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摘要：为了提高工业污水再生回用的效率，应加大微滤-反渗透技术的创新和优化，实现最大限度地提升污水处理的经济、社会以及环境效益。本文在阐述污水危害与再生回用重要性的基础上，探讨了微滤-反渗透技术的应用优势，同时以实际试验项目，探讨了其应用于反渗透预处理污水回用的具体效果，希望对技术推广和发展提供参考。
关键词：微滤；反渗透预处理；污水回用；应用
1污水的危害与再生回用的意义
工业废水种类繁多，成分复杂。例如石油、煤化、石化、纺织和冶金等行业在生产加工中会产生各种具有污染性质的化学物质，因此废水中会含有多种有毒物质，不仅对环境造成污染，同时对人类居住健康还会造成巨大威胁。其次，随着国内环保力度的加大，工业用水价格的不断攀升，人们越来越认识到工业废水处理后循环回用经济的重要性。因此开发综合利用、化害为利的处理工艺极为必要。此外根据废水中污染物成分和浓度，采取相应的净化措施进行处置后，才可进行排放。深度处理工业废水并循环回用，一方面能减少废水排放量和保证废水达标排放，另一方面还能减少新鲜工业用水量，完全符合国家节能环保的政策要求。
2对微滤-反渗透技术及优势的分析
目前，反渗透膜（RO）技术在水处理领域应用广泛。反渗透设备核心组件是高性能的反渗透膜。随着膜技术的迅速发展，各种膜元件及组件在水处理中的应用越来越广，但将微滤作为反渗透预处理的工程实例很少，然而却有着独特的优势。
首先，微滤技术是以压力差作为推动力的筛分原理实现膜分离过程。微滤膜是指孔径为0.02-10μs，所施加的压力差为0.01-0.2Mpa，具有筛分过滤作用的高度均匀的多孔固体连续介质。其次，反渗透技术是渗透的逆过程，通过半透膜只透过溶剂且截留溶质的性质实现溶液中溶剂和溶质的分离。根据操作压力分类，反渗透膜可以分为低压膜、超低压膜和高压膜。微滤-反渗透技术作为一种高效、节能的分离净化和浓缩工艺，具有无相变、能耗低、效率高、工艺简单、操作方便、节约投资、管理成本低等优势。与传统净化方法的区别在于，膜分离工艺能在不添加其他化学药剂的前提下有选择性地透过某些物质而保留混合物中其它组分，不仅可以使废水达到排放标准，而且可以回收部分原材料、提高水的利用率。面对越来越复杂的工业废水生化出水，采用微滤-反渗透双膜技术进行深度处理，是实现工业废水处理回收应用的新趋势。微滤膜处理工业污水采用微絮凝技术可以有效地降低膜阻力和提高膜通量。微滤出水可以满足反渗透的进水要求，在污水回用中微滤直接作为反渗透的预处理是具有积极意义的。
例如，纺织印染行业的废水色度高，毒性大，直接外排会对水环境造成很严重的破坏。此类废水可生化性较低，因此无法使用传统的活性污泥法处理，使用反渗透膜技术与其他工艺结合后，能够处理水中污染物并实现废水的循环使用。In-ChulKim等研究指出，印染废水以微滤（MF）预处理，采用“纳滤→反渗透”（NF→RO）工艺能使出水的SS接近于0，COD低于5mg/L，根据水质和膜污染的情况，处理微滤预处理的出水，能够实现对印染废水的循环使用。
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3微滤应用于反渗透预处理在污水回用中的实践探讨
3.1实践概况
滤装置由中法水务东莞新纪元微滤设备有限公司提供，膜孔径1.2μm，有效膜面积22m2/支，工业标准化滤筒，出力4～5m3/h，试验采用单支膜，死端过滤。前期原水为某火力发电厂的循环冷却排污水，后期为某石化的炼油废水。
3.2微滤工艺参数
（1）微滤过滤的滤速
微滤系统的处理能力6~40m3/h，推荐滤速为24m3/h。微滤的进水通过带初滤的定压变频泵来实施。能够通过微滤PLC改变供水泵（P-1）的给定率以及微滤处理的能力情况来调整滤速。
（2）微滤过滤的周期
微滤的技术流程为：原水箱（FT）进水到达设定的液位——微滤过滤开始——向微滤反冲的洗水箱（RT）中实施补水（启动化学计量设备，向RT中投入次氯酸钠），到达设定的液位——向清水池中进行输水——过滤的时间到达设定的值，开始进行反冲洗，气水同时反洗——水反洗——过滤开始。过滤周期的主要制约因素是原水中的杂质和反洗的质量。设计的过滤时间为18min，气水反洗为60s，水反洗为30s，整个的周期为19.5min。我们能够根据处理的效果和运行的实际状况来实施运行周期的调整。
（3）微滤膜柱过膜压差
设计跨膜压力的最大值为3bar。实际运行的过程中我们将过膜压差控制在0.3~0.8bar。过膜压差的主要影响因素有：（1）膜柱进口的压力（0.1~0.2MPa）。（2）膜柱出口的压力，根据出水管上手动阀HV24控制。（3）进水中的杂质，杂质含量越高，膜就越易出现堵塞，压差也会增高。（4）反洗的强度和时间，气水反冲对膜柱的表面杂质的去除质量由反洗的时间和强度控制，反洗的时间设为60s，反洗水的强度0.1~0.2m3/min。（5）反洗水中的有效氯浓度，反洗水中加入次氯酸钠，其浓度为10%，反洗水中的有效氯浓度＞15mg/L。所运用的次氯酸钠质量分数为10%，密度为1.1g/mL。每一次进行的反冲洗应当加入的次氯酸钠量为：29~60mL。
（4）微滤膜的化学清洗
生产一段时间后，微滤膜的过膜压差会上升，简单的冲洗无法使压差降下来，此时学要进行化学清洗（CIP）。化学清洗的周期由过膜压差决定，压差高到设定值就需要进行CIP。实际运行过程中设定CIP周期为30天。每次CIP前先将初滤袋取出，洗净晾干，CIP结束后换上。
3.3实践应用分析
（1）对浊度的去除
采用微絮凝技术与膜分离技术相结合，对原水浊度的去除效果见图1。从图1可以看到，尽管进水的波动很大，但膜的出水浊度基本低于0.25NTU，平均在0.1NTU左右，该指标远远低于反渗透的进水浊度要求（浊度＜1NTU）。
图1 对原水浊度的去除效果
（2）对有机物的去除
微滤出水的COD的去除率在30%～60%。试验采用微絮凝技术和膜分离技术相结合，使水中的小分子有机物、藻类、胶体等物质首先絮凝，生成大的絮凝体，因而大大地提高了COD的去除率。絮凝剂的絮凝效果直接影响COD的去除率，选用高效的絮凝剂，完全可能进一步提高COD的去除率。
（3）微滤出水的SDI
在试验期间，无论是电厂的循环冷却排污水还是炼油废水，微滤出水的SDI值一直在1.2～3之间变化，平均值在2.0左右，完全满足反渗透膜的进水要求（SDI＜4）。
4结束语
污水处理是微滤应用的一大市场，随着膜技术的发展以及膜分离技术之间的联合，微滤在这一应用领域的市场也越来越大。微滤是在压差推动力作用下进行的液相分离过程，具有无相变、能耗低、设备简单、占地面积小等优点，目前全世界微孔滤膜的销售量，在所有合成膜中居第一位。采用（MF+RO）工艺进行一系列污水处理试验，试验结果表明微滤直接作为反渗透的预处理在技术上是可行的，起出水水质稳定、良好，能够满足反渗透的进水要求。
参考文献
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[4]郭慧苹.反渗透在华能北京热电厂的应用[D].华北电力大学,2017.
论文作者:乔立柱,刘乐启,郑翔鹏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第9期
论文发表时间:2018/8/27
标签：反渗透论文; 滤膜论文; 污水论文; 废水论文; 技术论文; 浊度论文; 絮凝论文; 《建筑学研究前沿》2018年第9期论文;