中水(reclaimed water)是指各种排水经处理后，达到规定的水质标准，可在生活、市政、环境等范围内重复使用的非饮用水。我国是水资源匮乏的国家，人均占有量仅为0.22-0.27万方，列世界第88位。水污染及水资源危机是制约我国经济可持续发展的重要因素，中水回用对我国的环境保护、水资源保护、水污染防治、经济可持续发展能起到重要作用。本公司于2010年新建一座处理规模为500吨/天污水处理设备，且处理过的水质均符合污染物综合排放标准(GB8978-1996)一级标准;新上一套处理规模为65吨/小时的自来水二级反渗透装置，直接排水量为26吨/小时。年产1万吨高精度电子铜箔每天总计排水量约为967吨。公司本着倡导循环经济，节能减排，为此上一套中水回用工程。本研究通过工艺处理原理从技术上论证中水回用的可行性，产水满足本厂回用的标准。
1.回用水质及出水标准
中水回用的水源为水质符合国家污染物综合排放标准(GB8978-1996)一级标准的排放水和自来水二级反渗透的浓水(水质指标见表1)。出水水质标准见表2。
表1 UF+RO工艺进水水质指标
表2 UF+RO工艺出水水质指标
2 工程应用及研究
2.1 工艺流程
原水池→原水泵→自动叠片过滤器→超滤→超滤产水池→RO进水泵→ 5μ保安过
滤器→高压泵→反渗透装置→RO产水池→供水泵→出水
本工程的进水水质为符合国家污染物综合排放标准(GB8978-1996)一级标准的排放水和自来水二级反渗透的浓水。各设备的说明如下：
1)自动碟片过滤器
自动叠片过滤器薄薄的特定颜色的塑料叠片两边刻有大量一定微米尺寸的沟槽。一串同种模式的叠片叠压在特别设计的内撑上。通过弹簧和液体压力压紧时，叠片之间的沟槽交叉，从而制造出拥有一系列独特过滤通道的深层过滤单元，这个过滤单元装在一个耐压耐腐蚀的滤筒中形成过滤器。去除污水中未去除的悬浮物和颗粒杂志。在过滤时，过滤叠片通过弹簧和流体压力压紧，压差越大，压紧力越强。保证了自锁性高效过滤。液体由外缘通过沟槽流向叠片内缘，经过18-32个过滤点，从而形成独特的深层过滤。过滤结束后通过手工或液压使叠片之间松开进行手工清洗或自动反冲洗。
过滤器共有两种运行状态：过滤状态和反洗状态。在过滤状态下，原液从外面通过叠片，过滤叠片在弹簧力和液力的作用下被紧紧地压在一起，杂质颗粒截留在叠片交叉点，经过过滤的液体从过滤器中流出。
当到达一定压差时或时间，系统自动进入反洗状态，控制器控制阀门改变水流方向，反冲水压拉升弹簧使叠片被松开，位于SPIN KLIN 柱上的喷嘴沿切线喷射，使叠片旋转，将截留在叠片上的杂质冲洗甩出。
2)UF装置(2)
超滤装置采用中空纤维膜组件，具有出水水质好、透过量大等特点。能进一步去除水中的悬浮物和胶体硅，及其他加大分子的物质(蛋白质、核酸、多糖等)以及细菌、有机物等杂质，更加有效降低SDI值，为反渗透减少去除压力，从而被称为反渗透的最佳预处理单元，可以有效延长反渗透膜寿命。确保后续设备的正常运行。
3)保安过滤器
保安过滤器的作用是截留原水带来的大于5μm的颗粒，以防止其进入反渗透系统。这种颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜组件，造成大量漏盐的情况，同时划伤高压泵叶轮。过滤器中的滤元为可更换式，当过滤器压差大于设定值时，应当更换。
4)高压泵
反渗透给水泵是反渗透的主要运转设备，为反渗透装置的运行提供动力来源。
5)加阻垢剂装置
为了保证膜元件表面不结垢，保证膜的长期运行效果，延长膜的使用寿命，本工程在反渗透装置前设置阻垢剂加药装置。通过延缓盐晶体成长来推迟沉淀的过程，促使晶体不会形成一定大小和足够的浓度而沉降下来。同时阻垢剂有分散剂作用，能使反渗透浓水中难溶盐或沉积在膜表面上污物，随浓水排到反渗透装置外。
6)加还原剂装置
因反渗透膜对余氯非常敏感，要求进水余氯≤0.1ppm，故需在保安过滤器后投加还原剂，使其产水余氯≤0.1ppm，保护反渗透膜不被氧化。
7)RO装置
二段RO装置组合式组装，每套选用一台高压泵并联供水。本系统的反渗透装置组件的组装形式是由第一段膜组件排出的浓水再进入第二段膜组件进行处理，这样的组装形式进一步提高膜系统排出的水回收率，从而降低了设备总投资。
8)反渗透清洗装置(与超滤装置合用)：
清洗装置由清洗水箱、清洗水泵、清洗过滤器等组装而成，用以满足反渗透装置的循环清洗及药剂的过滤，满足单套反渗透装置一次清洗用的药剂量。经过长期运行，反渗透膜面上会积累各种污染物，从而降低反渗透装置的性能(产水量和脱盐率)，进水与原水压差升高。因此除日常的低压冲洗外，还需设置一套清洗装置，定期进行化学清洗，一般一年应进行2-4次(视实际而定)。
本系统配置一套化学清洗装置，其流程如下：
清洗水箱 → 清洗泵 → 清洗过滤器 → 反渗透装置（↑ 循环 ↓）
2.2 控制系统
本工艺控制系统采用上位机+可编程控制器(PLC)+现场仪器仪表箱构成的控制系统对整个工艺过程进行全自动控制，正常生产时可达到无人值守。该系统用于对整条生产线的集中控制和管理，通过对过程组态能够设定并能即时显示整条生产线上所有的工艺参数和设备的运行参数。
2.3 进出水质对比表
通过实验对回用水量及进出水质电导率对比如下
表3回用水量 m3/d
表4出水电导率对比表 us/cm
由以上可以看出，膜的回收率及脱盐率分布为70%和89%，出水水质满足工艺生产需求。
3.处理效果及经济分析
采用双膜法处理的水质满足生产要求，技术上可行。采用本中水回用工程能够节约污水排水676吨/天。排污量由原来的967吨/天，减少为290吨/天(新水价为2.65元/吨)。年节约资金约60万元。
4.结语
铜箔是新兴行业，如何做好企业的节水工作是一个重要的研究。我公司采用的UF+RO法回收水资源达到了节约水资源的问题，又产生了一定的环境效益和经济效益，为其他类似企业提供节约水资源的借鉴基础。
参考文献：
1王炳强、催树宣 反渗透膜法处理城市污水技术探析[J] 天津化工，2003
2.张显龙、李海燕 CMF+RO法在中水回用中的实验研究 当代化工，2005
声明：
“UF+RO法在铜箔中水回用工程应用的研究” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：安徽铜冠铜箔有限公司
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