反滲透水處理技術是近幾十年來興起的技術，具有高脫鹽率、適應水質含鹽量范圍廣、化學藥劑消耗少、環保、占地面積小、自動化程度高、產水水質穩定等特點〔1, 2, 3, 4, 5〕，廣泛應用于地表水回用、市政污水回用、海水淡化、鋼廠廢水回用、印染廢水回用等領域〔3, 4, 5, 6〕。某化纖生產企業利用國外進口的廢棄飲料瓶深加工處理成彈性纖維，廣泛用于被服、靠墊、枕芯、沙發及無紡布制造等行業。近年來該企業先后投入 2 000多萬元用于污水處理，其生產用水取自污水處理廠達標排放的污水，采用反滲透技術對污水有效脫鹽，并將合格的產水回用到生產工藝中，實現了污水的有效利用，同時減少了當地政府供應自來水的負擔，帶來良好的社會、環境和經濟效益。筆者對反滲透技術在該化纖企業污水回用項目中的應用情況進行介紹。
1 污水和工藝用水的水質情況
該企業水處理系統的源水取自附近污水廠達標排放的污水。該污水含有較高的COD、有機物、膠體等，同時濁度和硬度也較高，必須經過預處理才能達到反滲透的進水水質要求；此外該化纖生產企業的工藝用水標準非常高，高于當地自來水的水質標準。污水和工藝用水的水質標準如表 1所示。
2 污水回用工藝流程設計
污水回用工藝流程見圖 1。
圖 1 污水回用工藝流程
考慮到污水廠達標排放的污水濁度和COD比較高，同時懸浮物、膠體和顆粒物也較高，超過了機械過濾器（砂濾和碳濾）承受的負荷范疇，所以在機械過濾器前增加絮凝+全自動凈水器處理工藝，目的是去除污水中大部分懸浮物、膠體和顆粒狀機械雜質，并部分去藻、降低有機物；砂濾+碳濾+保安過濾器作為機械過濾器，用來進一步降低水中的懸浮物、膠體和顆粒物等，保證反滲透的進水SDI15＜5，其中碳濾還可以吸附水中的有機物、余氯、色度等，降低COD，也能防止余氯對反滲透膜的氧化；換熱器調整進水溫度常年穩定在25 ℃左右，基本滿足反滲透系統的進水溫度要求；注水進入反滲透系統之前添加還原劑和阻垢劑，還原劑保證反滲透進水的余氯低于0.1 mg/L，保證反滲透膜不會被氧化，阻垢劑主要是保證反滲透系統回收率在70%左右時系統不會結垢，確保系統長期穩定運行；反滲透系統主要起到脫鹽作用，其核心是時代沃頓公司的FR11-8040抗污染膜元件，可使處理后的脫鹽水滿足工廠的生產用水標準，且其水質標準高于當地自來水。
水處理系統由全自動凈水器+砂濾+碳濾+換熱器+保安過濾器+反滲透系統組成，具體配置如表 2所示。
3 反滲透系統運行情況
反滲透系統是整個水處理系統的脫鹽核心，反滲透膜可除去水中絕大部分可溶性鹽，以及全部膠體和微生物，保證了出水水質，為后續工藝提供優質水源。由于項目進水是污水處理廠的排放水，濁度和COD仍然較高，因此選用聚酰胺復合抗污染膜FR系列，該系列反滲透膜采用特殊工藝對膜表面進行處理，改變了膜片表面的光滑度，增加了膜表面親水性，膜表面電荷也趨于中性，同時采用寬進水流道網設計，從而減少了污染物及微生物在膜表面的污染，延長了膜的使用壽命，適于預處理后的污水回用。膜型號為FR11-8040，為D 201 mm×1 016 mm的卷式組件，性能參數如表 3所示。該反滲透系統為一級兩段式設計：（6∶4）×6，膜元件數量為60支，設計產水量為40 m3/h，設計回收率為70%，溫度為25 ℃。
3.1 反滲透系統的產水情況
從實際情況來看，反滲透系統在該化纖廠污水回用項目中的應用效果較好，系統平均產水量在40 m3/h左右，回收率在70%左右，滿足供水要求；當系統進水電導率在3 000~5 000 μS/cm波動時，產水電導率在150 μS/cm以下（設計要求在250 μS/cm以下），滿足該廠工藝用水的水質要求。期間對產水水質進行分析，如表 4所示。
3.2 反滲透系統的清洗情況
反滲透系統的污染物主要是有機物、膠體和微生物等，且污染非常嚴重，當產水流量降幅在10%~15%時，就必須進行化學清洗，平均清洗周期約1個月。清洗藥劑的選擇上也主要針對這些污染物，以堿（氫氧化鈉）為主復配藥劑，復配藥劑組成為NaOH（氫氧化鈉）+Na-SDS（十二烷基苯磺酸鈉）等，pH為12左右，清洗時間為6 h左右；之后進行保護性清洗，清洗液為鹽酸，pH為2~3，清洗時間為1 h，清洗液溫度為25~30 ℃。每次化學清洗后用干凈水進行沖洗，直至清洗液完全被沖出為止。
4 效益核算
對能耗、藥劑消耗以及人工費用進行核算，污水回用成本約在3.5元/t，且水質能夠達到工廠工藝用水的要求；目前該化纖廠所在開發區的自來水價格約為6.5元/t，且該自來水需經過脫鹽處理后方能達到工廠用水標準，僅以目前每噸自來水價格計算，按照每年節省自來水約35萬t，則節約自來水費用約227萬元/a。若接下幾年水價劇增，每年節省的購水費用會更高，此污水回用項目具有明顯的經濟效益。具體參見http://www.dongaorq.cn更多相關技術文檔。
5 結論
反滲透膜技術在某化纖廠污水回用項目的成功應用，實現有效脫鹽處理，并將合格的回用水應用到生產工藝中，帶來很好的經濟效益，僅對比現在的自來水價格，每年就已節約購水費用35萬元左右，若未來水價劇增，每年節省的購水費用就更高；另一方面通過對污水的有效回收利用，減少了當地政府供應自來水的負擔，做到不與當地居民爭奪自來水資源，實現了水資源的多樣化以及污水的可持續利用，也為推進化纖廠的綠色轉型做出貢獻，具有良好的社會、環境和經濟效益，是值得推廣的城市新型水循環模式。
