反滲透水處理技術(shù)是近幾十年來興起的技術(shù)，具有高脫鹽率、適應(yīng)水質(zhì)含鹽量范圍廣、化學(xué)藥劑消耗少、環(huán)保、占地面積小、自動化程度高、產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定等特點〔1, 2, 3, 4, 5〕，廣泛應(yīng)用于地表水回用、市政污水回用、海水淡化、鋼廠廢水回用、印染廢水回用等領(lǐng)域〔3, 4, 5, 6〕。某化纖生產(chǎn)企業(yè)利用國外進口的廢棄飲料瓶深加工處理成彈性纖維，廣泛用于被服、靠墊、枕芯、沙發(fā)及無紡布制造等行業(yè)。近年來該企業(yè)先后投入 2 000多萬元用于污水處理，其生產(chǎn)用水取自污水處理廠達標排放的污水，采用反滲透技術(shù)對污水有效脫鹽，并將合格的產(chǎn)水回用到生產(chǎn)工藝中，實現(xiàn)了污水的有效利用，同時減少了當?shù)卣⿷?yīng)自來水的負擔(dān)，帶來良好的社會、環(huán)境和經(jīng)濟效益。筆者對反滲透技術(shù)在該化纖企業(yè)污水回用項目中的應(yīng)用情況進行介紹。
1 污水和工藝用水的水質(zhì)情況
該企業(yè)水處理系統(tǒng)的源水取自附近污水廠達標排放的污水。該污水含有較高的COD、有機物、膠體等，同時濁度和硬度也較高，必須經(jīng)過預(yù)處理才能達到反滲透的進水水質(zhì)要求；此外該化纖生產(chǎn)企業(yè)的工藝用水標準非常高，高于當?shù)刈詠硭乃|(zhì)標準。污水和工藝用水的水質(zhì)標準如表 1所示。
2 污水回用工藝流程設(shè)計
污水回用工藝流程見圖 1。
圖 1 污水回用工藝流程
考慮到污水廠達標排放的污水濁度和COD比較高，同時懸浮物、膠體和顆粒物也較高，超過了機械過濾器（砂濾和碳濾）承受的負荷范疇，所以在機械過濾器前增加絮凝+全自動凈水器處理工藝，目的是去除污水中大部分懸浮物、膠體和顆粒狀機械雜質(zhì)，并部分去藻、降低有機物；砂濾+碳濾+保安過濾器作為機械過濾器，用來進一步降低水中的懸浮物、膠體和顆粒物等，保證反滲透的進水SDI15＜5，其中碳濾還可以吸附水中的有機物、余氯、色度等，降低COD，也能防止余氯對反滲透膜的氧化；換熱器調(diào)整進水溫度常年穩(wěn)定在25 ℃左右，基本滿足反滲透系統(tǒng)的進水溫度要求；注水進入反滲透系統(tǒng)之前添加還原劑和阻垢劑，還原劑保證反滲透進水的余氯低于0.1 mg/L，保證反滲透膜不會被氧化，阻垢劑主要是保證反滲透系統(tǒng)回收率在70%左右時系統(tǒng)不會結(jié)垢，確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行；反滲透系統(tǒng)主要起到脫鹽作用，其核心是時代沃頓公司的FR11-8040抗污染膜元件，可使處理后的脫鹽水滿足工廠的生產(chǎn)用水標準，且其水質(zhì)標準高于當?shù)刈詠硭?/P>
水處理系統(tǒng)由全自動凈水器+砂濾+碳濾+換熱器+保安過濾器+反滲透系統(tǒng)組成，具體配置如表 2所示。
3 反滲透系統(tǒng)運行情況
反滲透系統(tǒng)是整個水處理系統(tǒng)的脫鹽核心，反滲透膜可除去水中絕大部分可溶性鹽，以及全部膠體和微生物，保證了出水水質(zhì)，為后續(xù)工藝提供優(yōu)質(zhì)水源。由于項目進水是污水處理廠的排放水，濁度和COD仍然較高，因此選用聚酰胺復(fù)合抗污染膜FR系列，該系列反滲透膜采用特殊工藝對膜表面進行處理，改變了膜片表面的光滑度，增加了膜表面親水性，膜表面電荷也趨于中性，同時采用寬進水流道網(wǎng)設(shè)計，從而減少了污染物及微生物在膜表面的污染，延長了膜的使用壽命，適于預(yù)處理后的污水回用。膜型號為FR11-8040，為D 201 mm×1 016 mm的卷式組件，性能參數(shù)如表 3所示。該反滲透系統(tǒng)為一級兩段式設(shè)計：（6∶4）×6，膜元件數(shù)量為60支，設(shè)計產(chǎn)水量為40 m3/h，設(shè)計回收率為70%，溫度為25 ℃。
3.1 反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水情況
從實際情況來看，反滲透系統(tǒng)在該化纖廠污水回用項目中的應(yīng)用效果較好，系統(tǒng)平均產(chǎn)水量在40 m3/h左右，回收率在70%左右，滿足供水要求；當系統(tǒng)進水電導(dǎo)率在3 000~5 000 μS/cm波動時，產(chǎn)水電導(dǎo)率在150 μS/cm以下（設(shè)計要求在250 μS/cm以下），滿足該廠工藝用水的水質(zhì)要求。期間對產(chǎn)水水質(zhì)進行分析，如表 4所示。
3.2 反滲透系統(tǒng)的清洗情況
反滲透系統(tǒng)的污染物主要是有機物、膠體和微生物等，且污染非常嚴重，當產(chǎn)水流量降幅在10%~15%時，就必須進行化學(xué)清洗，平均清洗周期約1個月。清洗藥劑的選擇上也主要針對這些污染物，以堿（氫氧化鈉）為主復(fù)配藥劑，復(fù)配藥劑組成為NaOH（氫氧化鈉）+Na-SDS（十二烷基苯磺酸鈉）等，pH為12左右，清洗時間為6 h左右；之后進行保護性清洗，清洗液為鹽酸，pH為2~3，清洗時間為1 h，清洗液溫度為25~30 ℃。每次化學(xué)清洗后用干凈水進行沖洗，直至清洗液完全被沖出為止。
4 效益核算
對能耗、藥劑消耗以及人工費用進行核算，污水回用成本約在3.5元/t，且水質(zhì)能夠達到工廠工藝用水的要求；目前該化纖廠所在開發(fā)區(qū)的自來水價格約為6.5元/t，且該自來水需經(jīng)過脫鹽處理后方能達到工廠用水標準，僅以目前每噸自來水價格計算，按照每年節(jié)省自來水約35萬t，則節(jié)約自來水費用約227萬元/a。若接下幾年水價劇增，每年節(jié)省的購水費用會更高，此污水回用項目具有明顯的經(jīng)濟效益。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
5 結(jié)論
反滲透膜技術(shù)在某化纖廠污水回用項目的成功應(yīng)用，實現(xiàn)有效脫鹽處理，并將合格的回用水應(yīng)用到生產(chǎn)工藝中，帶來很好的經(jīng)濟效益，僅對比現(xiàn)在的自來水價格，每年就已節(jié)約購水費用35萬元左右，若未來水價劇增，每年節(jié)省的購水費用就更高；另一方面通過對污水的有效回收利用，減少了當?shù)卣⿷?yīng)自來水的負擔(dān)，做到不與當?shù)鼐用駹帄Z自來水資源，實現(xiàn)了水資源的多樣化以及污水的可持續(xù)利用，也為推進化纖廠的綠色轉(zhuǎn)型做出貢獻，具有良好的社會、環(huán)境和經(jīng)濟效益，是值得推廣的城市新型水循環(huán)模式。
