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摘要：采用全膜法工艺的深度污水回用装置，以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型的流体分离单元操作技术，由于具有高效率、无相变、低能耗、使用化学药剂少、设备紧凑、自动化程度高、操作运行简单和维护方便等突出的优点。
关键词：回用；深度；脱盐率；回收率；电导
我国是一个水资源贫乏的国家，人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4。随着经济发展和城市化进程的加快，城市缺水问题日益突出。为了解决水资源短缺的问题，污水回用技术工作日益受到重视，也完全具有必要性。
深度污水回用技术主要适用于经过预处理的城市污水通过进一步深度处理，达到去离子水级的回收利用。
采用全膜法工艺的深度污水回用装置，以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型的流体分离单元操作技术，由于具有高效率、无相变、低能耗、使用化学药剂少、设备紧凑、自动化程度高、操作运行简单和维护方便等突出的优点。
深度污水回用技术主要由（1）网式自清洗过滤器、（2）超滤系统、（3）一级反渗透系统、（4）二级反渗透系统、（5）EDI系统等六部分组成。
城市污水经预处理初步处理后，进入深度污水回用处理装置，并会投加絮凝剂和杀菌剂，进入网式自清洗过滤器（1），网式过滤器过滤精度为100um，靠进水提供的水力驱动，不依靠外力，十分节能巧妙，当自清洗过滤器进出水压差达到0.05MPa时，压差指示器动作，控制器将排污电磁阀打开，自清洗过滤器进入反洗状态，水力马达室驱动集污器开始吸细滤网上附着的杂质，且沿轴不断旋转向前移动.集污器向前和旋转运动的组合把滤网清洗干净.整个清洗周期需要10 秒左右，清洗结束后，电磁阀关闭，水力提高，内部压力达到平衡，水力马达室活塞回到初始位置。
自清洗过滤器出水直接进入超滤系统，超滤系统采用外压式超滤膜，进水是在中空纤维的外部进入，而产水则是在原水流经膜的过程中逐渐由外壁向内壁透过收集后从产水端排出。被截留的悬浮物、 细菌、大分子有机物、胶体等随浓水由浓水出口排出。其抗污染能力和抗氧化性较强。超滤膜截留150道尔顿及以上分子量、细菌、部分胶体等，城市污水中的绝大多数悬浮物均可以得到有效去除。超滤系统采用全流过滤、定时频繁反洗的全自动连续运行方式。在运行过程中，超滤膜的膜前与膜后的压差会逐渐增加，需进行反冲洗，反冲洗排出的水排放。运行10-15个周期后，还需进行酸、碱、次氯酸钠的化学加强反洗和离线化学清洗。
超滤产水进入一级反渗透保安过滤器，保安过滤器内装过滤精度为5um的滤芯，防止杂质进入反渗透系统，一级反渗透系统采用低压抗污染复合材料膜组件，低压抗污染膜元件的内部结构对进水通道及布水网进行了更优设计，其抗污染能力得到了大幅提高，而复合材料膜表面亲水性强，污染有机物不易附着，从而整体提高了反渗透系统耐有机物污染的能力。
二级反渗透系统采用芳香族聚酰胺复合膜，其具有高通量、高脱盐率的优点，提高了系统产水率和脱盐率，通过在进水中加碱，将水中溶解的二氧化碳转化成碳酸根或碳酸氢根离子去除，从而使产水电导达到最小值。
二级反渗透出水进入EDI保安过滤器，保安过滤器内装过滤精度为1um的滤芯，防止微小悬浮颗粒、胶体、微生物等颗粒进入EDI模块内，EDI是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术。在EDI除盐过程中，离子在电场作用下通过离子交换膜被清除。同时，水分子在电场作用下产生氢离子和氢氧根离子，这些离子对离子交换树脂进行连续再生，以使离子交换树脂保持最佳平衡状态，其产水电导一直可维持在0.1us/cm2以内。
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以某城市污水进行深度污水回用系统处理为例：
1、设计处理水量：760m3/h；
2、PH值：6-9；
3、进水浊度≤3NTU；
4、超滤装置产水量：135m3/h×4；
5、一级反渗透装置产水量：135m3/h×4；
6、二级反渗透装置产水量：115m3/h×4；
7、EDI装置产水量：100m3/h；
8、系统出水指标：电导率：≤0.2us/cm2（25℃）二氧化硅：≤0.02mg/L。
主要工艺流程：
经过初步预处理的城市污水→网式自清洗过滤器→超滤装置→超滤水箱→一级保安过滤器→一级RO装置→一级RO产水箱→二级保安过滤器→二级RO装置→二级反渗透水箱→EDI装置→除盐水箱→除盐水泵→用户
运行时水量平衡说明：
经过初步预处理的城市污水（320×2m³/h）→网式自动过滤器（160×4m³/h）→超滤装置（150×4m³/h）→超滤水箱（150×4m³/h+二级RO浓水回流20×4m³/h+EDI浓水回流15×4m³/h）→一级保安过滤器（180×4m³/h）→一级RO装置（135×4m³/h，回收率：85%）→一级RO产水箱→二级保安过滤器（135×4m³/h）→二级RO装置（115×4m³/h，回收率：85%）→二级反渗透水箱→EDI保安过滤器（115×4m³/h）→EDI装置（100×4m³/h，回收率：90%）→除盐水箱→除盐水泵→用户。
其中二级RO浓水（20×4m³/h）及EDI浓水（15×4m³/h）回超滤水箱。
经过初步预处理的城市污水（电导率：450us/cm2，浊度：1.2NTU）进入本系统内，首先通过泵的提升进入网式自清洗过滤器，且在进水中投加0.6ppm的杀菌剂次氯酸钠溶液。网式过滤器选用精度为100um的细滤网，运行压力为0.25Mpa以上，但进出口压差达到0.05MPa时，自清洗过滤器进入反洗状态，整个过程持续10秒。在反洗过程中，自清洗过滤器进出口保持通畅，不影响超滤的正常制水。
超滤系统运行情况为：运行30分钟，反冲洗60秒，每产水+反洗共10个周期后交替进行酸洗或碱加次氯酸钠清洗。超滤产水水质稳定，其平均产水浊度为0.08NTU左右，SDI为1.7。
一级反渗透系统采用一级二段17：9方式排列，进水中加入还原剂和阻垢剂，系统回收率为75%，脱盐率为98%，超滤产水经过脱盐处理，其产水电导为8.5us/cm2左右。在进水中每天定时定量加入非氧化性杀菌剂，以免系统内滋生细菌。
二级反渗透采用一级二段13：5方式排列，一级反渗透产水经过提升泵进入二级反渗透系统中，在进水中加入碱，将水中的二氧化碳转化为碳酸根离子或碳酸氢根离子，通过离子形式去除。二级反渗透的浓水直接回收至超滤水箱，因此回收率为100%。系统脱盐率在80%以上，经过再次脱盐，其产水电导在1.7us/cm2以内。
EDI装置由EDI模块并联在一起组成，二级反渗透产水经过精度为1um保安过滤器后，分为二路进入EDI系统内：一路进水，一路浓水。其进水流量与浓水流量调节为9：1，EDI浓水也回收至超滤水箱，因此回收率为100%。系统运行稳定后，其产水电导稳定在0.06us/cm2左右，通过检测，二氧化硅含量为0.01ppm。
城市污水通过本深度污水回用系统处理后，达到超纯水标准，可广泛应用于电力、电子、钢铁等各行业，实现了污水的资源化，对保证城市经济可持续发展具有重要的经济效益和社会效益。
论文作者:向磊
论文发表刊物:《基层建设》2016年27期
论文发表时间:2017/1/9
标签：超滤论文; 反渗透论文; 污水论文; 系统论文; 过滤器论文; 装置论文; 滤器论文; 《基层建设》2016年27期论文;