隨著(zhù)水資源短缺和水體污染的嚴重加劇.再生水作為一種可利用資源已廣泛應用于景區綠化、工業(yè)用水等多個(gè)領(lǐng)域。如何對再生水進(jìn)一步處理，以拓寬其應用范圍.是當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南市水質(zhì)凈化二廠(chǎng)的再生水.經(jīng)過(guò)10個(gè)月的運行，出水符合《生活飲用水衛生標準》(GB5749—2006)Ⅲ的要求。
1再生水水質(zhì)
濟南市水質(zhì)凈化二廠(chǎng)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定性有機污染物，降低水的致突變活性.顯著(zhù)提高出廠(chǎng)水的安全性：臭氧催化氧化較單獨臭氧氧化能更有效地氧化分解水中有機物：催化劑能強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.并強化后續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物.并同時(shí)對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(cháng)納濾系統保安過(guò)濾器濾芯的更換周期.保障后處理設備長(cháng)期安全運行。當過(guò)濾器運行失效時(shí)(壓差達到0.1-0.15MPa時(shí))，就要對過(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.可以根據實(shí)際使用情況設定各參數.全自動(dòng)實(shí)現進(jìn)水及沖洗濾料的過(guò)程�？刂崎y閥體內置高硬度、高平面度的陶瓷動(dòng)片，在相對之高度貼合的定片旋轉一周的過(guò)程中，由于動(dòng)、定片各自帶有不同的盲孔及通孔。
隨著(zhù)相對角度的變化，產(chǎn)生三種不同的流體通道.從而實(shí)現所需的運行、反洗、正洗等三種功能。作為水處理系統的核心控制部件.改變了傳統水處理系統需要多個(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)去除有機物和余氯活性碳可吸附水中的部分有機物.吸附率約為60％左右對于粒度在1—2nm左右的無(wú)機膠體、有機膠體、溶解性有機高分子雜質(zhì).僅通過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾器是難以去除的[31�；钚蕴加泻軓姷拿撀饶芰�，其對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。此外活性碳對色度、嗅味、重金屬離子都有較強的吸附作用�；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)脂就又恢復了對鈣、鎂離子的置換能力f納床設有樹(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
整個(gè)納濾系統是由保安過(guò)濾器、高壓泵、納濾膜、壓力容器以及相應的儀器、儀表、閥門(mén)、機架、管道及管件等組成。主要構筑物說(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)機膠體、有機膠體、溶解性有機高分子雜質(zhì)等，以保護納濾膜不被堵塞.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)濾器內裝熔噴式聚丙烯濾芯f過(guò)濾等級5微米).精密過(guò)濾器進(jìn)出口設有壓力指示表.當壓差達到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、農藥、合成洗滌劑，可溶性有機物、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行壓力下工作，從而實(shí)現節能、降低設備投資和操作費用的目的。納濾膜產(chǎn)品規范及型號見(jiàn)表2：
附：(1)產(chǎn)水量和脫鹽率是基于測試條件：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主要構筑物及參數
附：兀件配公稱(chēng)內經(jīng)4寸(102ram)的壓力容器。
4工藝運行及水質(zhì)監測
4.1工藝的調試運行
考慮到原水負荷較高會(huì )對整個(gè)工藝.特別是對納濾系統造成影響，試驗開(kāi)始初期.課題組采用自來(lái)水為原水。在為期2周的調試運行中.發(fā)現整個(gè)系統運行良好，經(jīng)監測納濾膜出水穩定.再生及反洗裝置能到達預期目的。于是，改用濟南水質(zhì)凈化二廠(chǎng)的再生水為原水進(jìn)行調試研究。
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)流量下的各單元運行周期長(cháng)短并不一致.其中多介質(zhì)過(guò)濾階段運行周期最長(cháng)的是14L/rain.活性炭吸附階段運行周期最長(cháng)的也是14L/min鈉離子交換器運行周期最長(cháng)的是10Umin和12Umin納濾運行周期最長(cháng)的是20Umin.綜合比較當進(jìn)水流量為16IJmin時(shí)雖然不能使所有單元都達到最大周期但是可以使各單元比較均衡的貼近裝置運行的最大周期，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)對應多介質(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。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
4.2工藝的連續運行
4.2.1各單元有關(guān)參數的確定
在進(jìn)水Q=16L/min，經(jīng)過(guò)連續9個(gè)月運行，各單元有關(guān)參數如下：
圖2不同進(jìn)水流量納濾膜產(chǎn)水率變化圖
由表6得知各單元運行穩定.有關(guān)性能回復能力較強.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，提高各單元效率.降低再生及反清洗成本。
4.2.2水質(zhì)監測
在進(jìn)水O：16L/min.連續9個(gè)月運行對各單元出水進(jìn)行定期檢測，部分指標平均水質(zhì)情況如下：
可以看出.系統對上述指標都有較高的去除率，納濾前的預處理較好地降低了納濾的負荷.保證了納濾出水穩定，且出水水質(zhì)符合《生活飲用水衛生標準》(GB5749—2006)的要求。
5結論與建議
(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南市水質(zhì)凈化二廠(chǎng)的再生水.出水水質(zhì)達到《生活飲用水衛生標準))(GB5749—2006)標準的要求。
(2)最佳進(jìn)水流量Q=16Umin，此時(shí)，對應多介質(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，提高各單元效率，降低再生及反清洗成本。優(yōu)化系統組合，開(kāi)發(fā)出更加經(jīng)濟可行的再生水深度處理工藝，拓寬再生水應用范圍。
