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)用水等多個領(lǐng)域。如何對再生水進一步處理，以拓寬其應(yīng)用范圍.是當(dāng)今水處理研究的熱點和難點之一。本課題組利用臭氧一過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)凈化二廠的再生水.經(jīng)過10個月的運行，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)
濟南市水質(zhì)凈化二廠再生水水質(zhì)基本情況見表1。
2工藝流程及工藝說明
2.1工藝流程
2.2工藝流程說明
(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(xù)活性炭處理單元的除污染效果。
(2)改性濾料過濾
改性多介質(zhì)過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.從而延長納濾系統(tǒng)保安過濾器濾芯的更換周期.保障后處理設(shè)備長期安全運行。當(dāng)過濾器運行失效時(壓差達到0.1-0.15MPa時)，就要對過濾器進行正反沖，以除去過濾介質(zhì)表層的截留物該過濾的控制閥體采用微電腦控制.可以根據(jù)實際使用情況設(shè)定各參數(shù).全自動實現(xiàn)進水及沖洗濾料的過程�？刂崎y閥體內(nèi)置高硬度、高平面度的陶瓷動片，在相對之高度貼合的定片旋轉(zhuǎn)一周的過程中，由于動、定片各自帶有不同的盲孔及通孔。
隨著相對角度的變化，產(chǎn)生三種不同的流體通道.從而實現(xiàn)所需的運行、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)需要多個閥門、多條管路的繁瑣操作方式，集各種功能于一閥，安裝更容易，操作更加簡便。
(3)活性碳過濾
活性碳過濾的主要作用是用來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左右的無機膠體、有機膠體、溶解性有機高分子雜質(zhì).僅通過多介質(zhì)過濾器是難以去除的[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。活性碳過濾器控制閥體同上述改性濾料過濾器控制閥體。
(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。交換樹脂飽和失效后.需用鹽水進行還原.還原后的樹脂就又恢復(fù)了對鈣、鎂離子的置換能力f納床設(shè)有樹脂再生箱.樹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濾器控制閥體。
(5)納濾膜系統(tǒng)
整個納濾系統(tǒng)是由保安過濾器、高壓泵、納濾膜、壓力容器以及相應(yīng)的儀器、儀表、閥門、機架、管道及管件等組成。主要構(gòu)筑物說明如下：
①保安過濾器
保安過濾器用于去除51xm以上的懸浮物、無機膠體、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濾工序可能存在的泄漏，否則.部分固體微粒就會滲入納濾膜中，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保安過濾器內(nèi)裝熔噴式聚丙烯濾芯f過濾等級5微米).精密過濾器進出口設(shè)有壓力指示表.當(dāng)壓差達到0.2MPa時更換濾芯。
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，從而實現(xiàn)節(jié)能、降低設(shè)備投資和操作費用的目的。納濾膜產(chǎn)品規(guī)范及型號見表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(gòu)筑物及參數(shù)
附：兀件配公稱內(nèi)經(jīng)4寸(102ram)的壓力容器。
4工藝運行及水質(zhì)監(jiān)測
4.1工藝的調(diào)試運行
考慮到原水負(fù)荷較高會對整個工藝.特別是對納濾系統(tǒng)造成影響，試驗開始初期.課題組采用自來水為原水。在為期2周的調(diào)試運行中.發(fā)現(xiàn)整個系統(tǒng)運行良好，經(jīng)監(jiān)測納濾膜出水穩(wěn)定.再生及反洗裝置能到達預(yù)期目的。于是，改用濟南水質(zhì)凈化二廠的再生水為原水進行調(diào)試研究。
4.1.1最佳進水流量的確定
為了確定最佳進水流量.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.每個流量下的各單元運行周期長短并不一致.其中多介質(zhì)過濾階段運行周期最長的是14L/rain.活性炭吸附階段運行周期最長的也是14L/min鈉離子交換器運行周期最長的是10Umin和12Umin納濾運行周期最長的是20Umin.綜合比較當(dāng)進水流量為16IJmin時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.納濾膜產(chǎn)水率最大，故最佳進水流量選16IJmin。
進水0：16L/min時對應(yīng)多介質(zhì)過濾器、活性炭過濾器、納離子過濾器濾速為8m/h，停留時間13min.納濾膜膜通量1.96m3/mmin�？紤]到實際效果.并從有關(guān)資料得知，過高或過低的臭氧投加量都不好.因此，我們選取臭氧投加量為2mg/L接觸時間13min。具體參見http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
4.2工藝的連續(xù)運行
4.2.1各單元有關(guān)參數(shù)的確定
在進水Q=16L/min，經(jīng)過連續(xù)9個月運行，各單元有關(guān)參數(shù)如下：
圖2不同進水流量納濾膜產(chǎn)水率變化圖
由表6得知各單元運行穩(wěn)定.有關(guān)性能回復(fù)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
在進水O：16L/min.連續(xù)9個月運行對各單元出水進行定期檢測，部分指標(biāo)平均水質(zhì)情況如下：
可以看出.系統(tǒng)對上述指標(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)凈化二廠的再生水.出水水質(zhì)達到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)))(GB5749—2006)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
(2)最佳進水流量Q=16Umin，此時，對應(yīng)多介質(zhì)過濾器、活性炭過濾器、納離子過濾器濾速為8m/h，停留時間13min，納濾膜膜通量16Umin.操作壓力0.45MPa；臭氧最佳投加量2mg/L，接觸時間13rain。
(3)需要進一步優(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(yīng)用范圍。
