中水回用应用实践总结

刘涛　金兴玲

摘 要：从中水回用项目实施背景出发，对中水回用实施的目标及采用的工艺进行了简要分析，同时对中水回用实施后的运行情况及效果进行了总结。

关键词：中水回用；改造；污水处理；工艺

中图分类号： X0 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）18-173-2

1 实施背景

安化公司各生产装置进入终端污水处理站的废水约有650t/h，2013年经清污分流改造后，部分循环水排污和脱盐水制备废水直接排入终端污水處理系统出口达标排放，其他高污染废水进入终端污水处理站经生化处理后达标排放。终端污水处理站排出的废水直接排放未回收利用，水资源浪费严重。

另外，公司二级除盐水站原设计生产能力为400t/h，到中水回用项目实施前膜装置已连续运行6年，膜产水能力逐渐下降，处理能力只能达到340t/h左右。随着公司生产装置的增多及负荷的提升，二级除盐水站供水能力的不足将逐步显现，将无法满足公司整体脱盐水水量要求。

2 改造目标

中水回用改造的目标是将终端达标排放600t/h污水经过中水回用装置全部流程处理后，水质达到二级脱盐水标准，电导小于0.2us/cm，满足锅炉使用指标要求。

3 中水回用实施方案及措施

3.1 中水回用技术简介

3.1.1 生物处理技术

该技术是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。另外，活性污泥法及其他的变形工艺流程， 包括氧化沟、SBR 法、AB 法、A/O 法、A/A/O法、循环活性污泥工艺（CASS）等技术都在中水回用处理中有过应用，而且处理效果良好。

3.1.2 物化处理技术

以混凝沉淀（气浮）技术及活性炭吸附相结合为基本方式， 主要用于处理优质杂排水。混凝沉淀与活性炭吸附的处理方法与传统的二级处理相比，提高了水质，但运行费用较高。

3.1.3 膜处理技术

采用超滤（微滤）或反渗透膜处理，其优点是SS去除率很高，占地面积小。当前膜处理技术主要有两种，即连续微过滤和膜生物反应器。连续微过滤系统是以微滤膜为中心处理单元， 配以特殊设计的管路、阀门、自清洗单元、加药单元和PLC自控单元等，形成闭路持续操作系统。处理液在一定压力下通过微滤膜、超滤膜过滤，达到物理分离的目的。膜生物反应器（MBR）是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术， 以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理没施占地， 并通过保持低污泥负荷减少污泥量。与传统的生化水处理技术相比，MBR具有以下主要特点：处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单。

3.2 安化公司中水回用实施方案

目前中水回用装置普遍采用“多介质+超滤+反渗透”工艺，为减少投资，安化公司结合现有装置及终端污水处理站出水水质分析，处理工艺确定为“预处理+脱盐”，其中预处理工艺需要降低水中总硬度、浊度、COD等指标，使出水水质满足膜脱盐设备的进水要求。对于水中的上述指标，经多方了解和实地考察，均可通过“电活性絮凝法、电气浮氧化法、沉淀过滤法”三法净水一体化处理技术进行有效降低去除。

安化原有一套400m3/h反渗透装置，采用多介质过滤器+RO+混床工艺，含9台多介质过滤器、4套RO和5台混床，设计进水为井水，常年水温17度，因井水水质较好，装置未设超滤。原九阳污水处理装置采用反渗透工艺，设计处理量288m3/h，未设混床、超滤。

为实现资源的优化配置和降低投资，项目实施中充分利用现有装置，将现有反渗透装置和原九阳污水处理装置用来处理终端达标水，原九阳污水处理装置处理268m3/h，反渗透设计收率为65%，产水174m3/h，用作尿素合成和尿素循环水补水。剩余超滤产水的200m3/h补到反渗透原水箱，反渗透高负荷运行时，不足用水以井水补充。

经综合分析，安化公司采用“砂滤+超滤+反渗透+E-pack系统+混床”处理工艺实施改造，在原有二级除盐水站的基础上新增两套E-pack一级除盐水装置、增设E-pack阳、阴离子交换树脂再生系统及配套输送泵、管道、控制系统等。

3.3 工艺流程简介

终端水作为原水，经原水泵加压后进入纤维纳米过滤器，去除水中的悬浮物及部分杂质。过滤后的水从底部进入双室满室阳床下室，Ca2+、Mg2+离子首先被弱酸性阳树脂吸附，然后通过上室强酸阳床，水中大部分的Na+、K+等阳离子被除去。阳床产水靠余压自顶部进入脱碳器，经过喷淋装置，流过表面积较大的填料层，并在填料层与自脱碳器下部进入的空气逆流接触，水中的游离CO2被迅速析出自脱碳器顶部排出。经脱碳后的水进入中间水箱，经中间水泵增压后进入满室阴床。先进入阴床下室，水中的大部分强酸性离子如HCO3-、CO32-、CI-、SO42-阴离子被弱碱性阴树脂吸附，弱酸根离子如硅酸根离子则被强碱阴树脂除去。阴床出水进入脱盐水箱，由脱盐水泵送往用户。

图1 工艺流程简图

3.4 新增设备情况

中水回用项目在终端污水处理站新增3台回水泵，在反渗透北侧增加了超滤厂房和E-pack厂房以及配电室等相关配套设备设施。超滤系统新增3套超滤膜、3台超滤反洗水泵、3台超滤输送水泵、1台超滤化学清洗泵。E-Pack系统新增3台原水加压泵、2台E-Pack纤维纳米过滤器、2台E-Pack阳床、2台E-Pack阴床、3台中间水泵、1台再生泵，另建有250m3超滤产水池、500m3原水箱各1套。

4 运行情况

项目于2013年12月开始建设，2014年8月份机械竣工并投用井水，2014年10月投用中水运行，并产出合格的二级除盐水，2015年2月性能测试结束，项目运行至今，原有的反渗透装置配合中水回用装置同时外送脱盐水，回收了终端达标排放水进行处理后回用做离子交换的原水或者循环水补水，减少了一次水用量；减少终端达标水外排量，实现了节能减排目的。

5 中水回用效益评析

经济效益评析：E-Pack绿色脱盐技术与膜法脱盐和传统离子交换脱盐技术相比，具有非常明显的技术优势和突出的成本优势；吨水成本2.815元/m3，运行电耗为0.42kW·h/m3，系统总水耗仅为4%。

项目实施后全年减少一次水用量475万吨，年可节约费用160万元。

节能减排环保效益评析：中水回用实施后减少了污水外排总量，同时将处理后的污水作为原水，制作二级脱盐水和作为循环水补水，增加脱盐水生产能力，不仅提供了水系统保障，还保证了公司今后的可持续发展。

参 考 文 献

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