济南市市政工程设计研究院（集团）有限责任公司山东济南266555
摘要：在超滤+一级反渗透+二级反渗透的膜处理系统中，创新性的将一级反渗透系统产水直接进入产品水回用水池，二级反渗透系统冲洗排水回用至超滤产水池，降低了整个膜处理系统的处理负荷，实现了节能降耗的目的。
关键词：中水回用；超滤；反渗透；节能
0前言
虽然青岛三面环水，河流湖泊众多，但青岛也是一个严重缺水的城市。青岛年降水量不到700毫米。人均淡水312立方米，比国家严重缺水标准人均512立方米还低200立方米，属于非常严重缺水城市之一。青岛共有河流224条，大中型水库23个，但受持续干旱天气影响，蓄水量严重不足，每年引黄济青水量大约2.2亿立方米。
在水资源日益紧张的今天，将大量生活污水、工业废水等进行深度处理，使它们成为再生水，替代部分自来水用于工业生产，既可以缓解水资源不足的压力，还可以节省水资源投入费用，实现水资源循环利用，对于促进可持续发展、环境保护都具有深远意义。
本中水回用项目位于青岛经济技术开发区，将污水处理厂的一级A出水进一步净化处理后，供炼化、化工等工业企业用水大户生产使用。设计产水量为2万吨/天。
1进水水质分析
污水经污水处理厂处理后，虽然有机物和无机悬浮物得到处理、降解，但大量溶解性盐类物质及少量很难生化的有机物没有得到解决，仍残留在出水中。本中水工程进水有以下特点：
⑴含盐量高而且成分复杂。
⑵残留的有机物生化性能差，生化难度大，营养元素比例失调（尤其N/C比不平衡）。
表1设计进水水质
注：设计进水水质指标中，括号外数值为镰湾河水质净化厂水温>12℃时的控制指标，括号内为水温≤12℃时的控制指标。
2工艺流程
2.1产水主要控制指标
中水回用站产水为经双膜处理后的脱盐水，应满足各用水企业的工业用水要求。产水水质主要控制指标如下表。
表2产水水质主要控制指标
经方案论证，基于所确定的进水水质，本项目产水除满足主要控制指标外，还应满足以下指标：
表3产水水质其它控制指标
2.2主要工艺流程
本项目分为三大处理系统：生产水处理系统、外排废水处理系统、污泥处理系统。
本论文仅对生产水处理系统中的水量优化分配问题进行研究。本中水回用工程生产水处理工艺为“进水调节池+软化沉淀预处理+超滤+反渗透”，主要流程如下：
污水厂一级A出水→原水调节水池→调节池提升水泵→高效沉淀池→清水池→超滤给水泵→超滤装置→超滤产水箱→一级反渗透给水泵→一级反渗透保安过滤器→一级反渗透高压泵→一级反渗透装置→淡化水箱→二级反渗透高压泵→二级反渗透装置→产品水回用水池→反渗透产品水输送泵→用户。
3生产水膜处理系统水量平衡优化分配
3.1生产水处理系统工艺描述
3.1.1调节池
调节池的作用是对进水水质、水量进行调节。
3.1.2高效沉淀池
采用高效沉淀池进行深度物化沉淀，投加石灰进行除碳酸盐硬度、除浊和部分除硅、COD。高效沉淀池具有以下三种功能：a.软化除硬、混凝絮凝；b.沉淀；c.污泥浓缩。
3.1.3超滤
采用超滤进一步去除悬浮物、胶体并降低污染指数。
3.1.4保安过滤器
采用保安过滤器对反渗透入水进行预处理。
3.1.5反渗透
采用两级反渗透进行脱盐处理。
图1系统水量平衡图
3.2水量平衡优化分配
3.2.1溶解性总固体（TDS）含量分析
炼化、化工用水企业对TDS水质指标有严格的要求（≤100mg/L），本中水回用工程进水水质TDS含量较高，约为5600mg/L，超滤对TDS基本无去除作用，TDS的去除主要在反渗透工段脱除。
经计算分析：一级反渗透系统产水TDS含量约168mg/L，必须经过二级反渗透处理才能满足用水企业对TDS水质指标≤100mg/L的要求。为此，本工程对常规工艺流程进行了改进，通过优化水量平衡分配，达到节能目的。即：充分分析原水进水、超滤产水、一级反渗透产水、二级反渗透产水的TDS含量，将两级反渗透的进出水及二级反渗透冲洗排水流程进行合理优化。
3.2.2具体工艺改进措施
通过将部分一级反渗透系统产水（TDS含量约168mg/L）直接进入产品水回用水池，减少进入二级反渗透系统的进水；以及将含盐量较低的二级RO系统冲洗排水（TDS含量约1080mg/L<<5600mg/L）回用至超滤产水池，降低了能耗较高超滤处理系统和反渗透处理系统的处理负荷，起到了高效处理、节能降耗的目的（具体工艺流程改进详见图1：系统水量平衡图）。经测算，本工程年运行费用节省约200万元/年。
本中水回用工程处理后的产品水TDS含量约88mg/L<100mg/L，满足各用水企业生产水质的要求。
4应用前景
目前该项节能技术已在青岛经济技术开发区中水处理站项目中应用实施。本项水量优化分配节能技术在超滤+反渗透双膜水处理系统中具有较高的实用推广价值，节能效果显著。