利用膜处理技术实现中水回用的工艺研究(3)
1.2 中水回用
1.2.1 中水回用背景
“中水”这一概念源于国外，指介于上水和下水之间的水。中水回用是指将生活污水进行集中回收后，再净化处理利用[8]。处理后的中水有两种用途，水质达到饮用水标准《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的回用水，可以进入市政自来水管网，直接回到人们的日常生活当中。水质未达到饮用水标准而达到《生活杂用水水质标准》（GB/T18920-2002）的回用水，可以用于市政绿化和清洗等。
1.2.2 国外中水回用现状
1.2.3 国内中水回用现状
1.2.4 中水处理技术
中水的处理技术大体上分为三种：
（1）物理化学处理法
物理化学处理法即将物理方法与化学方法相结合。物理法以混凝沉淀为主包括混凝、气浮、沉淀等，化学方法主要依靠投加混凝剂。将混凝剂按照与水量的比例，投加到水中，充分混合后通过沉淀或气浮使固液分离，达到去除水中微小悬浮颗粒和胶体的目的，适用于处理规模较小的中水工程。有些时候为了达到更高的处理程度，还可以将混凝沉淀与活性炭吸附相结合，处理后的中水水质满足二级标准。物理化学处理法的优点是处理工艺流程短、运行管理简单、方便、可间歇运行、占地面积相对较小。缺点是运行费用大，出水水质不稳定 [14]。
（2）生物处理法
通常的生活污水中含有大量的有机物与无机物，生物处理法是指利用微生物的生长繁殖来消耗污水中的有机物与无机物，适用于任何规模的中水工程。生物处理法包括好氧生物法、厌氧生物法和兼性生物法。生物处理法具有出水水质稳定，经济效果良好和程序运行稳定等优点，但是适应水量符合变化能力小、间歇运转适应能力差、装置的密封性差、产生臭气多，运转管理较为复杂[14]。
（3）膜处理法
20年代30世纪，半透性纤文素膜的研究开创了近代工业膜处理法的先河。到了20世纪60年代，膜处理法的发展进入了突飞猛进的时刻，包括微滤（microfiltration，MF）、超滤（Ultrafiltration，UF）、纳率（Nanofiltration，NF）、反渗透（Reverse Osmosis，RO）、电渗析、等的生物技术迅速发展。用于膜法处理的不同种类的生物膜具有不同的孔径和选择透过性，在某种推动力（浓度差、压力差、电位差等）的作用下达到分离纯化或浓缩液体混合物的目的[14]。根据膜孔径大小的不同，可将膜大体上分为微滤膜、超滤膜、反渗透膜等。根据环境的不同，膜处理法可分为好氧处理法和厌氧处理法。好氧处理法主要是将污水中所含有的有机物氧化分解为水和二氧化碳，厌氧处理法主要是将污水中的大分子有机物降解为小分子有机物以方便后续处理[15]。膜处理法可有效降低污水中的BOD、COD、氨氮、总磷等污染物质的含量。
膜处理法可分为连续膜和膜生物反应器[16]。连续膜即连续微过滤器（Continuous Microfiltration，CMF），连续微过滤器是指以微滤膜作为过滤分离单元，配以管路、阀门、清洗等设施形成一个封闭的回路，污水在微滤膜一边，依靠膜两端的压力差，达到物理分离的目的。连续微过滤器适用于各种中水工程，具有设备控制简单，系统可自行运转，占地面积小、使用寿命长，运行费用较低等优点。膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor，MBR）的运行中，污水在反应器内停留足够的时间使大分子难降解物质在膜有限的体积上分解，使污水得到净化，达到较高的去除效果。膜生物反应器适用于各种中水工程，具有出水水质好，占地面积小，易于实现自动控制等优点。但是，膜处理法的工程投资较大、处理成本较高、运行时间过程以后过滤介质易结垢导致膜孔堵塞，进而水量过滤时间下降。应隔段时间进行反冲洗和化学冲洗来防止和减缓膜的污染。