（渭南市环境科学研究所，陕西 渭南 714000）
摘要：社会经济的快速发展造成城市需水量剧增，为减解决城市缺水问题，中水回用处理技术已经成为关注的焦点。本文就中水回用的处理方法进行介绍，进而分析其优缺点，着重介绍了膜处理技术，提出了现存的问题以及未来发展的方向，为实现城市污水回用提供理论依据。
关键词：中水回用技术 污水深度处理 膜处理技术
前言
中水回用因明显的经济实用性，已成为当今国内外研究、应用的热点，国内外中水处理技术有以下两个趋势：一是升级改造城市污水处理厂，强化二级生物除磷脱氮效果，增加以过滤消毒为主的三级深度处理设施；二是采用高新技术如微滤、超滤、反渗透、膜生物反应器和高级氧化等技术，处理污水以达到回用标准。其处理技术可根据不同的核心处理方法，分为物理化学法、生物法和膜处理工艺。
1.中水回用处理技术
1.1物理法
物理化学法是指运用物理和化学的综合作用净化废水的方法絮凝沉淀、吸附法、砂滤、消毒、蒸发浓缩等技术是最常用的技术。该处理方法适合处理规模较小的中水工程，主要特点是处理工艺流程短，运行管理简单、方便，占地相对较小；但相对于生物处理来说，运行费用较大，并且出水水质受混凝剂种类和数量的影响，有一定的波动性。
1.2生物法
利用水中微生物的吸附、氧化分解污水中的有机物，从而达到去除污水中溶解性有机物的目的。包括好氧和厌氧微生物处理，一般以好氧处理较多。而生物处理法中活性污泥和接触氧化法的应用最为广泛，这种方法具有去除有机物效果好、生物处理效果稳定、剩余污泥产量低、抗冲击负荷等优点，经过厌氧、好氧处理的污水COD、色度、TN、TP得到较大的去除，一般可以满足中水的水质要求，但处理规模较大，水源需持续保障，维持微生物活性，占地面积大，投资成本高。
1.3膜处理工艺
膜处理技术是90年代以来出现的一种处理技术，其实质是液体的分离技术。膜处理技术包括微滤、超滤、反渗透和电渗析等，目前在水处理中应用比较多的是微滤和超滤技术。超滤可以去除0.2μm到0.01μm范围内的微粒，微滤可以去除0.2μm到500μm范围内的微粒，由于膜技术能够有效去除寄生虫、细菌和部分病毒，大大提高了再生水回用的安全性，同时使加氯量减小，特别适于有可能与人体接触的场合，如冲厕、浇洒绿地等。
2.膜处理技术
按照膜对物质的分离范围和分离过程应用的推动力来分类，主要分为反渗透 RO（Reverse Osimosis）、纳滤 NF（Nanofiltration）、超滤 UF（Utrafiltration）和微滤 MF（Microfiltation）。
上表列举了几种主要膜工艺的特点。以上四种膜的结构及性能差异很大，在再生水处理中的应用也各不相同。超滤和微滤对水中有机物的去除效果较差，通常需要与其他工艺（如粉末活性炭、臭氧等）联用以改善水中小分子有机物的去除[24]。四种膜技术在不同程度上都能有效去除色度、嗅味和其他有机物。当前膜处理方法主要有两种，即膜生物反应器和集成膜技术。
膜生物反应器由膜组件和生物反应器构成，是生物处理技术的活性污泥法与膜分离的组合工艺，与传统的生物活性污泥污水处理工艺相比较有其独到之处，特别是占地面积小、设备集中、模块化、易于实现自动控制、出水水质好，不必进一步处理而直接可以回用。并且具有升级改造的潜力。意大利污水处理厂利用膜生物反应器技术，污水日处理量为3700 t，其出水可直接用于工业、农业和市政回用水。
集成膜技术也就是几种膜分离技术组合在一起的工艺。常用于污水中水回用的组合方式包括：MBR+RO、UF+RO、MF+RO。MBR+RO工艺中膜生物反应器用于去除原污水中的大量有机物，反渗透用于处理膜生物反应器的出水，主要是利用反渗透膜去除剩余的有机物和大部分盐类，起到净化和软化的作用，出水符合回用水和杂用水标准，广泛用于国内外的污水回用中。
目前膜分离技术在水处理中的应用越来越广，城市污水处理二级出水经微滤膜装置处理后可回用与工业、景观用水、城市杂用水等。随着膜分离技术的不断发展，越来越多的研究与应用表明，不同的膜分离技术相结合将成为再生水处理的发展趋势。天津开发区使用连续微滤和反渗透为核心技术，对污水二级出水进行深度脱盐处理，一期工程处理规模达到 10000m3/d，出水水质稳定。
3.存在的问题
在膜的实际应用过程中必须注意膜污染问题。膜污染可分为有机污染和无机污染两大类。无机污染包括 CaSO4、MgSO4、铁盐或凝胶、磷酸钙复合物、无机胶体等。有机染包括蛋白质、脂肪、微生物、有机胶体及凝胶、腐质酸、多羟基芳香化合物等污染。杨胜武[35]等采用扫描电镜及能谱分析对处理城市污水厂二级出水的微滤膜污染物进行分析，结果表明膜表面的污染物以微生物和有机物为主。
目前，防止膜污染有以下几种方法：一是对原水预处理，采用加超细纤维、粒状活性炭、烧结材料等进行预过滤，用臭氧、混凝沉淀预处理等。二是膜表面的改性，对膜材料结构以及性能进行优化研究，提高膜组件的抗污染性。三是优化操作条件，采用外加场对膜污染进行控制，强化传质，提高设计、运行合理性等。四是强化清洗，利用高压反冲、机械清洗、化学清洗等方法，对膜表面堆积的有机污染物、无机污染物、金属离子等进行有效清洗。
4.展望：
随着膜分离技术的不断发展，越来越多的研究与应用表明，不同的膜分离技术相结合将成为再生水处理的发展趋势。在使用膜技术处理再生水时，应针对实际中不同进水水质和回用要求，对膜系统进行系统的研究与优化，从而为膜技术大规模推广与应用积累经验。
参考文献：
[1]孙昊. 基于NLP 和 SD 模型的城市污水再生利用规划研究[D]. 北京: 清华大学, 2006.
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[4]周彤. 污水回用决策与技术[M]. 北京: 化学工业出版社, 2002. 2831-2833.
[5]葛元新, 朱志良. MBR 膜的污染及其清洗技术研究进展[J]. 清洗世界, 2005, 21(8): 24-29.
论文作者:姜倩利, 柯勇, 刘吉
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第15期
论文发表时间:2019/9/19
标签：技术论文; 污水论文; 有机物论文; 膜技术论文; 超滤论文; 城市论文; 反渗透论文; 《工程管理前沿》2019年第15期论文;