摘要：众所周知，沿海地区的水资源再生性的比例较低，其原因是污水中的含盐量过高，其使用途经上十分有限。在海宁的尖山污水处理场中，使用了超滤/反渗透工艺对再生水进行了加工处理，超滤/反渗透的处理水量分别为12000m³/d、6000m³/d，达到了工业市政用水以及城市绿化和道路清洁用水的再生水水质标准。
关键词：再生水；高含盐量；超滤；反渗透
引言
二十世纪八十年代开始到“十二五”规划的末尾期间，我国再生水行业有了巨大的发展。在我国，北方最为缺水，而在北京，生产再生水的能力提大大提高，达到了267×104m³/d，地表水的使用量被再生水反超。利用再生水，可重新开辟出新的水源，提高经济效益，同时还能够降低水的污染，保护生态环境，成为了国家保护生态安全的又一重要举措。在浙江尤其是宁波、温州、舟山等极其缺少水的地区，积极推进污染处理厂对再生水的建设，并将这一技术用在耗水将多的企业或者城市景观用水上。
一、对项目情况的介绍与分析
位于XX市的XX水处理厂在2017年的时候开展了再生水工程，其规模范围为2×104m³/d。工业用水占3000m³/d；市政杂物用水占7000m³/d，这两项用水采用了超滤/反渗透相结合的双膜处理的技术；景观环境用水占1×104m³/d，这项用水使用了人工湿地处理的技术。超滤、反渗透及其有关的再生水项目工程均集中在净水间里。净水间占地面积为25.6×20.06米，采用了双层构架的结构，其中上层是超滤、反渗透膜设施、稀释液和药品、控制间与配电室，下层室原水、清水、废水调蓄池以及水泵、原液加药等相关设备，整个显得结构比较紧凑。
1.原生水质和再生水质。再生水的水源使用的是尖山污水处理厂加工处理的污水，需达到一级A的标准，其中BOD5与COD等标准已经整体上达到了再生水的利用标准，然而，包含的氯离子以及一些溶解性总固体等的盐类物质难以达到标准，含量相对会高些。工业用水主要是将水用在工业或企业的循环冷却水中，并符合国家规定及标准；城市杂用水由主要将水用在绿化城市和清理道路上，同样应符合国家规定及标准。进口水质、工业用水以及城市绿化道路用水对比来看，酸碱度大致在6.0到9.0之间，酸碱性基本未改变，工业用水浊度为5NTU，城市绿化道路用水浊度为10NTU，均含有相对的元素离子，进水水质氯离子含量为850mg•L-¹，工业用水氯离子含量为250mg•L-¹，进水水质硫酸盐含量为175mg•L-¹。对于溶解性总固体，城市绿化道路用水相对来说较低为1500mg•L-¹，而进水水质最高为2500mg•L-¹，工业用水居中为1000mg•L-¹。
2.超滤和反渗透工艺路线。这次重点将水中的悬浮物和盐类作为了再生水的处理目标。所以，选择了用超滤除去水中悬浮物质，用反渗透将盐类除去。
图1 超滤、反渗透工艺处理再生水的过程
如图可知，从污水厂出水到结束，水可以用于多方面使用。其中，工业用水占3000m³/d，使用水为高质量的反渗透的纯水；道路清理洒水绿化用水为3000m³/d，为反渗透出水和40000m³/d超滤出水混合后的水。
3.主要使用设备。超滤：整个系统包含三套超滤主机，每套超滤主机配备八英寸的陶氏膜组件，每套50支，单套生产量为167m³/h。每套都包含主要设备如四台供水泵、两套200μm自清洗过滤器、絮凝加药装置、盐酸、氢氧化钠和次氯酸钠投掷装置、反洗系统、废水排放单元、仪器仪表等等。超滤膜组件的主要技术参数为膜面积77m²、膜孔径0.03μm、膜材质为PVDF、最大跨膜压差为0.15MPa。反渗透：整个系统包含两套反渗透主机，每套反渗透主机都配备八英寸的高效率抗污染的反渗透膜组件，每套178支，一套的生产量为125m³/h。排列方式为一级二段，其中一段与二段之比为2:1，水的回收率高达75%。单套包含着主要设备如三台RO供水泵、两台反渗透高压泵、两台保安过滤器、一套清洗系统、三套加药系统和仪器仪表管路阀门等等。反渗透膜组件的主要技术参数为膜面积37m²、脱盐率为98.5%、膜材质为PA、最大工作压力为4兆帕。
二、超滤与反渗透系统的运行状况
此工程项目2015年开始正式启用，RO产水量6000m³/d，反渗透产水量3000m³/d。
1.膜冲洗。该项目工程中，膜冲洗的运行参数大致为：组件最大进气压力为0.25MPa，气洗时间为20-60s/次，洗气频率与反洗同步，反洗、正向水冲洗在常温15℃下进行，反洗通量为100升，每隔40分钟反洗一次，反洗时间为1.5min，每隔40分钟正洗一次；采用CEB反洗，频率为24小时一次，浸泡时间为每次10分钟,分别采用酸碱洗法，pH值分别为酸洗为2、碱洗为12；就地化学清频率为一个月一次，清洗时间为四小时，洗酸洗PH值为2，碱洗PH值为12，清洗流量为1.5到2.0之间。
2.运行通量、跨膜压差和出水质量。设计规定跨膜压差和超滤膜组的运行受到了温度的影响。经过极低的温度对超滤膜组进行了考验，尖山污水处理厂使其在12℃的运行通量相对于18℃的运行通量降低了百分之十六点七。实际出水平均浊度更是每年以下降趋势在减小，与2016年1月和5月达到最低为0.06.
3.一定的条件如：水的温度、进水水的质量、水的回收率等等，反映反渗透系统的能力常用三个参数：产水通量、脱盐率以及运行的压力；同时反渗透的反洗频度作为系统的重要标准，也对反渗透膜的使用寿命以及运行成本有着巨大的影响。在实际的运作过程中，在0.3兆帕压力下，将反渗透出的水升温到一定温度后对其进行一般的反向冲洗，每支膜组件冲洗流量为6m³/h。反渗透模组在运行中其运行通量受温度的影响。经过低温实验，尖山污水处理厂使其在12℃的运行通量相对于18℃的运行通量降低了16.9%。通过反渗透的处理之后，溶解性总固体下降至50mg/L。本次工程的反渗透再生水为海宁部分地区提供了比自来水更为优质的水源，同时还降低了企业成本。同时，道路洒水与城市绿化用水需超滤出水与反渗透出水进行勾兑，其中的混合盐类标准达到使用要求。平均水温在15℃下，平均膜通量达到15.69L•m-²•h-¹，平均脱盐率达到98.61%，平均浊度0.02NTU，平均氯离子含量25mg•L-¹，平均溶解性总固体达到25.4mg•L-¹。
三、实际计算的经济技术标准
此次总投资为1131万元，其中建筑工程使用费为303万元，设备采购与使用维修费用为828万元。最后，合计吨水成本为1.767元。
结语
此工程项目的运行成本是1.767元/m3，同等于XX市目前的非居民生活用水自来水的价格；第一档价格2.7元m3，用于化工业印染业为第二档，价格3.2元m3，用于电镀业、造纸业和制革业为第三档，价格3.7元m3，特种用水的价格4.5元m3，对比可知再生水价格明显较合适。此次工程可用于对沿海地区含盐量高的城市的污水再回收、再生产提供参考和依据。
参考文献
[1] 刘晓天,唐凯峰,郭淑琴.超滤-反渗透工艺的城市污水再生利用工程设计[J].供水技术,2016,10(01):47-50.
[2]蒋延梅. 污水再生处理超滤—反渗透工艺技术经济性研究[D].清华大学,2014.
作者简介：于新民，1989年2月，男 ，汉族，山东省东营市，研究生，环境工程专业，毕业于南开大学，研究方向：水污染控制
论文作者:于新民
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
标签：反渗透论文; 超滤论文; 用水论文; 通量论文; 超滤膜论文; 城市绿化论文; 标准论文; 《基层建设》2018年第26期论文;