化處理很難達到各種不同用途的回用要求。采用膜法水處理技術(shù)與其它技術(shù)的嫁接，可以實(shí)現工業(yè)廢水的綜合利用，而它們的組合工藝是使污水得到回用的一個(gè)重要途徑，它確保了污水回用處理工藝的廣泛適應性和低成本。

經(jīng)過(guò)上述項目實(shí)際運行情況來(lái)看，采用膜法水處理技術(shù)裝置都保持著(zhù)穩定、 高效運行并未出現任何故障，設備穩定性高。

并且經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，膜法水處理技術(shù)運用于工業(yè)污水回用中的工藝處理流程也越發(fā)科學(xué)合理，足以勝任當前高標準的工業(yè)污水處理形勢。

加之當前工業(yè)用水對于水質(zhì)的要求越來(lái)越高，傳統的物化處理污水技術(shù)已經(jīng)達不到工業(yè)污水回用的標準，膜法水處理技術(shù)可以彌補傳統污水回用處理技術(shù)的不足，不僅可以改善水質(zhì)狀況，并且其設備的高效穩定運行也避免了設備的故障，減輕了后期的維護壓力。

使得處理后的工業(yè)污水可以達到滿(mǎn)足污水回用的標準，節約水資源，實(shí)現水資源的可持續利用。

在當前生態(tài)環(huán)境保護愈發(fā)重視的情況下，加大對工業(yè)污水回用的凈化力度， 保護生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)企業(yè)發(fā)展，應用膜法水處理技術(shù)是一種趨勢，值得進(jìn)行大力推廣。