“量水而行”已成为煤化工行业的发展定势。尽管采取了各种节水措施，甚至投资巨金用空冷代替水冷，但用水的紧张局面依然难以从根本上得到改变。

水资源的匮乏已成为煤化工发展的瓶颈，即使花高价解决了用水难，但外排达标污水中残余的污染物，也会对当地脆弱的生态环境造成难以恢复的冲击。

某甲醇公司循环水补水全部采用新鲜水补充，且产生的废水经公司的污水厂生化处理后直接排至县城市污水处理厂进行再处理。

为了减少对一次水的需求，减少排污，公司决定在污水厂建设一套中水回用装置。超滤反渗透是煤化工厂回用水处理工程中典型的组合式工艺，能有效地将水中的有害物质和污染物完全去除。

由于本项目原生化处理后的废水离子浓度、悬浮物及COD都较高，会对后序的超滤及反渗透的稳定运行构成威胁，故需增加前置预处理系统，对水质进行软化，除去一部分离子，将COD降至<40mg/L，悬浮物降至<4mg/L，考虑这几个方面，该项目采用“预处理+超滤+反渗透”的组合工艺，其中预处理系统采用“高密度沉淀池+V型过滤池”。

公司将原污水厂的生化处理装置作为中水回用装置的前处理系统。进入公司污水厂的废水先进行生化处理后，再进行深度处理，处理后的水满足了循环水补充水的指标要求。

1、设计规模及进出水水质

1.1 设计规模

甲醇厂中水回用项目进水量为9500m/d，每h进水量为396m3，本项目的设计进水量设定为400m3/h。

1.2 设计进水水质

中水回用系统进水的水质情况见表1。

1.3 设计出水水量

本项目中水回用产生产品水为250m3/h。

1.4 设计出水水质

中水回用项目经深度处理后，其出水全部回用于公司甲醇分厂，来作为发电循环水、甲醇循环水的补充水，因此，本项目出水水质应满足循环水再生水的水质指标。

中水回用项目出水水质见表2。

中水回用项目中出水pH值、浊度均符合要求，对于碱度、CI-和Ca2+，由于反渗透出水电导率<100μs/cm，其离子浓度约为70mg/L，也满足循环水补充水的指标要求。

2、工艺设计

由于原生化处理后的废水离子浓度、悬浮物和COD都较高，对中水回用项目超滤及反渗透的稳定运行造成影响，应增加前置预处理系统，对水质进行软化，除去一部分离子，将COD降至<40mg/L，悬浮物降至<4mg/L。

考虑以上要求，中水回用项目采用“预处理+超滤+反渗透”的组合工艺，其中，预处理系统采用“高密度沉淀池+V型过滤池”。

2.1 预处理系统

(1)生化处理水经调节池收集后，混合均匀，由提升泵输送至高密度沉淀池。

(2)在高密度沉淀池中，投加CaO、Na2CO3、絮凝剂PAC、酸碱调节pH值，将污水进行软化，除去大部分暂时硬度及永久性硬度，并通过混凝、沉淀过程进行分离。水中的COD去除30%，悬浮物去除80%。

(3)产生的污泥送至污泥浓缩池，污水由高密度沉淀池出来后，进入V型滤池，对出水悬浮物进一步去除，使出水悬浮物<4mg/L。

(4)从V型滤池出来的反冲洗水送入污水处理厂。

(5)污水经V型滤池后出水进入清水池，清水池的污水由泵加压后进入超滤系统。

2.2 超滤系统

中水回用项目在反渗透系统之前设置超滤装置对反渗透进水进行进一步处理，以确保反渗透进水浊度<1NTU，SDI<3。

(1)来自清水池的污水由泵加压后进入自清洗网式过滤器中，去除>100um的物质，以保证超滤装置的稳定运行。

(2)从清洗网式过滤器出水进入超滤装置中，除去>0.02um的物质(胶体、悬浮物等)。

(3)中水回用项目原水选用的是污水处理厂处理后的污水，采用外压式过滤，其步骤为过滤、顶部反洗、底部反洗、正向冲洗。

反洗水来自过滤水箱，并通过过滤侧进入膜件中，从膜的内侧进入外侧。反洗水冲刷整个膜丝后从进水口排出，反洗水量一般为过滤水量的2~3倍，反洗时间为30~60s。

反洗方向从上到下，运行模式称为顶部反洗，保证污物以最短的路径冲出，反洗从下到上称为底部反洗。正向冲洗，对水中含有较高的悬浮物进行正向冲洗，以避免堵塞膜的可能。

浓水侧阀门打开，滤出侧阀门关闭，正向冲洗约20~30s，让水全部流过，膜丝可以很好的冲刷聚积在膜丝末端表面的颗粒物和悬浮物冲出，正向冲洗后水排掉。

(4)超滤装置产生的浓水和冲洗水进入污水处理厂，出水进入超滤水箱。超滤设备滤后水和加药设备送来的还原剂、阻垢剂、非氧化性杀菌剂等进行混合反应，由泵加压后送入5um保安过滤器，再由高压泵注入反渗透系统，进行反渗透处理。

2.3 反渗透系统

反渗透又称逆渗透，是在一定的压力作用下使溶液中的溶剂通过反渗透膜分离出来，由于该过程和自然渗透的方向相反，故称为反渗透。根据各种物料的不同渗透压，就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的，反渗透主要去除水中溶解盐类、有机物、二氧化硅胶体，大分子物质及预处理未去除的颗粒物。反渗透装置产生的浓水进入污水处理厂，反渗透产水进入产水池，经回用水泵加压送至循环水岗位。

中水回用项目工艺流程如图1所示。

各工段控制指标见表3。

3、结语

中水回用项目实施后，不仅有效地减少了对一次水的用量需求，达到了节约用水的目的，同时又解决了废水排放量大的问题，即减少外排250m3/h。

出水作为循环水的补充水，节约250m3/h，使得排污水量大大降低，循环水补充水质得到了明显改善。

在循环水的排污及药剂使用上也得到了改观，为循环水后期稳定运行及管理提供了有力保障，减少了水资源税，具有较好的环境效益。