水的深度处理和回用技术研究

A. 回用深度处理技术有哪些

2014年执业医师考试指导 临床执业医师 口腔执业医师 中医执业医师 医科大考查课试题
微滤分离技术是根据筛分原理以压力差作为推动力的膜分离过程。在给定压力下（50～100kPa），溶剂、盐类及大分子物质均能透过孔径为0．1～20．0μm的微滤膜，只有直径大于50nm的微细颗粒和超大分子物质被截留，从而使得溶液或水得到净化。它是一种精密过滤技术，其原理与普通过滤类似，但过滤的微粒比普通过滤小很多，是过滤技术的最新发展。 1.2.2超滤分离技术（UF）
超滤是一个压力驱动的膜分离过程，主要由筛除机理去除水中杂质。以压力差为推动力，分离膜的孔径在0．001 5～0．02μm 之间，推动压力在100～1 000kPa左右。超滤适用于分离大分子物质、胶体、蛋白质等，可有效取出水中的悬浮物、胶体、有机物等杂质，是替代活性炭过滤器和多介质过滤器的新一代预处理产品。 1.2.3正向渗透膜分离技术
用只能透过溶剂而不能透过溶质分子的半透膜将溶剂和溶液隔开, 溶剂分子将在渗透压的作用下自发地从溶剂侧透过膜进入溶液侧, 这就是渗透现象, 也即所谓的/正向渗透0。渗透过程的驱动力是膜两侧的渗透压差, 或理解为膜两侧水的化学势的差值, 水流方向为从渗透压低(水化学势高)的一侧流向渗透压高(水化学势低)的一侧。 1.2.4无机膜分离技术
无机膜（inorganic membrane）是指以金属、金属氧化物、陶瓷、沸石、多孔玻璃等无机材料为分离介质制成的半透膜，特殊的材料性质使其对高温、高压、强酸、强碱及高浓度有机溶液等极端苛刻反应环境具备较强的适应能力，这是其他水处理方法包括有机膜分离技术所无法比拟的。作为一种应用前景广阔的高新水
处理技术，无机膜分离技术在工业废水处理领域展现出独特的技术优势，已在工程领域得到成功应用并将拓展到更大的发展空间。 1.3高梯度磁分离技术
高梯度磁分离（High Gradient Magnetic Separation，简称HGMS）是20 世纪60 年代发展起来的一种新型磁分离方法。其工作原理是通过填充大量不锈钢毛作为过滤基质，电流的磁场效应使不锈钢毛磁化，在附近产生高梯度磁场，导磁的钢毛对液体中悬浮杂质的磁力作用大于水流拉力和颗粒本身重力作用，悬浮杂质被截留在钢毛基质上，使其被去除，从而达到净化目的。 第二章 主题 2.1微滤分离的应用
微滤膜系统将污水中尺寸大于膜微孔孔径的的絮体和悬浮物截留在膜纤维微孔外部, 而水在压力驱动下穿过纤维壁,从而实现水与絮体和悬浮物的分离, 达到去除水体中絮体和悬浮物的目的。图1 是MF 系统污水深度处理的中试试验流程, 系统运行包括过滤、自动反冲洗和排污过程。MF 系统采用天津膜天公司生产的6 英寸( 15. 24 cm) PVDF 中空纤维膜组件, 系统共有3 支膜组件。每支膜组件长度为1 740 mm, 纤维内径为0. 6 mm , 外径为1 m m, 膜纤维微孔平均孔径为0. 22 ( m,
单
支
膜
组
件
膜
过
滤
面
积
为
42 m2, CMF( Continuo usMicr o Filt rat ion, 连续微滤分离) 系统单支膜组件设计水通量为1. 5～2 T/ h, 水回收率大于96%。
当系统工作时, 打开进水阀门并调节阀门, 使进水压力P1 = 0. 07～ 0. 09 MPa, 错流循环出口压力P 2= 0. 03～ 0. 05MPa 。当系统工作30 min 后或透膜压力( TMP) 增加到系统设定时, 系统将进行自动反冲洗。关闭进水阀门, 打开反冲洗管路上阀门, 调节阀门使反洗水流量为0. 5～1. 5 T/ h, 15 s 左右后将反冲洗水量调整到6～9 T/ h, 气体流量计读数为12～18 m3/ h, 清洗时间20～100 s, 然后打开排污阀门进行排污,排污完成回到工作状态。
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B. 在水的深度处理与回用技术中关于膜生物反应器的问题有哪些

MBR工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元,在城市二级污水处理厂出水深度处理（从而实现城市污水的大量回用）等领域有着广阔的应用前景. 膜 - 生物反应器也存在一些不足.主要表现在以下几个方面：膜造价高,使膜 - 生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺；膜污染容易出现,给操作管理带来不便； 能耗高：首先 MBR 泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力,其次是 MBR 池中 MLSS 浓度非常高,要保持足够的传氧速率,必须加大曝气强度,还有为了加大膜通量、减轻膜污染,必须增大流速,冲刷膜表面,造成 MBR 的能耗要比传统的生物处理工艺高. 而MBFB膜生物流化床工艺用于污水深度处理,能在原有污水达标排放的基础上,经过生物流化床和陶瓷膜分离系统,进一步降低COD、NH-N、浊度等指标,一方面可直接回用,另一方面也可作为RO脱盐处理的预处理工艺,替代原有砂滤、保安过滤、超滤等冗长过滤流程,同时有机物含量的降低大大提高RO膜使用寿命,降低回用水处理成本,使用无机陶瓷膜分离系统,是世界第一套污水处理专用的无机膜分离系统,和其它的有机膜、无机膜相比,具有膜通量大、可反冲、全自动操作等优势. MBFB特点1、活性炭粉长期使用,勿需更换或再生； 2、三相传质混合,反应效率高； 3、载体不流失； 4、载体流化性能好； 5、氧的转移效率高； 6、污染物高度富集,生物量大； 7、对微污染水处理效果好

C. 中水回用回用技术

中水回用技术是指对工业废水中进行深度处理，达到一定水质标准后，将这部分处理后的废水回用到工艺过程中，以达到节约水资源、减少环境污染的目的。这项技术主要包括冷却水技术和一水多用污水净化技术。

冷却水技术主要通过改变冷却方式、降低冷却要求、采用非水冷却、利用人工冷源或海水作冷却水等方法，实现冷却水的循环利用。在采用循环利用技术时，应注意水中细菌繁殖、水垢形成、设备腐蚀、水压和水量变化等问题。

一水多用污水净化技术则是将生产工艺中各环节的用水进行适当处理后，重复利用或用于其他对水质要求不高的环节。通过这种方法，可以达到节约用水的目的。例如，先将清水作为冷却水使用，然后通过水处理站软化后作为锅炉供水。

在中水回用技术的实际应用中，选择中水水源是关键步骤之一。优质杂排水应优先考虑，按照冷却水、淋浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、厕所排水的顺序取舍。处理工艺则根据中水水源的不同，选择以物化处理为主的工艺流程、生物处理和物化处理相结合的工艺流程，或二段生物处理等。

中水设计建设和管理则有明确的规定。对于宾（旅）馆、饭店、商店、公寓、综合性服务楼及高层住宅等建筑面积在2万平方米以上，机关、科研单位、大专院校和大型综合性文化、体育设施建筑面积在3万平方米以上，以及住宅小区规划人口在3万人以上的建设项目，都应配套设计中水设施。中水设施的设计应遵循中国工程建设标准化协会编制的《建筑中水设计规范》，其管理按照建设部发布的《城市中水设施管理暂行办法》执行。

“中水”一词是相对于上水〔给水〕、下水〔排水〕而言的。中水回用技术系指将小区居民生活废〔污〕水（沐浴、盥洗、洗衣、厨房、厕所）集中处理后，达到一定的标准回用于小区的绿化浇灌、车辆冲洗、道路冲洗、家庭坐便器冲洗等，从而达到节约用水的目的。

D. 浅析中水回用技术及应用

污水资源化包括城市污水、工业废水和建筑小区生活污水的再生利用。其中建筑中水的回用，是指通过对集中住宅小区和密集建筑群等生活杂排水的局部收集、处理，再回用于附近建筑物和建筑小区的冲侧、绿化等生活杂用。中水回用既节省水资源，又减少城市供排水管网和处理设施的负荷，是解决缺水问题的一条有效途径。
1.中水回用技术简介
其特点为用各种物理、化学、生物等手段对工业所排出的废水进行不同深度的处理，达到工艺要求的水质，然后回用到工艺中去，从而达到节约水资源，减少环境污染的目的。下面就两种最主要的回用技术作一介绍：
1.1冷却水技术
节约冷却水是工业节水的主要途径：
1、改直接冷却水为间接冷却水
在冷却过程中，特别在化学工业中，如采用直接冷却的方法，往往使冷却水中夹带较多的污染物质，使其失去再利用的价值，如能改为间接冷却，就能克服这个缺点。
2、降低冷却要求，减少冷却水用量。
3、采用非水冷却。
如在某种工艺生产中，采用空冷或油冷，达到冷却的目的。
4、利用人工冷源或海水作冷却水，减少地下水或淡水用量。
5、合理利用冷却水。
对已使用过的冷却水可以进行一定的降温措施后，反复使用，也可以在第一次作为冷却水使用后，用于其它对水质、水温要求较低的场合。
在采用这个办法时,要注意各车间供水系统的密切配合,加强冷却水的管理,避免因一个环节出问题而影响其他车间供水。
6、冷却水的循环利用
这种冷却水利用技术主要是经过冷却器变成的热水经过冷却构筑物使水温降到回用水水温，从而循环使用。
冷却水在循环使用时，应注意水中细菌的繁殖、水垢的形成、设备腐蚀、水压、水量变化等问题。
1.2一水多用或污水净化再利用
由于生产工艺中各环节的用水水质标准不一，因此将某些环节的水经过适当的处理后重复利用或用于其它对水质要求不高的环节中。以达到节水的目的。如：可先将清水作为冷却水用，然后送入水处理站经软化后作锅炉供水用。城市污水集中处理后用于生产、生活等。
中水回用技术举例
下面就生活中水做一简单介绍。
生活中水，主要指生活污水经过处理，达到使用标准后，用于冲厕、绿化、景观、喷洒路面以及冷却水的补充等杂用。中水水质应达到《生活杂用水水质标准》。
1、中水水源
选择中水，应首先选用优质杂排水，一般可按下列顺序取舍：
a、冷却水b、淋浴排水c、盥洗排水d、洗衣排水e、厨房排水f、厕所排水
2、处理工艺
当以优质杂排水和杂排水作为中水水源时，可采用以物化处理为主的工艺流程，或采用生物处理和物化处理的工艺流程。
当利用生活污水作为中水水源时，可采用二段生物处理，或生物处理与物化处理相结合的处理工艺流程。
3、中水设计建设规定
凡建设项目都应按规定同时配套设计中水设施，属以下情况的建设项目必须配套设计建设中水设施：
a、宾（旅）馆、饭店、商店、公寓、综合性服务楼及高层住宅等建筑的建筑面积在2万平方米以上。 b、机关、科研单位、大专院校和大型综合性文化、体育设施的建筑面积在3万平方米以上。
c、住宅小区规划人口在3万人以上（或中水回用量在750立方米/日以上）。
有关中水设施的管理按照建设部发布的《城市中水设施管理暂行办法》执行，中水设施的设计按中国工程建设标准化协会编制的《建筑中水设计规范》。
2.中水回用水质要求
中水水质必须要满足以下条件：
2.1 满足卫生要求。其指标主要有大肠菌群数、细菌总数、余氯量、悬浮韧、cod、bod5、磷化物等。
2.2 满足人们感观要求，即无不快的感觉。其衡量指标主要有浊度、色度、臭味等。
2.3 满足设备构造方面的要求，即水质不易引起设备、管道的严重腐蚀和结垢。 其衡量指标有ph值、硬度、蒸发残渣、溶解性物质等。
近年来，我国对中水研究越来越深入，为保证中水作为生活杂用水的安全可靠和合理利用，于一九八九年正式颁布了《生活杂用水水质标准》(cj251一89)。
3.中水回用标准及方式
3.1国内的城市杂用水标准情况
1989年建设部颁布的《生活杂用水水质标准》(cj25.1-89)是我国有关城市杂用水水质的第一个部颁标准。该标准规定了厕所便器冲洗、城市绿化、洗车、扫除等生活杂用水水质要求。2002年中南市政设计研究院主持对该标准进行了修订并上升为国家标准(gb/t18920—2002《城市污水再生利用城市杂用水质》)。修订中将杂用水的适用范围进行了调整，增加了消防和建筑施工用水。
3.2中水回用方式
城市可根据污水处理能力的大小和当地情况，选择不同的回用方式。大体有以下几种：①选择式回用方式，即在污水处理厂周围的一些居民区铺设管道，实行分质供水回用；②分区回用方式，即根据城市状况，分区实行污水再生利用；③全城回用方式，即全城铺设中水管道，适用于新建城市和有污水处理能力的小城镇。
4.中水回用的主要途径
4.1回用于工业
污水处理厂达标排放的废水，根据用途的不同可直接或再经过进一步处理达到更高的水质后应用于工业生产过程中，如用做冷却水，熄焦、熄炉渣用水，灰渣水力输送用水，工厂绿地浇洒，地面、设备、车辆冲洗，消防用水，其中最具普遍性和代表性的用途是工业冷却用水。
4.2城市杂用
中水的城市回用途径主要有以下几个方面：一是城市生活冲厕用水，二是城市部分商业用水(如洗车行业)，三是道路喷洒用水与城市绿地灌溉，四是非接触性景观中水与消防用水等。其中，城市生活用水是比较稳定的用水渠道，道路喷洒用水与城市绿地灌溉具有一定的季节性。
4.3农业灌溉
经过污水处理厂处理后排放的废水只需再经过简单的过滤即可达到农业灌溉用水的水质标准，其环境卫生和农产品的卫生学状况均良好。中水用于灌溉农田，通过土壤过滤、吸附、离子交换、化学反应、土壤微生物代谢和作物根系的吸收等机理，也能进一步净化水质，改良土壤结构，增加水分和肥分，使农作物增产，节省大量化肥，可获得良好的经济效益。中水回用于农业灌溉，一般尚需建设一定的调蓄、灌溉工程，才能达到充分利用的目的。农业灌溉用水受季节性的影响明显。
4.4水利工程
4.4.1城市二级河道景观用水。国家对景观水质制定了水质标准，二级污水处理厂的出水水质与河道景观用水水质要求相似。在卫生指标上加以再处理即可达标。只要河道是流动的，其本身就具有一定的自净能力，这样不仅使城市景观得到改善，也为河道两岸再生水回用单位提供了输水渠道。
4.4.2用于地下含水层的存储及恢复。由于地下水的开采量过大，引起地面下沉。为了控制下沉，除限制开采量或禁止开采外，还要采取回灌措施。中水可以作为回灌水的水源之一，但要经过进一步处理，以达到地下水回灌的水质要求方可回灌。
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E. 关于水处理方面的书籍

以下是几本关于水处理技术的书籍推荐：

《现代膜技术与水处理工艺》一书由张萱撰写，详细介绍了现代膜技术在水处理领域的应用和最新进展，为从事水处理工作的专业人士提供了宝贵的参考。

冯敏所著的《现代水处理技术》全面阐述了水处理技术的原理、工艺及工程应用，适合作为环境工程、水处理等领域的教材或参考书。

金熙的《工业水处理技术问答》以问答形式解答了工业水处理中的常见问题，内容实用且易于理解，是工业水处理工作者的得力助手。

王社平的《污水处理厂工艺设计手册》详细介绍了污水处理厂的设计、建设和运营管理，对于从事污水处理设计和管理的工程师来说，是一本不可多得的工具书。

王光裕的《有机废水处理的基本设计与计算》针对有机废水处理进行了深入剖析，提供了设计计算的实用方法和案例，为环境工程设计师提供了有力支持。

张林生的《水的深度处理与回用技术》探讨了水的深度处理和回用技术，对于提高水的利用率和保护环境具有重要意义。

张峰的《光催化水处理技术》介绍了光催化在水处理中的应用，为水处理技术开辟了新的研究方向。

齐冬子的《循环冷却水技术问答》针对循环冷却水技术进行了详细解答，内容实用且易于上手，是相关行业工作者的必备参考书。

温沁雪的《废水处理生物膜》深入探讨了废水处理中的生物膜技术，对于提高废水处理效率具有指导意义。

窦照英的《工业水处理及实例精选》通过实例介绍了工业水处理的技术和方法，对于实际工程应用具有很高的参考价值。

F. 印染废水处理的印染废水深度处理回用

1.印染废水排放概况
印染废水来源及污染物成分十分复杂，具有水质变化大、有机物含量高、色度高等特点。直接排放对人类健康和生存环境带来极大危害。
印染废水处理若采取生化、物化相结合的处理工艺，出水可达到
综合废水排放标准的一级标准。
印染废水处理若采用的单一的生化和物化处理工艺，出水水质达不到一级标准，多数印染企业是纳入工业园区管网标准后进入园区废水站再进一步处理。
印染废水调节池物化处理技术生化处理技术排放物化+生化技术
2.
印染水回用概况
经济的持续增大、企业规模的不断扩大，水资源的匮乏，必将导致水价格的不断提高，因此，大力发展印染废水回用事业，不仅能节约有限的水资源，缓解企业日趋突出的用水紧张矛盾，而且能减少污水的排放。
3.核心工艺组合如下：
废水类型
水质类型
推荐工艺
备注
二沉池出水
达标
砂滤+UF+RO/NF
适用占地面积小企业
达标
预处理+RO/NF
适用占地面积大企业
不达标
MCR/MBR+RO/NF
若采用其他传统工艺还需要进一步进行预处理
无任何处理系统低浓度废水
不达标
MCR/MBR+RO/NF
若采用其他传统工艺还需要进一步进行预处理
砂滤+UF+RO/NF
4.印染废水中水回用工艺
针对达标排放和纳管排放的印染废水，在工程实践与试验研究基础上，结合印染废水“节能减排回用”要求，建立了几套比较完善的印染废水中水回用工艺。
一、砂滤+UF+RO/NF处理工艺
1.
印染废水经过前处理工艺处理后，降低废水中的CODcr、废水中的悬浮物、浊度，进入超滤处理系统，去除更小的悬浮物、浊度和色度后在进入后续的RO/NF处理系统，截留废水中的污染物质，进行污染物的分离和浓缩，使出水达到生产回用水水质要求。
二、预处理+RO/NF处理工艺
1
.印染废水经过生化或物化传统工艺处理后，经过二沉池出水（出水水质较好），废水中的悬浮物、CODcr得到有效处理后。二沉池上清液经过滤池或高效沉淀技术进一步去除废水中悬浮物和浊度，使出水SDI达到<5的要求下，在进入后续的RO/NF处理系统，截留废水中的污染物质，进行污染物的分离和浓缩，使出水达到生产回用水水质要求。
预处理系统：本系统采用砂滤池、快滤池或高效沉淀技术进一步去除废水中的悬浮物和浊度，是出水SDI达到<5的要求。
三、MCR/MBR+RO/NF处理工艺
1.
印染废水经过传统工艺处理后或者低浓度废水未经过处理后，废水中的有机污染物和悬浮物的浓度较高，通过MCR或MBR处理技术，降低废水中的有机污染物和悬浮物，进入后续的RO/NF处理系统，截留废水中的污染物质，使出水达到回用水水质要求。
膜-生物反应器工艺（MBR工艺）是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，分离出清水，实现生化反应与清水分离同步进行，省掉二沉池。
MBR紧凑简洁单元结构特别适合于处理成份复杂、污染物浓度高的印染废水。
MBR工艺的优点：处理效率高、出水水质好、污泥少
水力停留时间短、占地面积小
易清洗、易更换、运行稳定、运行成本低
耐冲击能力强、COD和色度去除效率高
膜-混凝化学反应器(MCR工艺)，该工艺是天创公司在MBR工艺基础上研究出一种新型的废水处理工艺。MC工艺是将化学混凝工艺与膜分离工艺加以结合，用膜代替混凝反应中的沉淀池，起到泥水分离的作用。
MCR工艺优点：减少了沉淀池、降低了占地面积
提高传统化学混凝的反应效
与传统化学混凝相比，无需加药剂
出水水质好、操作灵活简便