反渗透工艺在高品质再生水回用工程中的应用

摘　要：我国是一个水资源比较匮乏的国家，随着我国经济的快速发展，我国用水量快速增长和水资源严重短缺之间矛盾也日益加剧。因此，合理利用水资源，对水资源进行循环利用是摆在我们面前的一个重要课题。这里，我们就针对高品质再生水回用工程的必要性和其中的关键技术——反渗透工艺进行了简单的探讨。

关键词：反渗透；再生水；循环；工艺
一、前言
　　我国是一个水资源比较匮乏的国家，而且分布很不均匀，尤其对于北方地区，水资源紧缺的现象更加普遍。近年来随着我国经济的快速发展，城市居民用水量和工业用水量也迅猛增加，这直接导致了我国用水量快速增长和水资源严重短缺之间矛盾的日益加剧。因此，合理利用水资源，对水资源进行循环利用，不仅可以节约宝贵的水资源，减少水资源的污染，而且还具有良好的社会效益、环境效益和经济效益，是我国社会主义可持续发展的必然要求。这里，我们就针对高品质再生水回用工程中的反渗透工艺进行简单的探讨。
二、我国再生水回用处理的现状
　　（一）我国再生水回用处理面临的问题
　　我国城市再生水的回用工程由于产生污水的成分复杂而处理难度较大。一方面，城市再生水中存在大量有机物，这些有机物会随着水循环系统而产生大量粘泥和微生物，而为了处理这些物质，就不得不添加大量的化学杀菌剂等，这就造成了循环水中残余部分杀菌剂成分，从而对回用水的进一步使用产生影响。另一方面，为对循环水系统中的设备管道结垢进行有效的处理，还需要向水中添加一定量的水质稳定剂，这也造成了循环水成分的愈加复杂。最后，再生水中的氨氮会进行反硝化反应，从而导致循环水呈偏酸性状态。
　　（二）再生水回用处理技术分析
　　基于上述原因，在进行再生水回用处理工程中，对于施工工艺的选择不但要尽量采用先进的处理工艺，同时还要考虑到工艺的经济性和可靠性能。
　　反渗透工艺是一种比较成熟的再生水回用工艺，不仅运行可靠稳定、占地面积小、而且是模块化设计和自动化控制，在目前的再生水回用工程中被广泛使用。需要注意的是，反渗透工艺要进行严格的预处理操作，从而保证进水水质能够满足工艺的要求。对于预处理工艺的选择，要根据工程实际情况进行选择。因为补充水一般使用城市再生水，其中残留有大量的有机物和微生物，这对水质的预处理的影响较大，因此，排污水的处理工艺要充分考虑其自身的保护和预处理措施的选择，例如可以设置多介质过滤器、机械加速澄清池、超滤进水杀菌、化学加强反洗以及化学清洗等设备，从而保证进水水质满足处理的要求。
三、再生水回用工程中的反渗透工艺流程
　　（一）反渗透工艺简介
　　反渗透工艺主要是指通过外加压力来抵消滤液渗透压的一种膜分离技术。反渗透工艺能够很好的对有机物和无机物进行高效的分离，从而保证再生水的水质要求。反渗透工艺对于溶解性有机物质、溶解性的盐类、金属离子、微生物病毒等有机分子、胶体物等都有着很强的去除能力，其工艺技术随着人们的研究发展已经比较成熟，而且在整个分离过程中不会发生相变，所以该工艺还具有经济、节能、环保、操作方便和装置简单的优点，尤其针对大型工业企业生产，反渗透工艺的一次性投资更加经济可靠。
　　但是，在反渗透技术应用的过程中需要注意的是，反渗透系统对进水水质的要求比较严格，反渗透进水要进行严格的预处理操作，否则，会对反渗透系统的正常运行和反渗透膜的使用寿命产生严重的影响。
　　容易对反渗透膜造成污染的主要原因包括如下几个方面：进水中的微生物、细菌和藻类等有机生物污染；由于有机生物造成的氧化反应等；水中的悬浮物、胶体颗粒等对膜造成的污染和损坏；有机物如油、脂等大型分子聚合物造成的污染堵塞等；微溶解性盐的溶度积超过饱和值而产生的结垢等。
　　到目前为止，反渗透工艺的预处理方法包括常规预处理和膜法预处理两种。常规预处理就是通过混凝、沉淀以及过滤或活性炭吸附等工艺技术，采用多介质过滤器或者砂进行过滤，并加氯消毒以消除水中的微生物等有机物分子。膜法预处理技术则是指主要通过超/微滤工艺进行的反渗透预处理技术。
　　（二）反渗透系统基本组成
　　反渗透系统主要包括低压供水泵、加药系统、紫外线消毒器、保安过滤器、反渗透主机、高压供水泵以及清洗系统等部分。其中，加药系统用于向产出水中添加杀菌剂、阻垢剂、还原剂等。高压供水泵则向系统提供了克服第一段渗透压所需要的能量，同时还消除了因为进行化学清洗对膜通量造成的不利影响。
　　反渗透系统在运行过程中采用全自动的运行方式。系统通过一键启动，之后就可以按照预定的程序自动进行前冲洗、排放、产水、再冲洗和停机等步骤。前冲洗操作主要由反渗透给水泵进行，完成前冲洗以后，就可以启动在预定频率下运行的高压泵，此时不需要进行任何PID调节，接着执行产水的排放步骤，在反渗透产水的电导率检验合格后就可以将产水排放关闭，从而转入产水步骤，这是要对高压泵的频率进行PID调节，以保持反渗透产水的流量稳定。在满足产水时间要求或者操作员停机后，系统就会进行自动的后冲洗步骤，通过使用反渗透产水作为冲洗用水，并启动低压冲洗水泵对反渗透装置进行适当的冲洗，冲洗中要对监测冲洗的流量进行时时的监测，从而保证冲洗流量在预定的范围以内。
　　（三）反渗透工艺的实施
　　1.对余氯的控制
　　反渗透工艺施工过程中的进水中含有一定量的游离氯和聚酰胺复合膜，这会对反渗透膜的过滤层结构产生破坏，造成膜性能的降低。所以，要在进水中添加还原剂以消除余氯的影响。另外，因为反渗透进水中的余氯主要通过氧化还原电位表进行监控，但是水中还存在其他的变价离子会对氧化还原电位产生影响，因此，反渗透工艺中的来水还原剂添加量要根据反渗透进水中的氧化还原电位不高于原水背景值为标准。
　　2.对结垢的控制
　　由于进水为成分复杂的混合污水，水质结垢倾向比较严重。因此，要向反渗透工艺进水中投放一定量的阻垢剂。要求保证每套反渗透装置都配置相应的阻垢剂计量泵，同时在阻垢冲洗过程中不能添加阻垢剂。另外，随着反渗透膜对水量进行过滤，膜面也会累积大量的污垢，因此，也要对这部分污垢进行及时的处理。
　　3.对微生物的控制
　　反渗透系统中微生物是一个主要的污堵来源。即 使大部分的细菌能够被超滤或者微滤工艺进行去除，仍然会存在一定量的反渗透微生物污染，这会对反渗透工艺的透水率产生严重影响。因此，系统要进行冲击性杀菌工艺，通过添加非氧化性的杀菌剂，对反渗透膜的表面微生物污染进行定期的冲洗。
四、结论
　　在城市污水的再生处理过程中，反渗透法处理工艺以其严谨的处理机理和可靠的监测控制手段在国内外得到了广泛的应用，这对向工业企业和城市生活提供比较卫生、安全和优质稳定的供水提供了保障，能够满足我国水资源匮乏地区的用水要求。因此，在今后的应用过程中，要加强对再生水供水管网系统的监测和研究，对管网中的事故隐患要及时的发现，从而和再生水厂的水处理设备系统形成一个完善的供水保障体系。所以说，反渗透工艺在我国缺水城市的高品质再生水回用工程中具有非常广泛的推广前景。

参考文献
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