关键词：中水回用技术；工业生产；应用
一、国内外工业中水回用概况
由于“水危机”的困扰，许多国家和地区积极着手巩固和加强节水意识以及研究城市和工业废水再生与回用工作。日本、美国等国早已开展污水处理后回用于生活和企业生产的工作；中水回用的典型代表是日本，20世纪60年代起就开始使用中水。1997年底，日本供建筑、建筑物群、居民小区的冲厕或其它非生活饮用的杂用水污水净化设施有1475套，回用水量为0.71亿m3/a，占城市总供水量（165.5亿m3/a）的0.4%。与此同时，中水开发与回用技术近期得到了迅速发展，在美国、日本、印度、英国等国家（尤以日本为突出）得到了广泛的应用。这些国家均以本国度、区域的特点确定出适合其国情国力的中水回用技术，使中水回用技术越来越臻于完善。在我国中水回用已受到各级政府及有关部门重视，并对企业中水回用提出了具体要求。
二、工业中水回用的特点及技术
2.1工业中水回用的特点
工业中水回用是用各种物理、化学、生物等手段对工业所排出的废水进行不同深度的处理，达到工艺要求的水质回用到工艺中去，从而达到节约水资源，减少环境污染的目的。
2.2工艺技术
工业废水回用就是将工业生产中使用过的水经处理后回用。有两种不同程度的回用:一是将污水处理到可饮用的程度，即实现水资源直接循环利用；而另一种则是将污水处理到非饮用水的程度。对于前一种，因其投资较高、工艺复杂，非特缺水地区一般不常采用。多数国家则是将工业废水经集流再生处理到非饮用的程度进行回用，因其水质指标低于城市给水中饮用水水质标准，但又高于污水允许排入地面水体排放标准，因此用来充当工业用水、地面清洁、浇花、洗车、空调冷却、冲洗便器、消防等不与人体直接接触的杂用水。中水回用处理工艺根据污水水质、水量以及回用的水质和水量要求，综合考虑经济技术参数，确定最佳处理工艺。不同的水质要求，处理工艺亦不同。国标《建筑中水设计规范》推出的多种处理工艺和利用方式如膜分离（MF、UF、NF、OF）技术、膜生物反应器、曝气生物滤池、生物活性炭、土壤生物系统、土壤毛吸处理利用系统（人工土地系统）等多种新的处理、利用方式方法，在国内、国外都有成功的应用，在进一步的推广应用中必使中水工程应用技术登上一个新的台阶。目前常用处理工艺以污水二级生化处理加三级深度处理单元为主。中水处理工艺方法主要有:KT生化法工艺、MBR工艺、SPR除磷工艺、常规膜处理技术、集成膜处理技术。
上述各种中水处理工艺，均要求工业废水的指标和排量要能与废水处理设备的处理能力相匹配；因此最直接的解决途径还是在满足生产工艺的前提下尽量减少工业废水的排放。由于工业用水除与物料进行混合（稀释）不再回用外，大部分都是作为冷却使用。作为冷却水，可通过以下方式节约水资源:①改直接冷却水为间接冷却水:在冷却过程中，特别在化学工业中，如采用直接冷却的方法，往往使冷却水中夹带较多的污染物质，使其失去再利用的价值；如能改为间接冷却，就能克服这个缺点。②降低冷却要求，减少冷却水用量。③采用非水冷却:如在某种工艺生产中，采用空冷或油冷，达到冷却的目的。④利用人工冷源或海水作冷却水，减少地下水或淡水用量。⑤合理利用冷却水:对已使用过的冷却水可以进行一定的降温措施后，反复使用；也可以在第一次作为冷却水使用后，用于其它对水质、水温要求较低的场合。在采用这个办法时，要注意各车间供水系统的密切配合，加强冷却水的管理，避免因一个环节出问题而影响其他车间供水。
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三、中水回用技术方案
主要工艺路线：絮凝池---生物滤池初步过滤---多介质过滤器深度过滤---高压水泵提升至反渗透膜系统
3.1絮凝池除油除硬
通过向污水中投加少量药剂，使水中的胶体颗粒或油等污染物的双电层被压缩，失去稳定性而形成较小的微絮凝颗粒，这些微絮凝颗粒再互相聚结或通过其它物质的架桥作用而形成大的颗粒絮体后，由水中排除。微絮凝可去除20%以上的COD、悬浮物、油及40%以上的磷。加入氢氧化钠等碱液使水中钙镁离子沉淀后排出，沉淀污泥利用压滤机去水压实后，泥饼含水率不足5%，收集后集中焚烧处理。
3.2滤池
生物滤池曝气生物滤池（BAF）利用生物膜法净化污水，滤池的生物膜是由滤料表面和滤料空隙之间截留的悬浮物、吸附胶体和繁殖微生物所形成的。在池型结构设计上，为降低基建投资，采用半地上钢筋砼结构，曝气生物滤池采用2个系列并联运行，每个系列为推流式水力流态，既实现了处理能力的冗余，又在微生物处理体系的建立上能够自然形成梯次生物体系，以进一步强化去碳作用及氨氮转化过程，从而能够更加增强系统的抗冲击能力。
利用生物活性碳技术，生物活性碳工艺的理论机理主要是利用活性碳作为微生物载体，利用其优异的吸附性能使轻度污染废水中的有机物质进行富集浓缩以达到微生物代谢分解的基质条件，通过自然驯化（或人工强化）形成的微生物体系，实现吸附—微生物分解再生—再吸附的水质净化过程。同时，由于碳层水力分布的不均衡性，在生物活性碳塔内部会交替形成微观厌氧或缺氧区，从而形成特定的厌氧菌、兼性菌与好氧菌的并存微生物平衡体系，通过厌氧微生物的水解酸化作用，进一步提高废水的可生化性，对提高处理效率、稳定出水水质具有重要作用。
3.3设置一级多介质过滤器
多介质过滤器内装多种性能不同的滤料（主要包括石英砂、陶粒和沸石，依照比重、粒径进行级配构成），有针对性地去除相应的物质，还有催化、过滤及吸附等作用。这些滤料都有较大的比表面积，可以作为生物膜的载体，可自然形成一定的生物处理能力，对COD、氨氮、SS等的去除效果显著。利用其截留作用、吸附作用以及生物膜的生物降解作用，可以去除经曝气生物滤池处理后残留的有机物，协助生化系统净化水质，提高出水水质并增强抗冲击性，同时可以充分截留有机悬浮物，降低后续臭氧氧化单元的臭氧投加消耗，降低生物活性碳过滤器有机负荷，延长反洗周期。
3.4臭氧的利用
废水中主要含有一定量的有机物，原水中COD在47～76mg/L，BOD/COD比值在0.20左右，其废水可生化性非常差，尤其废水中的芳香族等有机物在好氧条件下不易被微生物分解。臭氧具有强烈的氧化作用，利用臭氧预氧化作用，能使水中难以生物降解的有机物断链、开环，使其能被生物降解。另外，臭氧还能起到充氧作用，使生物活性碳滤器有充足的溶解氧用于生物氧化作用。
3.5设置二级多介质过滤器
该过滤器与一级多介质过滤器相同。利用多种不同性质功能的滤料级配所构成的过滤层，具有过滤精度高、过滤容量（纳污能力）大等显著优点，可进一步去除上工序出水的未分离完全的混凝胶体微粒，有效降解有机物，改善出水水质，并延长了多介质过滤器的反洗周期，降低自耗水量。
3.6反渗透膜处理技术
反渗透膜利用高压泵增压后进入膜系统，利用膜技术将水中盐分过滤分离，一端为产水、一端为浓水、产水含盐量100mg/L以下，其他指标均接近于零，可用于生产回用、养殖、饮用等，浓水可用于生产回用或进行深度处理。
四、结束语
综上所述，工业生产对水的使用不可缺少，在目前水资源日趋紧张和注重生产效益及环境保护的多重压力下，愈发显示出了工业在回用中水方面的发展优势及开源和减少污染的双重功效。回用水的制水成本低，这是因为节省了水资源费、水与远距离输水的能耗费用和基建费用。随着国家对中水回用政策的出台和完善，相信我国的工业废水处理和中水回用将会得到越来越广泛的应用。
参考文献：
[1]刘志斌. 城市中水回用的问题与对策分析[J]. 建材与装饰，2019（09）
[2]刘慧君. 中水回用技术在钢铁企业中的应用[J]. 节能，2019（05）
论文作者:李婉莹
论文发表刊物:《城镇建设》2019年21期
论文发表时间:2019/12/16
标签：生物论文; 滤池论文; 工艺论文; 冷却水论文; 中水回用论文; 水质论文; 微生物论文; 《城镇建设》2019年21期论文;