低压膜在工业废水处理中水回用方面的应用



论文作者：许强(深圳市绿能达环保科技开发有限公司)

摘要： 采用低压膜分离技术对经常规划处理达标排放的工业废水作进一步的处理，可有效去除废水中的有机物、色度、硬度和大部分离子，出水优于自来水，投资省，运行成本低，占地面积小。可回用于生产，一方面减少废水排放，另一方面节约水资源，降低生产成本。

关键词： 工业废水中水回用 低压膜技术

Low-voltage application of the water retrieval and utilization respect in industrial waste water treatment of membrane  Shenzhen lunengda scientific and technological Development Co., Ltd. of environmental protection  　Xu Qiang

Summary: Adopt the low-voltage membrane to separate technology to often planning to deal with the industrial sewage of discharge up to standard and do further treatment, can get rid of organic matter , colour , hardness and most ion in the waste water effectively , it is superior to the running water to surface, invest in the province, it is with low costs to run, the floor space is small. Can be used in production, on one hand reduce the waste water to discharge , economize the water resource on the other hand, reduce the production cost.

Keyword: Water retrieval and utilization , low-voltage membrane technology in industrial sewage

一、前言

　　水资源的匮乏、经济的持续增长、人口的增多，必将导致水价格的不断提高，因此，大力发展污水回用事业，不仅能节约有限的水资源，缓解日趋突出的用水紧张矛盾，而且能减少污水的排放，减轻对周围水体的污染，改善人类居住环境，还能节约大量水资源费。污水回用是促进经济、环境、社会协调发展的重要举措，存在着巨大的商机。
    采用膜分离技术对经常规划处理达标排放的工业废水作进一步的处理，可有效去除废水中的有机物、色度、硬度和大部分离子，达到回用于生产用水，一方面减少废水排放，另一方面节约水资源，降低生产成本。
　　经本技术处理后的水质可达到工业生产工艺用水标准，可实现废水回用。这样既减少废水的排放量，同时也减少了工艺用水的量，对减轻环境污染、节约水资源和整个行业的可持续发展均具有重要的意义。
　　随着膜分离技术的发展、膜性能的提高和膜分离产品成本的不断降低，采用膜技术实现废水的资源化和回用，将成为废水处理的有效手段之一。

二、技术介绍及应用现状

　　本处理工艺主体系采用当今世界流行的膜技术，是利用一种具有半透性能的膜在借助外在压力推动下实现水溶液中某些组分选择性透过的分离技术。采用高通量超低压膜，膜材质为芳香族聚酰胺，可脱除污水中的有机物、细菌、病毒、盐类，操作压力0.4-1.0MPa。低压膜法净化技术简称DCS，它是选用以色列的膜分离技术，用有机类膜经特殊处理、特殊加工后形成的一种复合膜。运用这种技术装备的净化设备其性能优良、经济适用、效果突出、节省投资，运行成本低廉，占地面积小，在污水的深度净化处理中实现中水的回用，本公司的低压膜水净化处理世界领先。
一、低压膜分离净化技术的特点
1、低压膜分离过程是一种引用纯物理法进行水净化处理的技术，它和其他处理方法相比具有能耗低，因此又被称为节能技术。
2、低压膜的分离过程是在常温下进行的分离，它不仅适用于有机物和无机物的分离，并且还适用于生物学病毒、细菌到微粒的分离。因此其适应性强。
3、低压膜分离技术的设备分离装置简单，设备紧凑小巧、操作容易，技术过程由：过滤膜、吸附膜、超低压膜等三种6级膜构成。它通过的效果高，容易进行自动化操作、占地面积小，可以频繁启动或停止工作特点十分灵活达到净化效果。

三、工艺水平简介


工艺说明：
  污水回用处理技术主要有活性炭吸附、臭氧-生物炭、多孔陶粒生物滤池、离子交换、电渗析法、反渗透法、超滤和微滤、过滤以及絮凝沉淀、氧化、消毒等。其中，絮凝沉淀和机械过滤是最基本的回用水处理技术，其余则为深度处理技术。
    本处理工艺分为前处理、预处理、以及低压膜处理三个部分，前处理采用我公司的专利技术药剂－高效多元混凝脱色药剂，去除原水中一部分悬浮物、有机物和色度，以保证后续处理进水的水质稳定；预处理包括粗、细砂过滤、紫外杀菌、保安过滤等，采用逐级过滤，逐级深化的方法，可以把原水中的浊度降到5NTU以下，去除水中的悬浮物、胶体、有机物和细菌类物质，同时可满足低压膜处理装置进水要求，保护低压膜，延长低压膜的使用寿命；最后经低压膜处理出水达到生产回用水的要求。

　　本处理系统效果见下表：

（一）某印染废水中水回用水中分析数据

<DIV align=center>监测部门：深圳市环境保护监测站    时间：2004，9，3
</DIV>

表1膜处理进出水水质
测定项目	低压膜处理系统			生活饮用水标准
	进水	产水	去除率%
PH	7.75	7.83		6.5～8.5
色度　　　　倍	16	2	87.5	≤15度
浊度　　　　 NTU	27.0	0.5	98.2	≤3度
悬浮物mg/L	66.0	未检出	99.9
耗氧量　　　 mg/L	84.0	未检出	99.9
Cl- mg/L	392.0	32.0	91.8
挥发酚mg/L	0.011	0.021		≤ 0.30
氨氮　　　　 mg/L	27.3	4.75	82.6
硝酸盐氮mg/L	6.87	1.58	77.0
总磷mg/L	2.01	0.012	99.4
总锰mg/L	0.063	0.002	96.8	≤1.0
硬度（CaCO3计）mg/L	104	7.3	93.0	≤450
LASmg/L	0.257	未检出	99.9	≤250
SO42- mg/L	783.0	12.7	98.4	≤1000
总可滤残渣　　mg/L	1980.0	36.0	98.2
Fe2+mg/L	2.33	未检出	99.9	≤0.1

（二）某电子厂线路板冲洗废水中水回用水中分析数据

监测部门：深圳市环境保护监测站    时间：2004，10，22

<DIV align=center>

表1膜处理进出水水质
测定项目	低压膜处理系统			生活饮用水标准
	进水	产水	去除率%
PH	7.75	7.83		6.5～8.5
色度　　　　倍	2	2		≤15度
浊度　　　　 NTU	12.1	0.1	99.2	≤3度
电导率微西/厘米	218.0	42.8	80.4
耗氧量　　　 mg/L	90.0	未检出	99.9
Cl- mg/L	12.3	1.58	87.2	≤250
总铜mg/L	5.67	0.006	99.9	≤1. 0
总硬度（CaCO3计）mg/L	77.5	15.4	80.1	≤450
硝酸根　　　　 mg/L	5.3	1.1	79.0
SO42- mg/L	29.5	0.80	97.3	≤1000
总铁　　　　mg/L	0.11	未检出	99.9	≤0.1

</DIV>
（三）某玻璃厂生产废水中水回用水中分析数据

监测部门：深圳市环境保护监测站    时间：2004，10，22

<DIV align=center>

表1膜处理进出水水质
测定项目	低压膜处理系统			生活饮用水标准
	进水	产水	去除率%
PH	10.73	9.27		6.5～8.5
色度　　　　倍	16	2		≤15度
浊度　　　　 NTU	68.0	0.5	99.3	≤3度
电导率微西/厘米	522.0	42.9	91.8
耗氧量　　　 mg/L	53.0	未检出	99.9
Cl- mg/L	13.9	3.01	78.3	≤250
总铜mg/L	3.74	0.046	98.8	≤1. 0
总硬度（CaCO3计）mg/L	364	6.3	98.3	≤450
SO42- mg/L	22	1.39	93.7	≤1000
氨氮　　　　 mg/L	5.55	1.94	65.0
铁　　　　 mg/L	4.63	0.02	99.6	≤0.1
银　　　　mg/L	1.76	0.046	97.4

</DIV> 　　由以上数据可知，经本处理工艺处理之后，出水优于自来水，完全满足工业企业生产用水的要求。

　　本处理工艺可广泛应用于工业废水处理中水回用以及城市生活污水处理中水回用，同时还可应用于废水中有用物质的回收利用，对于水资源化有着非常广泛的意义。

四、工程经济技术指标

（一)、设计参数指标
a) 系统水回收率：≥85％；
b) 工作环境温度：5-45℃
（二）、中水回用工程投资: 1500～2000元/吨水                             
（三）  运行成本分析
　　 1、直接运行成本：电费+人工费+药剂费+行政管理及其它费用之和为污水处理直接运行成本，折合吨水处理费用约0.86元；
　　2、处理总成本：直接运行成本+折旧费+大修基金+检修维护费之和为污水处理总成本，折合吨水处理费用约1.25元；
（四）、投资回报预测
1、预测的基础数据
◆处理规模：中水处理规模为：产水量1000吨/日；
◆ 本项目中，生产用水（自来水）价格按3.0元/吨计算；
◆每年按360天计算；
2、回收水资源利润预测
（1）年回收利润总额：1000立方米×3.0元×360天-1000立方米×1.25×360天=63.0万元/年
（2）投资回收期： 150.0万元/63.0万元=2.42年
（3）投资回报率：  63.0万元/年÷152.37万元＝41.3％
（五）、社会效益分析
　　采用中水回用系统以后，可以基本上将废水全部回收利用资源化，从而减轻了对水资源的消耗，同时也减轻了对环境的污染，将产生良好的社会效益。随着水资源的日趋紧张，水价的不断增长，污水回用的潜在效益会更大，并且可减少对周边环境的污染，为改善生存环境作出了贡献，环境效益和社会效益也非常显著。
（六）综合分析
    由于该项工艺的技术特点所决定，使其在实际应用上，具有耗能低，工时少，材料价格低廉，处理水准高等优势。而使运行费用大幅降低，加以回收后，所得利润可观。
    在经济测算方面，虽采取了悲观值介入的计算方法，但所计算出的回收期还是很理想的，如果将水价上涨，税收优惠等因素考虑进去，将大大缩短回收期。
    经过该项处理工艺处理后的水，水质优于自来水，达到锅炉用水标准，无需再进行除盐软化，如果按照锅炉用水的运行成本来考虑（约3.5元/吨水），则吨水回用创利更高。

五、市场分析及前景预测

　　膜分离技术被称为“二十一世纪的水处理技术”，自70年代应用于水处理领域后，得到了广泛的研究和空前的发展，受到世界各国水处理工作者的普遍关注，开展了不同水平、不同层次的理论研究和技术开发、应用。
　　随着膜分离技术的发展、膜性能的提高和膜分离产品成本的不断降低，采用膜技术实现废水的资源化和回用，将成为废水处理的有效手段之一。
　　水资源的匮乏、经济的持续增长、人口的增多，必将导致水价格的不断提高，因此，大力发展污水回用事业，不仅能节约有限的水资源，缓解日趋突出的用水紧张矛盾，而且能减少污水的排放，减轻对周围水体的污染，改善人类居住环境，还能节约大量水资源费。对于象印染、造纸等这类用水大户来说，污水回用是促进经济、环境、社会协调发展的重要举措。
　　目前，我国印染行业废水每天排放量为300～400万m3，基本上经过常规处理后达到国家规定的排放标准后排放，没有回用到生产上去，而很多印染企业在生产中需要消耗大量的生产用水（一般采用自来水），而现在自来水的价格上涨，促使生产成本上升，因此采用本项技术实现废水资源化具有广泛的意义，在印染行业中水回用方面存在巨大的市场。
　　同时，本技术还可广泛应用在造纸行业、电镀、热电厂循环用水、石化等工业废水中水回用方面以及城市污水处理中水回用方面。
　　综上所述，作为世界范围内的高新技术，其市场前景是极其广阔的。

参考文献：
1、韩剑宏等  《中水回用技术及工程实例》北京：化工出版社，20042、张葆宗《反渗透水处理应用技术》北京：中国电力出版社，20043、许振良《膜法水处理技术》北京：化工出版社，20014、沈晓南 《中水回用 实现污水资源化》，20015、Stephenson, T., S Judd, B. Jefferson, and K. Brindle, Membrane Bioreactors for Wastewater Treatment, IWA Publishing, London, 2000.6、United States Environmental Protection Agency, Guidelines for Water Reuse, EPA/625/R-92/004, 1992.