反渗透水处理技术是近几十年来兴起的技术，具有高脱盐率、适应水质含盐量范围广、化学药剂消耗少、环保、占地面积小、自动化程度高、产水水质稳定等特点〔1, 2, 3, 4, 5〕，广泛应用于地表水回用、市政污水回用、海水淡化、钢厂废水回用、印染废水回用等领域〔3, 4, 5, 6〕。某化纤生产企业利用国外进口的废弃饮料瓶深加工处理成弹性纤维，广泛用于被服、靠垫、枕芯、沙发及无纺布制造等行业。近年来该企业先后投入 2 000多万元用于污水处理，其生产用水取自污水处理厂达标排放的污水，采用反渗透技术对污水有效脱盐，并将合格的产水回用到生产工艺中，实现了污水的有效利用，同时减少了当地政府供应自来水的负担，带来良好的社会、环境和经济效益。笔者对反渗透技术在该化纤企业污水回用项目中的应用情况进行介绍。
1 污水和工艺用水的水质情况
该企业水处理系统的源水取自附近污水厂达标排放的污水。该污水含有较高的COD、有机物、胶体等，同时浊度和硬度也较高，必须经过预处理才能达到反渗透的进水水质要求；此外该化纤生产企业的工艺用水标准非常高，高于当地自来水的水质标准。污水和工艺用水的水质标准如表 1所示。
2 污水回用工艺流程设计
污水回用工艺流程见图 1。
图 1 污水回用工艺流程
考虑到污水厂达标排放的污水浊度和COD比较高，同时悬浮物、胶体和颗粒物也较高，超过了机械过滤器（砂滤和碳滤）承受的负荷范畴，所以在机械过滤器前增加絮凝+全自动净水器处理工艺，目的是去除污水中大部分悬浮物、胶体和颗粒状机械杂质，并部分去藻、降低有机物；砂滤+碳滤+保安过滤器作为机械过滤器，用来进一步降低水中的悬浮物、胶体和颗粒物等，保证反渗透的进水SDI15＜5，其中碳滤还可以吸附水中的有机物、余氯、色度等，降低COD，也能防止余氯对反渗透膜的氧化；换热器调整进水温度常年稳定在25 ℃左右，基本满足反渗透系统的进水温度要求；注水进入反渗透系统之前添加还原剂和阻垢剂，还原剂保证反渗透进水的余氯低于0.1 mg/L，保证反渗透膜不会被氧化，阻垢剂主要是保证反渗透系统回收率在70%左右时系统不会结垢，确保系统长期稳定运行；反渗透系统主要起到脱盐作用，其核心是时代沃顿公司的FR11-8040抗污染膜元件，可使处理后的脱盐水满足工厂的生产用水标准，且其水质标准高于当地自来水。
水处理系统由全自动净水器+砂滤+碳滤+换热器+保安过滤器+反渗透系统组成，具体配置如表 2所示。
3 反渗透系统运行情况
反渗透系统是整个水处理系统的脱盐核心，反渗透膜可除去水中绝大部分可溶性盐，以及全部胶体和微生物，保证了出水水质，为后续工艺提供优质水源。由于项目进水是污水处理厂的排放水，浊度和COD仍然较高，因此选用聚酰胺复合抗污染膜FR系列，该系列反渗透膜采用特殊工艺对膜表面进行处理，改变了膜片表面的光滑度，增加了膜表面亲水性，膜表面电荷也趋于中性，同时采用宽进水流道网设计，从而减少了污染物及微生物在膜表面的污染，延长了膜的使用寿命，适于预处理后的污水回用。膜型号为FR11-8040，为D 201 mm×1 016 mm的卷式组件，性能参数如表 3所示。该反渗透系统为一级两段式设计：（6∶4）×6，膜元件数量为60支，设计产水量为40 m3/h，设计回收率为70%，温度为25 ℃。
3.1 反渗透系统的产水情况
从实际情况来看，反渗透系统在该化纤厂污水回用项目中的应用效果较好，系统平均产水量在40 m3/h左右，回收率在70%左右，满足供水要求；当系统进水电导率在3 000~5 000 μS/cm波动时，产水电导率在150 μS/cm以下（设计要求在250 μS/cm以下），满足该厂工艺用水的水质要求。期间对产水水质进行分析，如表 4所示。
3.2 反渗透系统的清洗情况
反渗透系统的污染物主要是有机物、胶体和微生物等，且污染非常严重，当产水流量降幅在10%~15%时，就必须进行化学清洗，平均清洗周期约1个月。清洗药剂的选择上也主要针对这些污染物，以碱（氢氧化钠）为主复配药剂，复配药剂组成为NaOH（氢氧化钠）+Na-SDS（十二烷基苯磺酸钠）等，pH为12左右，清洗时间为6 h左右；之后进行保护性清洗，清洗液为盐酸，pH为2~3，清洗时间为1 h，清洗液温度为25~30 ℃。每次化学清洗后用干净水进行冲洗，直至清洗液完全被冲出为止。
4 效益核算
对能耗、药剂消耗以及人工费用进行核算，污水回用成本约在3.5元/t，且水质能够达到工厂工艺用水的要求；目前该化纤厂所在开发区的自来水价格约为6.5元/t，且该自来水需经过脱盐处理后方能达到工厂用水标准，仅以目前每吨自来水价格计算，按照每年节省自来水约35万t，则节约自来水费用约227万元/a。若接下几年水价剧增，每年节省的购水费用会更高，此污水回用项目具有明显的经济效益。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
5 结论
反渗透膜技术在某化纤厂污水回用项目的成功应用，实现有效脱盐处理，并将合格的回用水应用到生产工艺中，带来很好的经济效益，仅对比现在的自来水价格，每年就已节约购水费用35万元左右，若未来水价剧增，每年节省的购水费用就更高；另一方面通过对污水的有效回收利用，减少了当地政府供应自来水的负担，做到不与当地居民争夺自来水资源，实现了水资源的多样化以及污水的可持续利用，也为推进化纤厂的绿色转型做出贡献，具有良好的社会、环境和经济效益，是值得推广的城市新型水循环模式。
