隨著水資源短缺和水體污染的嚴(yán)重加劇.再生水作為一種可利用資源已廣泛應(yīng)用于景區(qū)綠化、工業(yè)用水等多個(gè)領(lǐng)域。如何對(duì)再生水進(jìn)一步處理，以拓寬其應(yīng)用范圍.是當(dāng)今水處理研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。本課題組利用臭氧一過(guò)濾一活性炭一納床一納濾組合工藝深度處理濟(jì)南市水質(zhì)凈化二廠的再生水.經(jīng)過(guò)10個(gè)月的運(yùn)行，出水符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749—2006)Ⅲ的要求。

1再生水水質(zhì)

濟(jì)南市水質(zhì)凈化二廠再生水水質(zhì)基本情況見(jiàn)表1。

2工藝流程及工藝說(shuō)明

2.1工藝流程

2.2工藝流程說(shuō)明

(1)臭氧催化氧化

臭氧催化氧化可有效地分解去除水中高穩(wěn)定性有機(jī)污染物，降低水的致突變活性.顯著提高出廠水的安全性：臭氧催化氧化較單獨(dú)臭氧氧化能更有效地氧化分解水中有機(jī)物：催化劑能強(qiáng)化臭氧在水中的傳質(zhì)，提高水中臭氧的分解能力.增加水中溶解氧的濃度.并強(qiáng)化后續(xù)活性炭處理單元的除污染效果。

(2)改性濾料過(guò)濾

改性多介質(zhì)過(guò)濾器中裝有改性濾料、石英砂等顆粒.改性濾料以一種較表面積比較大的非金屬礦為基料.經(jīng)改性活化，可高效率去除飲水中的有機(jī)物.并同時(shí)對(duì)水吸附凈化該單元主要是去除原水中大顆粒懸浮物.以降低原水的濁度.從而延長(zhǎng)納濾系統(tǒng)保安過(guò)濾器濾芯的更換周期.保障后處理設(shè)備長(zhǎng)期安全運(yùn)行。當(dāng)過(guò)濾器運(yùn)行失效時(shí)(壓差達(dá)到0.1-0.15MPa時(shí))，就要對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行正反沖，以除去過(guò)濾介質(zhì)表層的截留物該過(guò)濾的控制閥體采用微電腦控制.可以根據(jù)實(shí)際使用情況設(shè)定各參數(shù).全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)水及沖洗濾料的過(guò)程?？刂崎y閥體內(nèi)置高硬度、高平面度的陶瓷動(dòng)片，在相對(duì)之高度貼合的定片旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，由于動(dòng)、定片各自帶有不同的盲孔及通孔。
隨著相對(duì)角度的變化，產(chǎn)生三種不同的流體通道.從而實(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)行、反洗、正洗等三種功能。作為水處理系統(tǒng)的核心控制部件.改變了傳統(tǒng)水處理系統(tǒng)需要多個(gè)閥門(mén)、多條管路的繁瑣操作方式，集各種功能于一閥，安裝更容易，操作更加簡(jiǎn)便。

(3)活性碳過(guò)濾

活性碳過(guò)濾的主要作用是用來(lái)去除有機(jī)物和余氯活性碳可吸附水中的部分有機(jī)物.吸附率約為60％左右對(duì)于粒度在1—2nm左右的無(wú)機(jī)膠體、有機(jī)膠體、溶解性有機(jī)高分子雜質(zhì).僅通過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾器是難以去除的[31?；钚蕴加泻軓?qiáng)的脫氯能力，其對(duì)水中氯的去除不是單純的吸附作用.而是在活性碳表面發(fā)生了催化作用。此外活性碳對(duì)色度、嗅味、重金屬離子都有較強(qiáng)的吸附作用?；钚蕴歼^(guò)濾器控制閥體同上述改性濾料過(guò)濾器控制閥體。

(4)納床(納離子交換器)

引起水質(zhì)結(jié)垢的主要原因是其中的鈣、鎂離子等形成硬度的成分，利用置換原理。將水中的鈣、鎂離子用其他不形成硬度的陽(yáng)離子加以置換，將水中的鈣、鎂離子去除或大部分去除，成為軟水。

鈉離子交換法，就是用鈉離子置換水中的鈣、鎂離子以降低硬度的方法。交換樹(shù)脂飽和失效后.需用鹽水進(jìn)行還原.還原后的樹(shù)脂就又恢復(fù)了對(duì)鈣、鎂離子的置換能力f納床設(shè)有樹(shù)脂再生箱.樹(shù)脂失效后可以用飽和NaC1水再生1納離子交換器控制閥體同上述改性濾料過(guò)濾器控制閥體。

(5)納濾膜系統(tǒng)

整個(gè)納濾系統(tǒng)是由保安過(guò)濾器、高壓泵、納濾膜、壓力容器以及相應(yīng)的儀器、儀表、閥門(mén)、機(jī)架、管道及管件等組成。主要構(gòu)筑物說(shuō)明如下：

①保安過(guò)濾器

保安過(guò)濾器用于去除51xm以上的懸浮物、無(wú)機(jī)膠體、有機(jī)膠體、溶解性有機(jī)高分子雜質(zhì)等，以保護(hù)納濾膜不被堵塞.它是原水進(jìn)入納濾膜前最后一道處理工藝.其主要作用是防止上一道過(guò)濾工序可能存在的泄漏，否則.部分固體微粒就會(huì)滲入納濾膜中，使納濾膜阻塞或劃傷。除了顆粒雜質(zhì)以外，保安過(guò)濾器對(duì)濁度、鐵以及硅等膠體物質(zhì)都有良好的去除效果[51保安過(guò)濾器內(nèi)裝熔噴式聚丙烯濾芯f過(guò)濾等級(jí)5微米).精密過(guò)濾器進(jìn)出口設(shè)有壓力指示表.當(dāng)壓差達(dá)到0.2MPa時(shí)更換濾芯。

⑦納濾膜

納濾膜飲用水領(lǐng)域主要用于脫除三鹵甲烷中間體、異味、色度、農(nóng)藥、合成洗滌劑，可溶性有機(jī)物、Ca、Mg等硬度成分及蒸發(fā)殘留物質(zhì)。本工藝采用陶氏膜FILMTEC納濾膜元件.該系列膜可在超低壓運(yùn)行壓力下工作，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降低設(shè)備投資和操作費(fèi)用的目的。納濾膜產(chǎn)品規(guī)范及型號(hào)見(jiàn)表2：

附：(1)產(chǎn)水量和脫鹽率是基于測(cè)試條件：500ppmCaC12，70psi(O.5MPa)，25~C，15％回收率：2000ppmMgSO4，70psi(0.48MPa)，25~C。2000ppmNaC1，70psi(O.48MPa)，25~C。

(2)單只元件的產(chǎn)水量在±15％范圍變化。最低脫出率93％。

3主要構(gòu)筑物及參數(shù)

附：兀件配公稱(chēng)內(nèi)經(jīng)4寸(102ram)的壓力容器。

4工藝運(yùn)行及水質(zhì)監(jiān)測(cè)

4.1工藝的調(diào)試運(yùn)行

考慮到原水負(fù)荷較高會(huì)對(duì)整個(gè)工藝.特別是對(duì)納濾系統(tǒng)造成影響，試驗(yàn)開(kāi)始初期.課題組采用自來(lái)水為原水。在為期2周的調(diào)試運(yùn)行中.發(fā)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行良好，經(jīng)監(jiān)測(cè)納濾膜出水穩(wěn)定.再生及反洗裝置能到達(dá)預(yù)期目的。于是，改用濟(jì)南水質(zhì)凈化二廠的再生水為原水進(jìn)行調(diào)試研究。

4.1.1最佳進(jìn)水流量的確定

為了確定最佳進(jìn)水流量.課題組研究了不同流量下各單元再生周期情況，納濾膜產(chǎn)水率情況如表5.圖2。

由表5、圖2可以看出.每個(gè)流量下的各單元運(yùn)行周期長(zhǎng)短并不一致.其中多介質(zhì)過(guò)濾階段運(yùn)行周期最長(zhǎng)的是14L/rain.活性炭吸附階段運(yùn)行周期最長(zhǎng)的也是14L/min鈉離子交換器運(yùn)行周期最長(zhǎng)的是10Umin和12Umin納濾運(yùn)行周期最長(zhǎng)的是20Umin.綜合比較當(dāng)進(jìn)水流量為16IJmin時(shí)雖然不能使所有單元都達(dá)到最大周期但是可以使各單元比較均衡的貼近裝置運(yùn)行的最大周期，而且在O=16Umin時(shí).納濾膜產(chǎn)水率最大，故最佳進(jìn)水流量選16IJmin。

進(jìn)水0：16L/min時(shí)對(duì)應(yīng)多介質(zhì)過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器、納離子過(guò)濾器濾速為8m/h，停留時(shí)間13min.納濾膜膜通量1.96m3/mmin?？紤]到實(shí)際效果.并從有關(guān)資料得知，過(guò)高或過(guò)低的臭氧投加量都不好.因此，我們選取臭氧投加量為2mg/L接觸時(shí)間13min。

4.2工藝的連續(xù)運(yùn)行

4.2.1各單元有關(guān)參數(shù)的確定

在進(jìn)水Q=16L/min，經(jīng)過(guò)連續(xù)9個(gè)月運(yùn)行，各單元有關(guān)參數(shù)如下：

由表6得知各單元運(yùn)行穩(wěn)定.有關(guān)性能回復(fù)能力較強(qiáng).只是有些單元，特別是納床再生及反清洗成本較高：因此，需要進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)，提高各單元效率.降低再生及反清洗成本。

4.2.2水質(zhì)監(jiān)測(cè)

在進(jìn)水O：16L/min.連續(xù)9個(gè)月運(yùn)行對(duì)各單元出水進(jìn)行定期檢測(cè)，部分指標(biāo)平均水質(zhì)情況如下：

可以看出.系統(tǒng)對(duì)上述指標(biāo)都有較高的去除率，納濾前的預(yù)處理較好地降低了納濾的負(fù)荷.保證了納濾出水穩(wěn)定，且出水水質(zhì)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749—2006)的要求。

5結(jié)論與建議

(I)臭氧～過(guò)濾一活性炭一納床一納濾組合工藝深度處理濟(jì)南市水質(zhì)凈化二廠的再生水.出水水質(zhì)達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)))(GB5749—2006)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

(2)最佳進(jìn)水流量Q=16Umin，此時(shí)，對(duì)應(yīng)多介質(zhì)過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器、納離子過(guò)濾器濾速為8m/h，停留時(shí)間13min，納濾膜膜通量16Umin.操作壓力0.45MPa；臭氧最佳投加量2mg/L，接觸時(shí)間13rain。

(3)需要進(jìn)一步優(yōu)化參數(shù)，提高各單元效率，降低再生及反清洗成本。優(yōu)化系統(tǒng)組合，開(kāi)發(fā)出更加經(jīng)濟(jì)可行的再生水深度處理工藝，拓寬再生水應(yīng)用范圍。