寧波江東水廠：全國(guó)首家20萬(wàn)噸/天浸沒(méi)式膜濾池改造項(xiàng)目/給水廠106項(xiàng)提標(biāo)改造深度處理案例—浸沒(méi)式超濾膜水廠的設(shè)計(jì)及運(yùn)行

寧波江東水廠：全國(guó)首家20萬(wàn)噸/天浸沒(méi)式膜濾池改造項(xiàng)目

原創(chuàng) 2016-08-26 王秀芳 

 

編者按 

為改善飲用水水質(zhì)，保證供水安全，寧波市江東水廠采用熱法PVDF超濾膜技術(shù)對(duì)該水廠二期、三期工程的飲用水常規(guī)處理工藝進(jìn)行了升級(jí)改造。該升級(jí)改造工程將原有虹吸濾池改造為浸沒(méi)式超濾膜池，最大限度地降低工程造價(jià)，同時(shí)能保證出廠水水質(zhì)滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749—2006)要求。改造完成后，該廠供水量達(dá)到20×10⁴ m³/d，為大型水廠的膜法水處理建設(shè)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

作者簡(jiǎn)介：王秀芳（1968—），江蘇鹽城人，大學(xué)本科，高級(jí)工程師，主要從事市政給水排水處理技術(shù)研究和工程管理工作。

隨著水環(huán)境污染的加劇和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提高，水廠常規(guī)處理工藝的局限性越來(lái)越明顯。超濾工藝能有效去除水體中的懸浮物、膠體、細(xì)菌、病毒和大分子有機(jī)物，出水水質(zhì)穩(wěn)定，同時(shí)具有占地面積小、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，在老水廠升級(jí)改造和新水廠建設(shè)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。其中，浸沒(méi)式超濾膜因具有產(chǎn)水量高、能耗低、便于與其他工藝相結(jié)合等優(yōu)勢(shì)而受到廣泛重視，成為替代水廠傳統(tǒng)處理工藝的最佳技術(shù)選擇之一。

 

為提高寧波市江東水廠出廠水水質(zhì)，保障市區(qū)供水安全，2013年12月寧波市發(fā)改委批復(fù)立項(xiàng)了“江東水廠改造工程”，并將該工程列為寧波市重點(diǎn)工程。該工程改造重點(diǎn)為過(guò)濾工藝，即在保留現(xiàn)狀混凝沉淀工藝的基礎(chǔ)上，將原有的虹吸濾池改造為浸沒(méi)式膜濾池，改造完成后向外供水能力達(dá)到20×10⁴m³/d。目前，超濾膜在我國(guó)大型水廠中的應(yīng)用不多，尤其是10×10⁴m³/d以上的大規(guī)模應(yīng)用還比較少，20×10⁴m³/d規(guī)模的浸沒(méi)式膜濾池改造在全國(guó)屬第一家。該工程在超濾工藝升級(jí)改造應(yīng)用過(guò)程中積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為國(guó)內(nèi)水廠的工藝升級(jí)改造，特別是大型水廠的膜法處理建設(shè)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

1    江東水廠概況

寧波市江東水廠是向?qū)幉ㄊ兄行某菂^(qū)供水的主力水廠之一，原水取自白溪水庫(kù)和亭下水庫(kù)下游的蕭鎮(zhèn)地表水，白溪水庫(kù)水水質(zhì)優(yōu)良，基本達(dá)到國(guó)家Ⅰ類地表水標(biāo)準(zhǔn)，蕭鎮(zhèn)水源由于受到各種污染物的影響，水質(zhì)穩(wěn)定性相對(duì)較差，為Ⅱ—Ⅲ類水源。整個(gè)水廠原采用折板絮凝平流沉淀池＋虹吸濾池的制水工藝，建設(shè)規(guī)模為35×10⁴ m³/d，分三期建設(shè)，一期、二期各10×10⁴ m³/d，三期為15×10⁴m³/d。根據(jù)寧波市中心城區(qū)給水專項(xiàng)規(guī)劃，江東水廠制水規(guī)模由目前的35×10⁴m³/d壓縮至20×10⁴ m³/d。

 

由于受現(xiàn)狀制水工藝的限制，針對(duì)水庫(kù)水低濁、低堿度特點(diǎn)，在壓縮制水量后，出廠水相關(guān)指標(biāo)雖然能達(dá)到現(xiàn)行國(guó)標(biāo)要求，但離浙江省優(yōu)質(zhì)水標(biāo)準(zhǔn)還有一定的距離。為進(jìn)一步提升水廠出水水質(zhì)，解決江東水廠現(xiàn)狀存在的主要問(wèn)題，并使出廠水水質(zhì)達(dá)到浙江省優(yōu)質(zhì)自來(lái)水標(biāo)準(zhǔn)，將原虹吸濾池改造為浸沒(méi)式超濾膜池。

2    超濾技術(shù)的應(yīng)用

改造建設(shè)南北兩座膜池，分為4排，每排6格，共24格膜池，每格膜池一個(gè)膜系統(tǒng)，24個(gè)系統(tǒng)平行運(yùn)行，其中每排6格膜池共用一套抽真空系統(tǒng)，每座12格膜池共用一套反洗系統(tǒng)、氣洗系統(tǒng)、維護(hù)性清洗系統(tǒng)，所有24格膜池共用恢復(fù)性化學(xué)清洗系統(tǒng)和氣檢系統(tǒng)。

 

膜系統(tǒng)的運(yùn)行工藝主要包含：抽真空、過(guò)濾、氣水反洗、排污、維護(hù)性化學(xué)清洗、恢復(fù)性化學(xué)清洗、完整性檢測(cè)和在線水質(zhì)監(jiān)測(cè)等。本次升級(jí)改造中選用了膜華iSMF-E2000-01TV533-W型中空纖維膜，該超濾膜組件基本參數(shù)見(jiàn)表1。

 

表1     超濾膜組件基本參數(shù)

 

超濾膜組件型號(hào)	iSMF-E2000-01TV533-W
膜材料形式	中空纖維膜
膜材料	熱法PVDF
過(guò)濾孔徑（μm）	0.05
膜絲外徑（mm）	1.6
膜絲內(nèi)徑（mm）	1.0
有效過(guò)濾面積（m2）	38.5
膜絲抗拉強(qiáng)度（N）	8.5
耐受溫度（oC）	1~45
運(yùn)行pH值	6~9
最大抽吸壓力（kPa）	40（膜池接管點(diǎn)）

 

2.1     超濾處理工藝

來(lái)水通過(guò)進(jìn)水閥控制進(jìn)入超濾膜池，在抽吸泵形成的負(fù)壓驅(qū)動(dòng)下，水從中空纖維膜外側(cè)進(jìn)入到內(nèi)側(cè)，匯集于每個(gè)膜組件的集水管，之后匯集到每個(gè)膜架的產(chǎn)水支管，每個(gè)膜架上的產(chǎn)水支管連接到膜池的產(chǎn)水管，濾后水經(jīng)各膜池的產(chǎn)水管，由抽吸泵輸送到出水渠并進(jìn)入清水池。浸沒(méi)式超濾系統(tǒng)采用間歇產(chǎn)水方式，采用自來(lái)水處理中典型的產(chǎn)水周期，設(shè)計(jì)產(chǎn)水周期約為60 min，包括過(guò)濾產(chǎn)水約59 min，氣水反洗約1 min（30 s空氣擦洗+30 s氣水反洗），過(guò)濾運(yùn)行步驟見(jiàn)圖1。

圖1     浸沒(méi)式超濾運(yùn)行步驟示意圖

2.2     物理清洗系統(tǒng)

隨著過(guò)濾的進(jìn)行，待濾水中的膠體有機(jī)物、細(xì)菌和懸浮固體等逐漸累積在膜面或膜孔，形成可逆或不可逆膜污染。膜污染的出現(xiàn)增加了跨膜壓差（TMP）值，膜通量出現(xiàn)下降。為了在合適的TMP值范圍內(nèi)保持膜的通量，膜系統(tǒng)可自動(dòng)進(jìn)行周期性的氣水反洗，此過(guò)程包括產(chǎn)水反向通過(guò)膜同時(shí)空氣擦洗膜纖維的外表面，氣水反洗時(shí)間一般約為1min。本工藝中氣反洗壓力為35~50kPa，氣反洗流量為1350~1925m³/h，水反洗流量為650~700m³/h，氣擦洗時(shí)間和氣水反洗時(shí)間各約30s。

2.3     化學(xué)清洗系統(tǒng)

超濾膜長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，膜表面和膜絲內(nèi)部積累的污染物無(wú)法通過(guò)正常的氣水反洗去除，需要利用適當(dāng)?shù)乃巹��?duì)超濾膜進(jìn)行清洗。該系統(tǒng)中，根據(jù)清洗藥劑和清洗方式的不同，將化學(xué)清洗分為維護(hù)性化學(xué)清洗和恢復(fù)性化學(xué)清洗兩種。

 

維護(hù)性化學(xué)清洗又稱化學(xué)加強(qiáng)反洗（CEB），是一種化學(xué)藥劑強(qiáng)度較低的在線維護(hù)性清洗，加藥時(shí)間一般為5 min，浸泡時(shí)間約為30 min，清洗周期一般為7~15天�；謴�(fù)性化學(xué)清洗是一種強(qiáng)度更高的清洗方式，當(dāng)跨膜壓差（TMP）超過(guò)60kPa時(shí)需進(jìn)行化學(xué)清洗，清洗周期一般為6 個(gè)月，包含堿洗和酸洗，先堿洗后酸洗。通過(guò)化學(xué)清洗泵，將化學(xué)清洗箱中配制的化學(xué)清洗溶液送入膜組件，采用循環(huán)回流至化學(xué)清洗箱及保持清洗溶液在膜組件內(nèi)靜置浸泡的操作方式。化學(xué)清洗的具體參數(shù)見(jiàn)表2。

 

表2     化學(xué)清洗參數(shù)

 

項(xiàng)目		化學(xué)清洗藥液	周期	清洗時(shí)間
維護(hù)性化學(xué)清洗		200mg/L NaClO	7~15天	30 min
恢復(fù)性化學(xué)清洗	堿洗	0.04%NaOH+1000mg/L NaClO	6 個(gè)月	4~6h
	酸洗	0.5%（W/W）鹽酸（HCl）溶液	6 個(gè)月	4~6h

 

2.4     在線完整性測(cè)

為確定膜元件和膜絲是否有損壞或破損，需要定期對(duì)膜組件進(jìn)行氣檢，保證膜組件的完整性。浸沒(méi)式超濾膜的完整性檢測(cè)是基于膜的泡點(diǎn)原理，采用自動(dòng)壓力衰減的測(cè)試方法，在線驗(yàn)證膜的截留有效性。通過(guò)完整性檢測(cè)可以找出受損的膜元件和中空纖維膜絲具體位置，以便對(duì)膜元件實(shí)施修補(bǔ)。將壓縮空氣注入到浸沒(méi)式膜的產(chǎn)水側(cè)，切斷空氣保壓5~10min后，PLC系統(tǒng)自動(dòng)記錄出保壓時(shí)間t 內(nèi)的氣壓衰減速率，如果氣壓衰減速率低于設(shè)定值，則系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行下一步；如果氣壓衰減速率高于設(shè)定值，則系統(tǒng)進(jìn)行待機(jī)并報(bào)警。系統(tǒng)報(bào)警后需人工啟動(dòng)膜泄露測(cè)試，通過(guò)氣泡法對(duì)破損位置進(jìn)行定位，并及時(shí)修補(bǔ)修復(fù)，完成后重新安裝到膜池，并對(duì)該膜組件再一次進(jìn)行完整性檢測(cè)，檢測(cè)通過(guò)后恢復(fù)產(chǎn)水。

3    處理效果及成本分析

3.1     處理效果分析

該工程改造完成應(yīng)用后，出水水質(zhì)優(yōu)于《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》 （GB 5749—2006），出水濁度穩(wěn)定在0.10 NTU以內(nèi)，出水中檢測(cè)不到細(xì)菌（包括大腸菌），保證了飲用水的生物安全性，并達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)水規(guī)模。

 

表3 進(jìn)、出水濁度（NTU）對(duì)比

原水進(jìn)水濁度	沉淀出水濁度	原工藝出水濁度	超濾工藝出水濁度
3.3	1.25	0.15	0.07
1.9	0.88	0.10	0.06
1.6	0.87	0.09	0.07
2.1	1.33	0.08	0.06

 

3.2    成本分析

改造完成后水廠產(chǎn)水量為20×10⁴m³/d，工程概算投資為18666.79萬(wàn)元。運(yùn)行過(guò)程中，膜池的直接運(yùn)行成本約為0.20元/m³，包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)、固定資產(chǎn)折舊費(fèi)等，折舊按照工程實(shí)際招標(biāo)價(jià)格估算。

4     結(jié)語(yǔ)

超濾膜技術(shù)作為一種新興的水處理技術(shù)，具有出水水質(zhì)好、工藝流程短、占地面積少、建設(shè)周期短、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，它能有效去除原水中的懸浮物和膠體物質(zhì)，將出水濁度降至0.1 NTU以下，能將細(xì)菌、病毒、兩蟲(chóng)、藻類水生生物幾乎全部去除，提高出水水質(zhì)安全性和生物穩(wěn)定性。在工程設(shè)計(jì)中，要根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行各種工藝設(shè)備的比較；工藝運(yùn)行中，根據(jù)原水情況選擇合適的運(yùn)行參數(shù)；化學(xué)清洗中需做好防護(hù)措施，保證人身安全；及時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和進(jìn)水水質(zhì)的變化情況，出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)停機(jī)處理。

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，以及膜技術(shù)的成熟和產(chǎn)品價(jià)格的降低，膜法飲用水處理技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用成為可能。寧波市江東水廠升級(jí)改造工程一大亮點(diǎn)就是將二期虹吸濾池改造為浸沒(méi)式膜濾池，20×10⁴ m³/d規(guī)模的浸沒(méi)式膜濾池改造在全國(guó)屬第一家，可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)不多，改造難度很大。在本次工程建設(shè)及日常運(yùn)行管理等方面積累的經(jīng)驗(yàn)，可以為國(guó)內(nèi)水廠的工藝升級(jí)改造，特別是大型水廠的膜法水處理建設(shè)提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

 

該文即將正式發(fā)表在《中國(guó)給水排水》2016年9月第18期，題目：超濾膜技術(shù)在寧波市江東水廠升級(jí)改造中的應(yīng)用 作者：王秀芳 單位：寧波市市政公用工程安全質(zhì)量監(jiān)督站。

 

 

 

大型浸沒(méi)式超濾膜水廠的設(shè)計(jì)及運(yùn)行

2014-12-10 

大型浸沒(méi)式超濾膜水廠的設(shè)計(jì)及運(yùn)行

紀(jì)洪杰1,于海寬1,沈裘昌2,田希彬1,郭愛(ài)玲1

(1.東營(yíng)市自來(lái)水公司,山東東營(yíng)257091;2.上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院<集團(tuán)>有限公司,上海200092)

1  水廠簡(jiǎn)介

東營(yíng)市南郊水廠2005年6月供水能力達(dá)到10萬(wàn)噸/天。水廠以南郊水庫(kù)引黃水為原水，黃河水經(jīng)過(guò)沉砂處理后進(jìn)入南郊水庫(kù)，水廠直接從水庫(kù)取水，采用二氧化氯、液氯混合預(yù)氧化/混凝沉淀/砂濾/液氯消毒的常規(guī)處理工藝，出廠水水質(zhì)能夠達(dá)到原《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—85）的35項(xiàng)指標(biāo)要求。

2009年12月南郊水廠實(shí)施了水質(zhì)提標(biāo)改造工程，在原常規(guī)工藝基礎(chǔ)上建設(shè)了粉末活性炭投加系統(tǒng)和浸沒(méi)式超濾系統(tǒng)，這是國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)和建設(shè)的首條10萬(wàn)噸/天級(jí)的浸沒(méi)式超濾凈水系統(tǒng)，在原水受到微污染的情況下，出廠水水質(zhì)達(dá)到了新頒《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749 —2006）的106項(xiàng)指標(biāo)要求。

2012年5月南郊水廠開(kāi)工建設(shè)了規(guī)模為10萬(wàn)噸/天的擴(kuò)容工程，生產(chǎn)原水為距離南郊水廠28 km之遙的永鎮(zhèn)水庫(kù)，該水庫(kù)也是一座引黃水庫(kù)。擴(kuò)容工程采用高錳酸鹽預(yù)氧化系統(tǒng)/高密度生物粉末活性炭接觸氧化/超濾膜深度處理工藝，預(yù)計(jì)2013年10月底投產(chǎn)。屆時(shí)南郊水廠將實(shí)現(xiàn)多水源供水，總規(guī)模達(dá)到20萬(wàn)噸/天，極大地提高東城區(qū)供水水質(zhì)和保障率。

南郊水廠由專用的引黃水庫(kù)——南郊水庫(kù)取水。2009年—2012年南郊水庫(kù)水質(zhì)如下:

①濁度、溫度。水庫(kù)原水濁度相對(duì)較低，平均約為10 NTU；冬季低溫低濁，冬季濁度平均為3.54 NTU，水溫平均為4.9 ℃。

②氨氮。水庫(kù)氨氮最高為0.95 mg/L,最低為0.1 mg/L，均值在0.4 mg/L以下。水庫(kù)水的總氮均值約為1.99 mg/L。

③耗氧量（COD_Mn）。水庫(kù)水耗氧量最高為6.15 mg/L,最低為2.12 mg/L，均值在3.51 mg/L。

此外夏季藻類在水庫(kù)原水中表現(xiàn)尤為突出，高藻期藻類的均值為9 000萬(wàn)個(gè)/天/L。

黃河水中溴化物的含量長(zhǎng)期較高，對(duì)南郊水庫(kù)的抽樣檢查發(fā)現(xiàn),原水中溴化物（Br^-）的含量高達(dá)154  μg/L，原水中的溴化物如果采用臭氧氧化工藝時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)致癌物質(zhì)——溴酸鹽。

2  改（擴(kuò)）建工程工藝選擇

南郊水廠改造工程的工藝流程見(jiàn)圖1（a），其核心為在常規(guī)工藝后增加活性炭-超濾膜工藝，該工藝解決了老舊水廠水質(zhì)提標(biāo)的改造問(wèn)題。目前超濾膜系統(tǒng)安全運(yùn)行了三年多，出水水質(zhì)穩(wěn)定，各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)符合新頒國(guó)標(biāo)要求。擴(kuò)容工程的工藝流程見(jiàn)圖1（b），該工藝采用高錳酸鹽復(fù)合藥劑預(yù)氧化/粉末活性炭/混凝沉淀/超濾膜組合工藝。與現(xiàn)有的凈水工藝相比，采用了氣動(dòng)混合、氣動(dòng)絮凝、短板沉淀，去掉了V型濾池，超濾膜池直接設(shè)置在沉淀池末端，組成了綜合的沉淀膜池。

圖1   南郊凈水廠工藝流程

3  值得注意的幾個(gè)問(wèn)題

3.1  設(shè)計(jì)方面

3.1.1  適當(dāng)確定膜的設(shè)計(jì)通量

一般宜選擇膜經(jīng)濟(jì)通量的90%左右作為設(shè)計(jì)通量。對(duì)于已達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的老水廠改造，建議膜池膜組一次性配置并適當(dāng)留有余量；對(duì)新建膜水廠宜在滿足當(dāng)前供水需求的同時(shí)，逐年增加膜組數(shù)量。

南郊水廠提標(biāo)改造工程設(shè)有12個(gè)膜池，每個(gè)膜池過(guò)濾面積為12 600 m2，設(shè)有6個(gè)膜組，每組設(shè)2 100 m2膜組件，采用離線化學(xué)清洗，減小了因化學(xué)清洗對(duì)膜池產(chǎn)水量的影響。

擴(kuò)容工程中膜組采用了在線化學(xué)清洗，膜池?cái)?shù)量的選擇方面考慮了膜組離線清洗時(shí)產(chǎn)水量的保障問(wèn)題。同比提標(biāo)改造工程多了4個(gè)膜池作為備份,可保障膜池化學(xué)清洗的產(chǎn)水需求。

3.1.2  優(yōu)化膜池進(jìn)水

改造工程為了解決進(jìn)水對(duì)膜絲的沖擊作用，采用了在進(jìn)水口前面位置安裝1 200 mm×1 600 mm的不銹鋼消能板的方法，大大減小了膜池進(jìn)水口處側(cè)向進(jìn)水對(duì)膜絲的沖擊影響。

擴(kuò)容工程采用了自帶防護(hù)的新型柱狀膜組件，徹底解決了這方面的問(wèn)題。

3.1.3  粉炭投加點(diǎn)及投加方式的選擇

改造工程設(shè)有前、后投加點(diǎn)。前投加點(diǎn)一般為原水進(jìn)水口投加，這樣能使粉炭達(dá)到最大吸附效果。但如果取水口遠(yuǎn)離水廠，則必須新建粉炭投加泵房，增加投資，且不易維護(hù)管理。后投加點(diǎn)設(shè)在膜池進(jìn)水管上，作為應(yīng)急備用，生產(chǎn)試驗(yàn)中投量達(dá)2 mg/L時(shí)，對(duì)去除有機(jī)物并不明顯。

投加量的確定：粉炭的投加量應(yīng)根據(jù)原水的水質(zhì)的特點(diǎn)，通過(guò)試驗(yàn)確定投加量。南郊水廠的原水有機(jī)物含量較低，夏季高藻期粉炭的投加量約為6~8 mg/L，冬季約為3 mg/L。

粉炭投加方式有濕式和干式兩種,投加泵有螺桿泵和凸輪泵。改造工程中采用螺桿投加泵濕式投加方式,在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)效果不是很好,在投加過(guò)程中粉炭容易飄散,危害操作人員健康并污染環(huán)境。此外,螺桿泵在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后,其定子部分極易磨損,造成故障,其在使用的持久性能方面不如凸輪泵，所以擬將螺桿泵改為凸輪泵。擴(kuò)容工程在粉炭投加的選擇方面做了改進(jìn),使用水射器投加，以降低粉炭顆粒對(duì)周邊環(huán)境的影響。

3.1.4  膜池總進(jìn)水閥門(mén)的控制

超濾膜車間為全自動(dòng)控制，設(shè)定各種參數(shù)后自行運(yùn)行，但是膜池總進(jìn)水閥門(mén)往往被忽略。設(shè)計(jì)者一般認(rèn)為設(shè)置該閥門(mén)主要為檢修使用，當(dāng)膜池的進(jìn)水量大于其膜組產(chǎn)水量時(shí)，多余的水就會(huì)溢流，以便保障膜池安全。但實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，膜前的閥門(mén)還應(yīng)擔(dān)負(fù)著調(diào)節(jié)進(jìn)水量的作用，作為大型超濾系統(tǒng)，如果產(chǎn)生溢流，則造成的水資源浪費(fèi)是巨大的，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)能夠使膜池前的閥門(mén)開(kāi)啟度與膜池的水位相關(guān)。在膜池發(fā)生溢流的情況下，調(diào)減進(jìn)水閥門(mén)的開(kāi)啟度；進(jìn)水量不足時(shí)增加閥門(mén)的開(kāi)啟度。

3.2  系統(tǒng)運(yùn)行方面

3.2.1  適時(shí)調(diào)整反沖洗周期

膜的沖洗系統(tǒng)分兩部分，一是通過(guò)曝氣利用氣泡的剪切作用對(duì)膜絲進(jìn)行擦洗，另一部分是采用清水進(jìn)行反沖洗。沖洗強(qiáng)度：氣沖強(qiáng)度以膜池面積計(jì)為60 m3/(m2·h)；水反沖強(qiáng)度以膜面積計(jì)為60 L/(m2·h)，每格膜池反洗時(shí)間為120 s，先曝氣90 s后氣水反沖30 s。根據(jù)季節(jié)和水溫調(diào)整反沖洗周期，本工程初期反沖洗周期在冬、春季為5 h，夏、秋季采用8 h，盡管系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行43個(gè)月，沖洗周期沒(méi)有變化。擴(kuò)容工程膜組自帶了曝氣系統(tǒng)，設(shè)計(jì)上保留了池底的曝氣系統(tǒng)，主要為加強(qiáng)廢水排放的效果。

3.2.2  合理確定化學(xué)清洗周期

近4年來(lái)，我們先后對(duì)12個(gè)膜池膜組進(jìn)行了3次在線化學(xué)清洗，其中對(duì)2個(gè)膜池膜組進(jìn)行了1次離線化學(xué)清洗比對(duì)試驗(yàn)。在膜組運(yùn)行初期，跨膜壓差均值在20~30 kPa之間，一個(gè)運(yùn)行周期（5~6 h）后，跨膜壓差均值在30~45 kPa之間，同比上升40%左右，經(jīng)過(guò)氣水清洗后，跨膜壓差均值又恢復(fù)到20~30 kPa之間，說(shuō)明這部分膜污染主要表征為可逆膜污染，通過(guò)物理的清洗方式基本上能夠去除可逆膜污染。經(jīng)過(guò)一個(gè)化學(xué)洗周期（約12~15個(gè)月）運(yùn)行后，跨膜壓差均值在45~55 kPa之間，同比增長(zhǎng)1倍左右，這時(shí)氣水清洗后，跨膜壓均值在40~45 kPa之間，同比降低不到10%，表明隨著膜組運(yùn)行時(shí)間的積累，膜的不可逆污染逐步增加，物理清洗對(duì)膜污染的去除效果逐漸減弱�；瘜W(xué)清洗后，跨膜壓差均值在30~35 kPa之間，同比降低10%左右，說(shuō)明化學(xué)清洗對(duì)膜的不可逆污染有一定的去除效果。但是膜組再運(yùn)行30 d左右后，跨膜壓差又逐漸恢復(fù)到30~35 kPa之間，可見(jiàn)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后，膜的不可逆污染已基本趨于穩(wěn)定。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)化學(xué)清洗的膜組抽吸泵電流值同比下降15%左右，說(shuō)明化學(xué)清洗對(duì)節(jié)約能耗作用明顯。

3.2.3  膜前消毒劑的投加與膜后消毒劑的改進(jìn)

超濾膜工藝中，有觀點(diǎn)認(rèn)為在沉淀池出水進(jìn)入超濾膜池前投加一定的消毒劑，對(duì)減緩膜污染、延長(zhǎng)膜壽命有非常明顯的作用，但通過(guò)生產(chǎn)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，膜池前投加消毒劑對(duì)整個(gè)膜系統(tǒng)的影響不很明顯。主要原因：①為應(yīng)對(duì)藻類的影響，在工藝前端投加了液氯和二氧化氯進(jìn)行滅菌除藻，所以沉淀池出水中顆粒物、藻類等對(duì)超濾膜產(chǎn)生影響的物質(zhì)含量已處于較低水平；②前端投加消毒劑均為過(guò)量投加，沉淀池出水中已經(jīng)含一定量的消毒劑，所以膜池前投加消毒劑所產(chǎn)生的作用不明顯。

南郊超濾水廠于2012年9月采用二氧化氯替代液氯對(duì)管網(wǎng)水進(jìn)行消毒。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),使用二氧化氯消毒生成的THMs要比使用液氯消毒生成的THMs低10倍。使用二氧化氯對(duì)出廠水及管網(wǎng)水進(jìn)行消毒，比使用傳統(tǒng)的液氯消毒更能保障飲用水的安全，其中對(duì)COD_Mn的控制，二氧化氯稍優(yōu)于液氯，但對(duì)氨氮的控制，二氧化氯優(yōu)勢(shì)明顯，使用二氧化氯后水中的氨氮要比使用液氯低50％以上。

 

專家點(diǎn)評(píng)：隨著環(huán)境污染的加劇，引用水源地水質(zhì)的不斷惡化，安全供水提到議事日程。本論文通過(guò)對(duì)東營(yíng)水廠的詳細(xì)介紹，總結(jié)了浸沒(méi)式超濾膜工藝處理低溫低濁度，高藻，微污染的水質(zhì)時(shí)，在設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試和運(yùn)行所積累的經(jīng)驗(yàn)，為這類水廠的建設(shè)提供了有效的借鑒。具有較高的理論和實(shí)踐價(jià)值。

 

本文榮獲《中國(guó)給水排水》2013年度“得利滿”優(yōu)秀論文一等獎(jiǎng)

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