膜法水处理技术在工业污水回用中的应用

史金卓

（天津海化环境工程有限公司，天津 300000）

膜法水处理技术的出现，较为完美的解决了工业污水回用的生态环保和经济成本问题，而且还兼具分离效果好、占地面积小、操作简单等诸多优点。

1 工业污水回用常用方法分析

1.1 物化技术

物化技术是最常用的污水回用处理技术，技术操作要求低，主要包括：活性炭吸附、过滤吸附等方法。 它更适用于工业污水处理量不大的地区，并且较之新兴的污水回用技术它的污水回用效率较大，并且前期基础设施投入大，占地面积大，优点是运行方便，简单。

1.2 生物技术法

生物技术在污水回用应用中最大的特点就是污水处理成本，但是它对于污水处理的地区和水质要求较高。 一般只能在特点地区采用，使用限制较大，无法大面积推广。 一般分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。 前者是指利用好氧微生物在氧气充裕的地区通过微生物本身的新陈代谢功能来降解有机物、达到无害化目的，对环境较为友好。 厌氧生物处理法则是利用厌氧菌将污水中的大分子有机物化解为化合物，从而将其转化为二氧化碳、甲烷等，尤其是在处理煤炭化工等行业产生的工业污水中可以达到很好的污水处理效率，并且还可以在污水回用的环节结合膜法水处理技术，提高污水回用中的污水质量。

1.3 膜法水处理技术[1～3]

膜法又称为“反渗透法”，膜法技术是指利用膜分离技术来进行污水回用，并且使得回用的工业污水达到可供利用现代化新型技术。 常见技术包括超滤、反渗透等，涉及到物理、化学、材料等多学科技术融合，具有净化污水、节约水资源、降低能耗的优势。 并且它较之传统污水处理技术还具有占地少、运行操作全自动化、处理费用低、性能稳定等特点，应用前景十分广阔。

2 膜法水处理技术在工业污水回用中的应用[4～9]

以西南地区某石化炼油厂为例，该厂在利用膜法水技术进行污水回用中，采用膜法中的超滤结合反渗透的方法，通过除盐装置将原油生产工业污水中的盐分进行去除，使之经过膜法水处理技术后的水可以直接用于原油生产。 具体流程见图1， 将产区产生的工业污水通过管道输送到原水罐中，再经由过滤装置过滤掉杂质和大分子有机物使之达到膜法技术所需的原水品质，经由反渗透装置，加入相应的处理试剂将污水中的盐类物质溶解， 最后输送进原－热离子交换系统中做最后的除盐工作，然后供应给锅炉保持炼油厂用水不间断。

图1 超滤和反渗透膜法工艺流程图

2.1 原水水质

整个膜法过滤系统进水是来自于炼油厂西片区直接输送过来的回用污水，其中污水的各项水质指标如表1 所示。

表1 原水水质

2.2 主要设备设计参数

2.2.1 超滤装置

在整个膜法水过滤系统设计之初，共安装10套超滤装置，均采用自动化处理。 污水处理量可达500m3/h，浊度≤2，产水SDI≤3，自用水率≤5%。 超滤装置可以按照用水量的需求运行，既可以单独运行，也可以同时运行。 确保了后续的反渗透装置可以稳定运行。

2.2.2 反渗装置

在此系统中反渗装置安装4 套，设计总产水量理论上最高可达410m3，脱盐率高于8%，回用率高于80%。 在反渗透装置中采用具有抗污染性能的反渗透膜， 此种反渗透膜对水的亲和性强，确保了装置可以长久运行，延长反渗透的使用周期，不易出现故障，降低运行维护成本。

2.2.3 工艺辅助系统

1）氧化剂加药装置。 这个辅助装置的作用在于避免超滤膜上有微生物、细菌等附着，影响污水回用的水质。 为了去除这些细菌，加入氧化剂进行去除吸附。 2）还原剂装置。 这是为了保护反渗透膜，通过向水中加入还原剂，还原水中的氧化剂，从而达到保护反渗透膜的目的。 3）化学清洗装置。 这主要是用于清洗超滤装置和反渗透装置。 它们在污水回用处理中其表面会吸附大量杂质和尘垢， 需要及时加入化学药剂进行清洗，避免影响到污水回用效果。

2.3 运行情况

该项目于2014 年通过验收并投入使用，截止到目前此套装置都保持着稳定、高效运行并未出现任何故障。 主要运行指标均达到了水质标准，具体为：超滤装置产水SDI＜2.5，浊度＜0.2，回用率＞95%，已达到系统设计之初的预设标准；反渗透装置总产水量达400m3， 脱盐率≥98%， 回用率≥87%。系统产水的水质也达到相应标准，水质状况大大改善，完全满足了工业用水对于水质的要求。

2.4 技术经济情况分析

采用膜法水技术来处理工业污水，对回用的工业污水进行脱盐处理后来代替原来一直使用的工业用水，设计的新鲜地表水的取水量比原来减少600m3/h，每年可节约5 000 000 m3，对外排放的污水量减少500m3/h， 每年总污水排放量可减少4000000m3，仅此一项每年就可为企业节约一大笔用水费用。 采用膜法水技术来进行工业污水回用与原离子交换系统所采用的新鲜水相比较，每年所耗费的费用可见表2。

从表2 可以看出：膜法水回用污水装置一旦建成，1t 水消耗可减少2.61 元， 除盐水量按照400t/h 计算， 每年预计可在用水消费方面节约900 万元。

表2 除盐t 水运行消耗与费用

3 结语

水质是决定水用途的关键因素，单一的物化或生化处理很难达到各种不同用途的回用要求。采用膜法水处理技术与其它技术的嫁接，可以实现工业废水的综合利用，而它们的组合工艺是使污水得到回用的一个重要途径，它确保了污水回用处理工艺的广泛适应性和低成本。 经过上述项目实际运行情况来看，采用膜法水处理技术装置都保持着稳定、 高效运行并未出现任何故障，设备稳定性高。 并且经过多年的发展，膜法水处理技术运用于工业污水回用中的工艺处理流程也越发科学合理，足以胜任当前高标准的工业污水处理形势。 加之当前工业用水对于水质的要求越来越高，传统的物化处理污水技术已经达不到工业污水回用的标准，膜法水处理技术可以弥补传统污水回用处理技术的不足，不仅可以改善水质状况，并且其设备的高效稳定运行也避免了设备的故障，减轻了后期的维护压力。

使得处理后的工业污水可以达到满足污水回用的标准，节约水资源，实现水资源的可持续利用。 在当前生态环境保护愈发重视的情况下，加大对工业污水回用的净化力度， 保护生态环境，促进企业发展，应用膜法水处理技术是一种趋势，值得进行大力推广。