反滲透水處理技術(shù)是近幾十年來(lái)興起的技術(shù)，具有高脫鹽率、適應(yīng)水質(zhì)含鹽量范圍廣、化學(xué)藥劑消耗少、環(huán)保、占地面積小、自動(dòng)化程度高、產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)〔1, 2, 3, 4, 5〕，廣泛應(yīng)用于地表水回用、市政污水回用、海水淡化、鋼廠廢水回用、印染廢水回用等領(lǐng)域〔3, 4, 5, 6〕。某化纖生產(chǎn)企業(yè)利用國(guó)外進(jìn)口的廢棄飲料瓶深加工處理成彈性纖維，廣泛用于被服、靠墊、枕芯、沙發(fā)及無(wú)紡布制造等行業(yè)。近年來(lái)該企業(yè)先后投入 2 000多萬(wàn)元用于污水處理，其生產(chǎn)用水取自污水處理廠達(dá)標(biāo)排放的污水，采用反滲透技術(shù)對(duì)污水有效脫鹽，并將合格的產(chǎn)水回用到生產(chǎn)工藝中，實(shí)現(xiàn)了污水的有效利用，同時(shí)減少了當(dāng)?shù)卣�府供�?yīng)自來(lái)水的負(fù)擔(dān)，帶來(lái)良好的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。筆者對(duì)反滲透技術(shù)在該化纖企業(yè)污水回用項(xiàng)目中的應(yīng)用情況進(jìn)行介紹。

1 污水和工藝用水的水質(zhì)情況
該企業(yè)水處理系統(tǒng)的源水取自附近污水廠達(dá)標(biāo)排放的污水。該污水含有較高的COD、有機(jī)物、膠體等，同時(shí)濁度和硬度也較高，必須經(jīng)過(guò)預(yù)處理才能達(dá)到反滲透的進(jìn)水水質(zhì)要求；此外該化纖生產(chǎn)企業(yè)的工藝用水標(biāo)準(zhǔn)非常高，高于當(dāng)?shù)刈詠?lái)水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。污水和工藝用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)如表 1所示。

2 污水回用工藝流程設(shè)計(jì)
污水回用工藝流程見(jiàn)圖 1。

圖 1 污水回用工藝流程

考慮到污水廠達(dá)標(biāo)排放的污水濁度和COD比較高，同時(shí)懸浮物、膠體和顆粒物也較高，超過(guò)了機(jī)械過(guò)濾器（砂濾和碳濾）承受的負(fù)荷范疇，所以在機(jī)械過(guò)濾器前增加絮凝+全自動(dòng)凈水器處理工藝，目的是去除污水中大部分懸浮物、膠體和顆粒狀機(jī)械雜質(zhì)，并部分去藻、降低有機(jī)物；砂濾+碳濾+保安過(guò)濾器作為機(jī)械過(guò)濾器，用來(lái)進(jìn)一步降低水中的懸浮物、膠體和顆粒物等，保證反滲透的進(jìn)水SDI15＜5，其中碳濾還可以吸附水中的有機(jī)物、余氯、色度等，降低COD，也能防止余氯對(duì)反滲透膜的氧化；換熱器調(diào)整進(jìn)水溫度常年穩(wěn)定在25 ℃左右，基本滿足反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水溫度要求；注水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)之前添加還原劑和阻垢劑，還原劑保證反滲透進(jìn)水的余氯低于0.1 mg/L，保證反滲透膜不會(huì)被氧化，阻垢劑主要是保證反滲透系統(tǒng)回收率在70%左右時(shí)系統(tǒng)不會(huì)結(jié)垢，確保系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；反滲透系統(tǒng)主要起到脫鹽作用，其核心是時(shí)代沃頓公司的FR11-8040抗污染膜元件，可使處理后的脫鹽水滿足工廠的生產(chǎn)用水標(biāo)準(zhǔn)，且其水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)高于當(dāng)?shù)刈詠?lái)水。

水處理系統(tǒng)由全自動(dòng)凈水器+砂濾+碳濾+換熱器+保安過(guò)濾器+反滲透系統(tǒng)組成，具體配置如表 2所示。

3 反滲透系統(tǒng)運(yùn)行情況
反滲透系統(tǒng)是整個(gè)水處理系統(tǒng)的脫鹽核心，反滲透膜可除去水中絕大部分可溶性鹽，以及全部膠體和微生物，保證了出水水質(zhì)，為后續(xù)工藝提供優(yōu)質(zhì)水源。由于項(xiàng)目進(jìn)水是污水處理廠的排放水，濁度和COD仍然較高，因此選用聚酰胺復(fù)合抗污染膜FR系列，該系列反滲透膜采用特殊工藝對(duì)膜表面進(jìn)行處理，改變了膜片表面的光滑度，增加了膜表面親水性，膜表面電荷也趨于中性，同時(shí)采用寬進(jìn)水流道網(wǎng)設(shè)計(jì)，從而減少了污染物及微生物在膜表面的污染，延長(zhǎng)了膜的使用壽命，適于預(yù)處理后的污水回用。膜型號(hào)為FR11-8040，為D 201 mm×1 016 mm的卷式組件，性能參數(shù)如表 3所示。該反滲透系統(tǒng)為一級(jí)兩段式設(shè)計(jì)：（6∶4）×6，膜元件數(shù)量為60支，設(shè)計(jì)產(chǎn)水量為40 m3/h，設(shè)計(jì)回收率為70%，溫度為25 ℃。

3.1 反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水情況
從實(shí)際情況來(lái)看，反滲透系統(tǒng)在該化纖廠污水回用項(xiàng)目中的應(yīng)用效果較好，系統(tǒng)平均產(chǎn)水量在40 m3/h左右，回收率在70%左右，滿足供水要求；當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)水電導(dǎo)率在3 000~5 000 μS/cm波動(dòng)時(shí)，產(chǎn)水電導(dǎo)率在150 μS/cm以下（設(shè)計(jì)要求在250 μS/cm以下），滿足該廠工藝用水的水質(zhì)要求。期間對(duì)產(chǎn)水水質(zhì)進(jìn)行分析，如表 4所示。

3.2 反滲透系統(tǒng)的清洗情況
反滲透系統(tǒng)的污染物主要是有機(jī)物、膠體和微生物等，且污染非常嚴(yán)重，當(dāng)產(chǎn)水流量降幅在10%~15%時(shí)，就必須進(jìn)行化學(xué)清洗，平均清洗周期約1個(gè)月。清洗藥劑的選擇上也主要針對(duì)這些污染物，以堿（氫氧化鈉）為主復(fù)配藥劑，復(fù)配藥劑組成為NaOH（氫氧化鈉）+Na-SDS（十二烷基苯磺酸鈉）等，pH為12左右，清洗時(shí)間為6 h左右；之后進(jìn)行保護(hù)性清洗，清洗液為鹽酸，pH為2~3，清洗時(shí)間為1 h，清洗液溫度為25~30 ℃。每次化學(xué)清洗后用干凈水進(jìn)行沖洗，直至清洗液完全被沖出為止。

4 效益核算
對(duì)能耗、藥劑消耗以及人工費(fèi)用進(jìn)行核算，污水回用成本約在3.5元/t，且水質(zhì)能夠達(dá)到工廠工藝用水的要求；目前該化纖廠所在開(kāi)發(fā)區(qū)的自來(lái)水價(jià)格約為6.5元/t，且該自來(lái)水需經(jīng)過(guò)脫鹽處理后方能達(dá)到工廠用水標(biāo)準(zhǔn)，僅以目前每噸自來(lái)水價(jià)格計(jì)算，按照每年節(jié)省自來(lái)水約35萬(wàn)t，則節(jié)約自來(lái)水費(fèi)用約227萬(wàn)元/a。若接下幾年水價(jià)劇增，每年節(jié)省的購(gòu)水費(fèi)用會(huì)更高，此污水回用項(xiàng)目具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。具體參見(jiàn)http://szhmdq.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

5 結(jié)論
反滲透膜技術(shù)在某化纖廠污水回用項(xiàng)目的成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)有效脫鹽處理，并將合格的回用水應(yīng)用到生產(chǎn)工藝中，帶來(lái)很好的經(jīng)濟(jì)效益，僅對(duì)比現(xiàn)在的自來(lái)水價(jià)格，每年就已節(jié)約購(gòu)水費(fèi)用35萬(wàn)元左右，若未來(lái)水價(jià)劇增，每年節(jié)省的購(gòu)水費(fèi)用就更高；另一方面通過(guò)對(duì)污水的有效回收利用，減少了當(dāng)?shù)卣�府供�?yīng)自來(lái)水的負(fù)擔(dān)，做到不與當(dāng)?shù)鼐用駹?zhēng)奪自來(lái)水資源，實(shí)現(xiàn)了水資源的多樣化以及污水的可持續(xù)利用，也為推進(jìn)化纖廠的綠色轉(zhuǎn)型做出貢獻(xiàn)，具有良好的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益，是值得推廣的城市新型水循環(huán)模式。