郭 杰，张俊杰，赵建威

（河北冀衡集团有限公司，河北 衡水053000）

0 引 言

河北冀衡集团有限公司药品生产污水成分复杂，处理步骤繁琐，合格后因盐分和其他杂质含量高无法回用，每天产生的污水约600 t、盐分约为4 500 mg/L，需要把盐分稀释到2 000 mg/L以下后，才能送污水厂深度处理（处理费为2.21元/t）。药业只是缩影，各企业过量开采地下水，使水资源严重匮乏，为此政府引入长江水经自来水公司处理后以近9元的价格供工业用水，并限期关闭企业自备井。继续超量使用高价水，经济负担大，因此选择中水回用，即污水再处理达到使用标准来解决用水问题。

1 待处理原水基本情况

（1）生化后MBR膜出水经谱尼测试后SS值（固体悬浮物浓度）为66，悬浮物较多；COD值为250左右；BOD5值为41；钙镁离子为173；盐分为4 500 mg/L左右；生物菌有分泌物，具有粘度。

（2）将MBR出水经各种预处理后进入RO膜回收系统进行脱盐处理，产水回用，浓盐水蒸发。

（3）带着原水检测数据和要求走访专业环保公司，查看案例等。

2 工艺路线

经综合分析，确定最佳的工艺路线为预处理+膜处理。

2.1 预处理

采用多介质、臭氧氧化、阳床脱硬度、超滤去除大分子。多介质采用不同粒度的石英砂，形成过滤床，原水在此可拦截大量悬浮物；臭氧氧化塔内有陶粒和稀有金属涂层作为催化剂，多介质水进入后在臭氧催化氧化的作用下，进行COD降解；臭氧产水经弱酸阳床吸附水中的硬度后进入超滤膜，超滤膜过滤精度为0.03 μm，可拦截大分子有机物和SS，超滤膜有反洗和药洗功能，可洗去粘附在膜丝上的异物。

2.2 膜处理

超滤产水经过20 μm过滤器后经高压泵加压至1.5 MPa后进入一级RO，一级RO产水进入回用水系统，浓水经高压泵加压至3.5 MPa后进入二级RO，二级RO产水进回用水系统，浓盐水进蒸发系统。

3 运行调试过程

MBR出水SS值是指水中的悬浮物，悬浮物中带有胶体、小颗粒污泥、生物菌排泄物等对超滤膜、RO膜都会造成污堵和损伤，所以MBR出水（即原水）要经过芬顿系统的PAM进行絮凝沉淀，去除原水中的SS，但PAM进入RO卷式膜内会填充在膜孔间，与膜径形成整体，堵塞膜孔，对RO膜造成不可逆转的损伤，因此进入中水膜前尽量减少PAM（聚丙烯酰胺）的使用，但是经几天的运行发现，降低PAM使用量会造成一些特别细微的悬浮物无法沉淀，不符合进入中水处理系统的水质要求。

经查阅相关资料，找到一种无机高分子聚合物PAC（聚合氯化铝），在芬顿絮凝时使用可以使由于减少PAM的用量造成无法沉淀的细微悬浮物沉淀下来，出水肉眼可见较为清澈，而PAC又不会影响RO膜的使用。

经过絮凝处理后的原水经过多介质处理后进入氧化塔，按原工艺多介质每天反冲洗1次，但运行不到10 h多介质的进出水就形成了压差，而且出水水质较浑浊，需要缩短反洗时间。分析应为当生化系统负荷过高时MBR出水水质中容易带出一些肉眼不可见的生物分泌物，经过多介质流床聚集后形成可以堵塞砂滤通道的黏性物质，同时水流速度过快致使一部分肉眼可见杂质穿过砂层进入下工序，如果单纯降低泵流速又达不到整体出水量，于是将多介质过滤罐由原来开一备一使用改为并联使用，这样把泵出口压力分解到2台多介质罐，降低了进水压力，保证了流量，同时更好地拦截SS。根据进出水形成压差的时间和水流速度，将反洗时间调整为8 h，多介质运行正常。后期生化系统扩增后，出水水质好转，后续运行压力降低，反洗时间可以延长。

中水经底部进入氧化塔，臭氧自底部另一进口经布气盘与水充分结合，水体到中上部开循环口进泵，泵出口又从底部进入塔内，如此循环液位越来越高达到出水口进入下工序。

由于生化超负荷生产的出水SS值、生化出水COD值均高于设计值，多介质等预处理不能到达预期处理效果造成给水水质变化，后续氧化塔出水虽然COD不高，但氧化分解后会产生一部分悬浮物，造成超滤膜污堵过快（离线化学药洗原定1个月，但第1次用了6 d便需药洗了），因此需要停止进水。

分析其原因为臭氧氧化效果不彻底，有部分粘性物质没有被氧化掉，为此加大臭氧的通入量，但效果不明显，经仔细分析臭氧氧化特性：对饱和键有机物氧化效果差，需要延长氧化时间和增强氧化效果。

随后打开氧化塔顶部人孔查看罐内氧化情况，发现水流和气泡混合缓慢，效果一般，为解决这一问题将氧化塔的循环泵进行了更换，流量由原来32 m3/h增大到50 m3/h，这样在相同时间内增强了气水两相混合反应效果，使氧化更加彻底。

为减少超滤膜的药洗，在弱酸阳床前增加3只大通量滤芯，目的是拦截氧化后沉淀物对超滤膜的影响。

超滤是RO膜前最后一道屏障，原工艺是超滤产水进入RO系统，浓水回到原水箱，经多介质和氧化后再回到超滤，为减少废水中的杂质，保护RO膜，所以由原来的回原水箱改为回生化系统，让生物去降解浓水中的有机物，这样能及时排走大分子有机物，有效保护超滤膜。

另外把超滤反洗间隔时间由35 min改为25 min，可以把粘附在膜丝外表的污染物快速洗掉，避免药洗对膜丝的危害。

运行一段时间后，发现RO膜进水压力增长较快，出水水质变差，证明仍然有其他的物质污堵了RO膜，过膜压力增长到设计上限的时间比原计划的增长时间缩短了不少，为保护RO膜，降低了RO段间增压泵的频率，避免由于高压对膜形成背压，造成膜组不可逆损伤（在反渗透水处理领域，背压指的是产品水侧的压力大于给水侧的压力的情况）。

同时把RO回流阀开到最小，浓水阀尽量开大，使大分子有机物尽量排出系统，这样使产水水质达到：COD<20、盐分约为200 mg/L、氨氮几乎检测不到，优于地下水指标。另外还选用了最好的RO膜清洗药剂，有效地起到了对膜的清洗。

同时从源头把关，把各车间送来的废水生产任务进行协调分配，对产量大、生产任务紧张的优先处理，对难降解、成分复杂的废水在预处理工序延长停留时间，达到开环断链效果，让其生物降解更加充分。

4 效 益

4.1 节水方面

（1）减排污水厂量

目前只有少量的地沟水、叶酸精制母液成分复杂不能进中水系统，需芬顿后外排，每天水量<100 t，这样每天由原来的1 300 t减少到现在的100 t左右，年可节省外排水费用约：

（1300-100）×30d×11月×2.21元=875160元。

（2）减少外购水量

中水回用产水量每天约540 t，按外购水价格9元/t计算，每年节省费用：

540 t×9元×30 d×11月=1 603 800元。

4.2 芬顿节省药剂费用

生化系统平均出水量约600 t/d需要芬顿处理，该工艺古老而成熟，能耗和药剂用量很透明化，芬顿的运行费用约15元/t水。

中水臭氧运行后生化系统出水直接进中水，省去了芬顿环节，而臭氧氧化的成本约4.5元/t水，这样年节约费用约：

4.3 中水回用投资及运行费用

处理量为600 t/d，运行费用（包含膜折旧）约9元/t水，这样每年为：

项目整体投资预算892万，按10年折完每年费用为89.2万元，这样每年投入费用为：

1 782 000+892 000=2 674 000元。

4.4 合计

合计年降低费用约：188万元。

5 结 语

经过一系列的改造和长达2个月的摸索调试运行，不断优化工艺路线，终于使整个中水回用流程达到了双方的满意，出水指标更是优于地下水，达到了预期要求：生化系统出水不再需兑水外排，全部用于生产回用。