超濾＋反滲透化工污水深度處理回用系統(tǒng)介紹

超濾＋反滲透化工污水深度處理回用系統(tǒng)處理效率高、出水水質(zhì)好、污泥少，水力停留時間短、占地面積小，易清洗、易更換、運行穩(wěn)定、運行成本低，耐沖擊能力強、COD和色度去除效率高。化工廢水治理回用工程,處理后出水全部回用于循環(huán)水補充水或鍋爐補給水。 

用超濾＋反滲透化工污水深度處理回用系統(tǒng)對化工污水經(jīng)生化處理后排水進行污水深度處理現(xiàn)場試驗，近五個月的現(xiàn)場試驗結(jié)果表明：采用超濾+反滲透的污水回用處理工藝，進水濁度變化范圍0.5 NTU～7.0 NTU，產(chǎn)水濁度始終能小于0.2 NTU，進水電導變化范圍2500 µS/cm～3 000 µS/cm，產(chǎn)水電導小于100 µS/cm，出水水質(zhì)達到回用要求，工藝可行。通過現(xiàn)場試驗，選擇了合適的運行參數(shù)、化學清洗條件，實現(xiàn)了膜裝置穩(wěn)定運行。

以微濾+反滲透為主體的污水深度處理項目，微濾設計水量為420 m3/h，反滲透產(chǎn)水量為160 m3/h。污水深度處理裝置經(jīng)過近2 a的運行調(diào)試，雖然實現(xiàn)了雜用水的連續(xù)供應，但由于微濾出水SDI不穩(wěn)定(3.5～6.0)，且反滲透預處理系統(tǒng)能力不足，造成反滲透裝置運行期間跨膜壓差高、產(chǎn)水量下降過快、化學清洗頻繁，無法實現(xiàn)反滲透裝置的長周期連續(xù)運行。主要確定UF+RO膜法工藝設備運行方式、運行參數(shù)，為工業(yè)化的設計與應用提供依據(jù);研究UF+RO膜法工藝的化學清洗周期及化學清洗方法。

工藝流程及試驗方法

采用的工藝由超濾(UF)和反滲透(RO)單元組成，終沉池的出水經(jīng)泵提升進入氣浮池，進一步去除水中的懸浮物、膠體等污染物，氣浮處理后的出水進入纖維過濾器進行過濾，出水加入ClO2溶液殺菌消毒，進入水箱。為了進一步提高水質(zhì)，將水箱中的水經(jīng)過超濾+反滲透膜進一步深度處理，去除水中的懸浮物、細菌、藻類、膠體物及無機鹽類等污染物。超濾膜為外壓死端過濾，過濾周期30 min;設計膜通量50 L/(m2˙h);水回收率≥90%。反滲透膜設計膜通量20 L/(m2˙h)，水回收率70%。進水調(diào)節(jié)pH值為6.5±0.2，進水加阻垢劑3.5 mg/L，進水加還原劑(根據(jù)進水ORP或余氯調(diào)節(jié)加藥量)。

超濾產(chǎn)水水質(zhì)

超濾對濁度的去除效果很穩(wěn)定，進水濁度變化范圍0.5 NTU～7.0 NTU，產(chǎn)水濁度始終能小于0.2 NTU，濁度去除率為70%以上。超濾膜對COD的處理效果有限，處理效率在5%～10%。超濾產(chǎn)水SDI值隨出水水質(zhì)變化并不明顯，90%的情況下其值小于3.0，達到了預期設計指標，效果較好。

正常情況下SDI值小于3.0，膜片表面干凈。現(xiàn)場試驗期間有短時間超濾產(chǎn)水SDI值大于3.0，膜片表面呈深褐色，且超濾膜運行壓力上升較快。由燒灼試驗、電鏡掃描和能譜結(jié)果分析超濾反洗脫落物主要為有機物;對SDI膜面截留物及燒灼試驗殘渣進行電鏡掃描和能譜分析，主要為Mn、Co、Al等金屬污染物。可見超濾膜的有機污染和金屬無機污染風險并存。對超濾進出水采用凝膠色譜分析，進出水中有機物均為低分子量有機物，沒有顯著差異，分子量分布小于 1 500。

反滲透產(chǎn)水水質(zhì)

反滲透脫鹽效果很穩(wěn)定，進水電導變化范圍2 500 µS/cm～3 000 µS/cm，產(chǎn)水電導小于100 µS/cm，系統(tǒng)脫鹽率維持在97%，經(jīng)過化學清洗后其性能沒有下降反滲透進水pH前期控制在6.5±0.2，后期控制(不調(diào)酸)在7.0±0.2，產(chǎn)水pH在5.0~5.5;試驗期間主要采用進水ORP 檢測和余氯分析相結(jié)合，通過調(diào)節(jié)還原劑加藥量，對反滲透進水余氯控制。控制進水ORP小于100 mv，反滲透進水余氯可以小于0.1 mg/L，甚至檢不出。

反滲透進出水pH值與ORP值

對深度處理工藝更換下來的反滲透膜元件進行污染物分析，由燒灼試驗結(jié)果分析可知反滲透膜面截留物主要為有機物;用電鏡掃描和能譜分析反滲透膜面截留物燒灼殘渣，主要為Ca、Si、O、Al、Mn等無機污染物，與超濾膜污染物分析結(jié)果有所不同，反滲透膜結(jié)垢風險加大。

化學清洗試驗

針對現(xiàn)場水質(zhì)及膜系統(tǒng)運行情況，通過多次對超濾及反滲透進行化學清洗試驗，得到適合現(xiàn)場使用的化學清洗方法。

超濾反洗方式為氣擦洗30 s;反洗上排25 s，反洗下排25 s，正沖35 s。超濾輔助運行條件(化學分散清洗)：當壓差上升到0.08 MPa，先運行堿洗步驟：0.1%NaOH+0.2%NaClO3溶液，循環(huán)10 min～20 min;正沖5 min～10 min;再運行酸洗步驟：1%草酸溶液或0.4%鹽酸溶液，循環(huán)10 min;正沖5 min。超濾膜和反滲透膜經(jīng)過化學清洗后，壓力恢復良好，系統(tǒng)運行正常。反滲透每4 h～6 h沖洗一次，沖洗時間2 min，進水用鹽酸調(diào)節(jié)pH為6.5～7.0，納爾科PC191阻垢劑投加濃度3.5 mg/L，進水余氯控制小于0.1 mg/L。

現(xiàn)場試驗結(jié)果表明：企業(yè)現(xiàn)有預處理單元(氣浮+纖維過濾)的處理能力基本穩(wěn)定，后續(xù)采用“超濾+反滲透”污水回用工藝路線，技術(shù)上可行;

選擇了合適的運行參數(shù)、化學清洗條件，實現(xiàn)了“超濾+反滲透”裝置穩(wěn)定運行。現(xiàn)場試驗獲得的各種數(shù)據(jù)，可以為化工廢水達標外排污水回用一期項目完善工程設計提供依據(jù);