廢水深度處理與回用是解決我國水資源短缺的一種有效方法，尤其針對用水量較大的石化企業(yè)，反滲透RO技術(shù)產(chǎn)水水質(zhì)高和運行穩(wěn)定等優(yōu)點已成為廢水回用的主流技術(shù)。但是RO必然會產(chǎn)生濃水，其污染物濃度是進(jìn)水的幾倍，其中含有大量鹽分和難降解有機(jī)物，已成為RO技術(shù)發(fā)展所面臨的瓶頸和難題。RO濃水的排放造成了水資源的極大浪費，因此RO濃水的回收利用具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，可以代替原水用于其他生產(chǎn)系統(tǒng)，不僅提高廢水重復(fù)利用率， 還起到了節(jié)約水資源和環(huán)境保護(hù)的目的。

本研究針對山東某石化廠經(jīng)過生化處理后的污水，該污水已經(jīng)過了深度處理，其流程為雙介質(zhì)過濾器+超濾+一級RO，濃水再利用臭氧氧化+RO工藝進(jìn)行處理，處理后的產(chǎn)水回用至超濾產(chǎn)水箱，達(dá)到循環(huán)、節(jié)約用水的目的。連續(xù)運行一段時間后，考察處理效果，并分析了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和運行成本。

1 濃水處理工藝的可行性

1.1 RO濃水水質(zhì)

山東省某石化廠生化出水深度處理工藝為生化出水→雙介質(zhì)過濾器→UF→一級RO。

該公司一級RO濃水水質(zhì)：pH為8.30，堿度為11.05mmol/L，總硬度為325mg/L，濁度為1.6NTU，氯離子為1300mg/L，電導(dǎo)率為5660μS/cm，COD為86mg/L。該RO濃水具有電導(dǎo)率高、COD高的特點，濃水再利用需要進(jìn)行脫鹽處理，現(xiàn)階段脫鹽主流工藝為RO工藝，但濃水的COD較高，若直接利用RO處理必然會使RO膜迅速污堵，難以連續(xù)穩(wěn)定運行，臭氧氧化可以將難降解的大分子污染物進(jìn)行開環(huán)斷鏈，而且臭氧還能直接將一些有機(jī)物氧化為HO與CO，從而起到降解有機(jī)物的作用，將濃水COD降低，使RO系統(tǒng)連續(xù)運行，保證臭氧+RO處理濃水工藝順利進(jìn)行。

2 處理工藝

2.1

原水為山東某石化廠RO濃水，處理規(guī)模為75m3/h?，F(xiàn)有RO濃水經(jīng)過臭氧氧化后，再經(jīng)過濃水RO處理，其產(chǎn)水匯入現(xiàn)有RO產(chǎn)水箱，再經(jīng)過現(xiàn)有RO處理后進(jìn)行回用，RO濃水進(jìn)行回收，達(dá)到水資源循環(huán)利用、節(jié)水的目的。

2.2 臭氧氧化

臭氧氧化單元使用臭氧設(shè)備，功率為8~10kW·h/kg，臭氧產(chǎn)量為15kg/h（質(zhì)量濃度≥100mg/L），臭氧系統(tǒng)的投加控制根據(jù)接觸池水流量和預(yù)先設(shè)定的臭氧投加率自動調(diào)節(jié)臭氧投加量，調(diào)節(jié)范圍在10%～。臭氧接觸池的接觸時間控制為180min，保證臭氧與污水的充分接觸。系統(tǒng)采用微孔曝氣盤投加臭氧，曝氣盤安裝在接觸池池底但高于導(dǎo)流墻的位置以避免氣泡被引流到反應(yīng)池中，在接觸室中，被處理水由上向下流，而臭氧氣體則由下向上反向流以達(dá)到的接觸效果。反應(yīng)后的臭氧尾氣通過加熱破壞。臭氧氧化后出水COD＜50 mg/L。

2.3 濃水反滲透裝置

設(shè)置1套處理水量為75m3/h的RO膜，由于進(jìn)水COD高，選用品牌的寬流道抗污染反滲透膜，設(shè)計回收率為50%，膜平均通量≤11.5 L/（m2·h）。每套反滲透配置90根膜組件，放置在15根6芯壓力容器內(nèi)，按一級一段并聯(lián)排列。高壓泵前設(shè)置5μm保安過濾器，在進(jìn)水中添加強(qiáng)化阻垢劑（投加量為5mg/L）、非氧化劑、鹽酸（pH調(diào)節(jié)為6.5~6.8）、還原劑（NaHSO3，防止反滲透膜氧化），分別抑制無機(jī)鹽結(jié)垢、微生物污染、中和濃水中堿度、中和臭氧緩沖池中未完全釋放的臭氧，進(jìn)一步抑制結(jié)垢傾向，保護(hù)反滲透膜。

3 處理效果

3.1 各單元的處理效果

濃水經(jīng)過臭氧氧化+RO處理后，臭氧氧化對有機(jī)物去除效果明顯，

COD去除率為53.5%，RO產(chǎn)水對離子去除效果和有機(jī)物去除效果均極為顯著，電導(dǎo)率去除率為96.2%、硬度去除率為93.5%、氯離子去除率為86.3%、COD去除率為98.0%、氨氮和濁度基本完全去除，RO產(chǎn)水指標(biāo)完全滿足 RO進(jìn)水要求。

3.2 有機(jī)物的去除效果

系統(tǒng)主要通過臭氧氧化和RO系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)物的去除，由于濃水水質(zhì)較為復(fù)雜，定量定性分析較為困難，為了考察系統(tǒng)對有機(jī)物的去除效果，將濃水、臭氧氧化產(chǎn)水、濃水RO產(chǎn)水進(jìn)行了GC-MS色譜分析?？芍獫馑V圖峰面積大、單峰峰值高，表明有機(jī)物含量高，臭氧處理后，COD從86mg/L降到40mg/L，色譜圖峰面積降低，峰值減弱，因為臭氧氧化作用，可以將有機(jī)物斷鏈，故臭氧處理后濃水的色譜圖中夾雜一些雜峰，而RO出水COD為0.8mg/L，其色譜圖與背景離子流色譜圖無明顯差異，表明RO產(chǎn)水中有機(jī)物含量很低，可見RO膜對COD具有很好的截留效果。

3.3 運行穩(wěn)定性分析

3.3.1 RO 穩(wěn)定性分析

RO系統(tǒng)連續(xù)運行，為了維持一定的產(chǎn)水量，RO進(jìn)水壓力和濃水壓力都有所增長，進(jìn)水壓力從1.05MPa上升到 1.25MPa，濃水壓力從0.96MPa上升到1.14MPa。但進(jìn)水壓力和濃水壓力的壓差基本穩(wěn)定在0.1MPa左右，說明未出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，造成壓力上升的原因可能是因為水中有機(jī)物含量稍高造成的，但尚在允許范圍內(nèi)，不影響設(shè)備連續(xù)運行，當(dāng)進(jìn)水壓力持續(xù)上升至1.5MPa后，考慮化學(xué)清洗，以恢復(fù)膜通量。

3.3.2 經(jīng)濟(jì)性分析

該工程處理濃水量為75m3/h，臭氧發(fā)生器功率為150kW，RO系統(tǒng)所用水泵功率為105kW，故電耗為255kW·h， 保安過濾器用大通量濾芯按0.5a使用壽命計算，則1a使用6只，RO膜元件按5a使用壽命計算，折舊按5a計算。濃水處理成本約3.09元/t，其中電費及膜更換費用占比例較大，由此可見，保持良好、穩(wěn)定的運行環(huán)境， 降低膜的污染程度以及延長膜的使用壽命可以進(jìn)一步降低成本。

4 結(jié)論

通過規(guī)?；B續(xù)運行表明：針對石化廢水經(jīng)過一級RO處理后的濃水，利用臭氧+濃水RO處理工藝，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，濃水RO對離子去除效果和有機(jī)物去除效果均極為顯著，電導(dǎo)率去除率為96.2%、硬度去除率為93.5%、氯離子去除率為86.3%、COD去除率為98.0%、氨氮和濁度基本完全去除，反滲透產(chǎn)水注入現(xiàn)有處理工藝中的超濾產(chǎn)水箱，整套系統(tǒng)運行費用為3.09元/t。達(dá)到了水資源循環(huán)利用的目的。