摘要：水是生命的源泉，是人们生存和生产生活的前提条件。为积极响应新时代国家对节能减排的号召，实现经济发展与资源合理利用的双重目标，各污水处理厂已经开始了积极的城市再生水回用处理工程的建设和完善。本文以此为背景，就城市污水处理厂再生水回用工程的工艺设计流程进行了讨论，以期作为参考。
关键词：城市；污水处理厂；再生水回用工程；工艺设计
引言
近年来，我国水资源污染问题日益严重，水资源短缺的境况也愈加窘迫，再生水已发展成为城市的第二大供水来源。污水处理厂通过先进的再生水回用处理工艺，使污水达到回用标准，有效的解决了人们的用水问题。
一、污水再生处理的必要性
现阶段，随着社会的飞速发展，工业生产和居民生活的用水量猛增，我国已经出现了水资源短缺、水污染严重以及地区性干旱等严重的问题，水资源的供求矛盾也愈演愈烈。在快速发展的今天，我国已经吹响了高质量发展的冲锋号，与时俱进、保护生态、安全生产、节能减排以及能源的可持续发展都已成为时代的主旋律，在这种背景和要求下，我国的再生水回用工程也加快了建设和完善的步伐。目前，要解决水资源短缺的难题，必须要利用先进的工艺对污水进行回用，这是当下最直接也最有效的途径。
二、再生水回用工程的工艺流程设计
污水处理厂再生水回用工程采用双膜法处理工艺，即超滤工艺+反渗透工艺，下面对双膜法的工艺设计流程进行讨论和分析。
（一）设置原水池
为减少对膜车间进水泵的重复启停操作，需要设置原水池进行水量储存，以此来实现对水量的调节。原水池施工时采用半地下式的钢筋混凝土结构，相关设备进行分期安装，整体施工一次性完成，在原水池内要设置液位计进行水量的控制。
（二）合建生产车间
为方便对整个再生水回用过程的操作和管理，要将超滤系统、反渗透系统、清洗系统、泵房以及变配电室、控制室、办公室等区域合理布置在合建式生产车间内。下面对主要系统进行讨论。
1、超滤系统
超滤系统是整个反渗透工艺的预处理环节，采用浸没式超滤膜，对原水中的悬浮物、胶体及大颗粒有机物等杂质进行去除，以此来保证整个反渗透系统的正常运行。由于系统处理的来水主要为污水处理厂的尾水，所以要选用负压抽吸方式的浸没式超滤膜来进行过滤操作。相比较其他超滤膜的工作方式，该超滤系统的膜组件直接浸没在原水中，将水通过抽取泵的负压驱动来经膜壁进入到膜丝内腔完成收集，而水中的杂质则会被膜壁截留，并在膜丝的外表面进行积聚，最后经反洗或清洗操作离开超滤系统。整个超滤系统的主要构成包括超滤膜组建、抽吸泵、反洗及化学清洗单元以及药剂配制投加单元等。
2、反渗透系统
反渗透系统的主要构成包括反渗透膜组件、保安过滤器、进水泵、高压泵、反洗及化学清洗装置、药剂投加装置等，工作时采用一级一段式反渗透工作模式。反渗透系统是整个再生水回用工程的核心单元，通过利用高于溶液渗透压的压力，驱动原水在经过只允许水分子通过的半渗透膜时，进行对原水中溶质的选择性截留，实现溶液与溶质的分离，达到去除原水中可溶性固体的目的。
（1）保安过滤器
在系统运行过程中，超滤水池防腐材料的脱落、管道中设备机械杂质的存在以及系统自身原因造成的二次污染等情况不可避免，这导致了反渗透进水中会存在颗粒较大的固体颗粒，这些颗粒在高压泵的高压驱动下既有可能会对反渗透膜进行击穿，从而造成严重的漏盐现象，并且还会导致高压泵的机械损伤，因此，需要在反渗透膜组件之前安置保安过滤器。
（2）高压泵变频控制
为给进入膜组件的原水提供足够的驱动力来克服其运行阻力以及膜的渗透压力，需要设置高压泵，以此来保证反渗透膜组件的正常运行。在实际的系统运行过程中，要充分考虑到水温对进水压力的影响，尤其是要考虑冬天对原水的加热处理，因此，为保证压力的实时变化，同时要降低能耗，需要对高压泵进行变频控制。
（3）还原剂投加单元
反渗透膜组件对进水余氯的要求是要低于0.1mg/L，因此要设置还原剂投加单元，通过在进水中加入还原剂来中和多余的氧化性杂质，以此来保证反渗透膜原件不被破坏，具体投加量要根据进水氧化性来具体设定。
（4）阻垢剂投加单元
在高回收率的工作模式下，反渗透膜单元的浓水端，尤其是在最后一个膜元件的浓水侧，往往会出现硫酸盐、碳酸盐以及钙离子、镁离子等难溶性物质的积存，较长时间后会出现严重的结垢现象，从而影响反渗透膜单元的过滤性能，因此，需要在反渗透膜组件进水前设置阻垢剂投加装置，以此来减少进水中难溶物的浓度。
（5）膜杀菌单元
反渗透膜在原水中长期浸泡后会出现细菌、微生物的污染，这些污染会直接导致分渗透膜性能发生改变，因此，需要定期系统的进行冲击性非氧化性杀菌剂的投加，以此来对反渗透膜进行有效杀菌。加药的种类和计量，要结合实际生产运行和试验经验，根据不同季节、不同水质、不同污染程度以及不同的微生物进行选择，同时为保证药剂混合均匀，还需在投加点设置管道混合器。
（6）反渗透单元
反渗透单元是整个反渗透系统的核心，执行对原水的脱盐操作，即对原水中的可溶性盐类和杂质进行有效脱除。反渗透单元采用抗污染型的膜组件，主要类型为聚酰胺复合膜。
3、超滤化学清洗单元
化学清洗单元对膜组件的清洗主要包括复性清洗和维护性清洗两种，采用的药剂主要为NaClO 和 HCl(也可用柠檬酸、磷酸也可替代)，并通过NaOH 和 NaHSO3 来进行药剂溶液的中和调节。反渗透系统伴随着长时间的运行，经常会面临严重的悬浮物和难溶物的污染，其中常见的几种污染为硫酸钙结垢、碳酸钙结垢、硅化物沉积、金属难溶物沉积以及微生物污染等，因此需要定期对膜组件进行清洗维护，以此来保证膜单元的正常运行。在对膜单元进行化学清洗前，需要先与膜原件的厂商及特用化学药剂生产商进行沟通，以便确定对主要污染物进行清理时的药剂选择。另外，在清理过程中要控制好反应环境的温度、PH以及药剂反应时间，以期获得最高的清洗效率，同时延长膜的使用寿命。
4、泵房
反渗透系统运行时需要进水泵、高压泵、超滤反洗水泵以及再生水出水泵等多个泵单元同时工作，为方便操作和管理，需要设置专门的泵房来对其进行安置。
（三）设置超滤产水池及反渗透产水池
为减少对反渗透水泵的重复启停，需要设置超滤产水池，以此来对反渗透的进水进行控制；为调节再生水供水量与用户用水量之间的差额，需要设置反渗透产水池，以此来控制差额。超滤产水池和反渗透掺水池内均要设置液位计进行水量控制，同时为节约用地，施工时要对两者进行合建。
（四）设置中和水池
在对膜单元进行超滤反洗时，初期的排水污染物往往浓度较大，但随着过程的进行，后期排水会逐渐变清，因此，为降低排水污染物对污水处理厂管网及其运行系统的冲击，需要设置中和水池来进行水质的调节。此外，反渗透清洗过程中产生的酸碱废液也要经中和水池处理后才能排出。
结语
双膜法工艺是当前最为经济、科学的再生产处理工艺，有效的提高了再生水的利用率，降低了城市建设和发展过程中对水资源的消耗，有利于水资源达到供求平衡。城市污水处理厂要加大对再生水回用工程的建设和完善，提高废水利用率，减少城市用水负担，推动城市建设和发展。
参考文献
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作者简介：贾晓解，生于1989年，男，汉族，河北石家庄人，研究生，助理工程师，研究方向：水处理高级氧化技术