膜法水處理技術在工業污水回用中的應用

史金卓

（天津?；h境工程有限公司，天津 300000）

膜法水處理技術的出現，較為完美的解決了工業污水回用的生態環保和經濟成本問題，而且還兼具分離效果好、占地面積小、操作簡單等諸多優點。

1.1 物化技術

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

它更適用于工業污水處理量不大的地區，并且較之新興的污水回用技術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，優點是運行方便，簡單。

1.2 生物技術法

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

一般只能在特點地區采用，使用限制較大，無法大面積推廣。

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微生物本身的新陳代謝功能來降解有機物、達到無害化目的，對環境較為友好。

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產生的工業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節結合膜法水處理技術，提高污水回用中的污水質量。

1.3 膜法水處理技術[1～3]

膜法又稱為“反滲透法”，膜法技術是指利用膜分離技術來進行污水回用，并且使得回用的工業污水達到可供利用現代化新型技術。

常見技術包括超濾、反滲透等，涉及到物理、化學、材料等多學科技術融合，具有凈化污水、節約水資源、降低能耗的優勢。

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

以西南地區某石化煉油廠為例，該廠在利用膜法水技術進行污水回用中，采用膜法中的超濾結合反滲透的方法，通過除鹽裝置將原油生產工業污水中的鹽分進行去除，使之經過膜法水處理技術后的水可以直接用于原油生產。

具體流程見圖1， 將產區產生的工業污水通過管道輸送到原水罐中，再經由過濾裝置過濾掉雜質和大分子有機物使之達到膜法技術所需的原水品質，經由反滲透裝置，加入相應的處理試劑將污水中的鹽類物質溶解， 最后輸送進原－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

整個膜法過濾系統進水是來自于煉油廠西片區直接輸送過來的回用污水，其中污水的各項水質指標如表1 所示。

表1 原水水質

2.2 主要設備設計參數

2.2.1 超濾裝置

在整個膜法水過濾系統設計之初，共安裝10套超濾裝置，均采用自動化處理。

污水處理量可達500m3/h，濁度≤2，產水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，確保了裝置可以長久運行，延長反滲透的使用周期，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。

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

為了去除這些細菌，加入氧化劑進行去除吸附。

2）還原劑裝置。

這是為了保護反滲透膜，通過向水中加入還原劑，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吸附大量雜質和塵垢， 需要及時加入化學藥劑進行清洗，避免影響到污水回用效果。

2.3 運行情況

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

主要運行指標均達到了水質標準，具體為：超濾裝置產水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；
反滲透裝置總產水量達400m3， 脫鹽率≥98%， 回用率≥87%。系統產水的水質也達到相應標準，水質狀況大大改善，完全滿足了工業用水對于水質的要求。

2.4 技術經濟情況分析

采用膜法水技術來處理工業污水，對回用的工業污水進行脫鹽處理后來代替原來一直使用的工業用水，設計的新鮮地表水的取水量比原來減少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節約一大筆用水費用。

采用膜法水技術來進行工業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 萬元。

表2 除鹽t 水運行消耗與費用

水質是決定水用途的關鍵因素，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與其它技術的嫁接，可以實現工業廢水的綜合利用，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。

經過上述項目實際運行情況來看，采用膜法水處理技術裝置都保持著穩定、 高效運行并未出現任何故障，設備穩定性高。

并且經過多年的發展，膜法水處理技術運用于工業污水回用中的工藝處理流程也越發科學合理，足以勝任當前高標準的工業污水處理形勢。

加之當前工業用水對于水質的要求越來越高，傳統的物化處理污水技術已經達不到工業污水回用的標準，膜法水處理技術可以彌補傳統污水回用處理技術的不足，不僅可以改善水質狀況，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。

使得處理后的工業污水可以達到滿足污水回用的標準，節約水資源，實現水資源的可持續利用。

在當前生態環境保護愈發重視的情況下，加大對工業污水回用的凈化力度， 保護生態環境，促進企業發展，應用膜法水處理技術是一種趨勢，值得進行大力推廣。