浸沒(méi)式超濾反滲透工藝在北塘再生水廠(chǎng)中的應(yīng)用

摘 要：北塘再生水廠(chǎng)是由天津?yàn)I海環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司投資建設(shè)，該項(xiàng)目選址于北塘污水處理廠(chǎng)綜合樓北側(cè)，占地約12750.8 m2，項(xiàng)目投資14030.27萬(wàn)元，設(shè)計(jì)最大產(chǎn)水規(guī)模為4.5萬(wàn)t/日，服務(wù)范圍包括：天津北塘熱電廠(chǎng)、北塘片區(qū)及黃港生態(tài)開(kāi)發(fā)區(qū)。介紹了北塘再生水廠(chǎng)工藝流程、浸沒(méi)式超濾膜以及反滲透膜設(shè)計(jì)參數(shù)以及運(yùn)行數(shù)據(jù)，該工藝在北塘再生水廠(chǎng)中運(yùn)行穩(wěn)定，適用于污水再生利用的市政再生水廠(chǎng)，為類(lèi)似市政再生水廠(chǎng)提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：浸沒(méi)式超濾 反滲透 再生水廠(chǎng) 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ028 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）01（b）-0004-02

北塘再生水廠(chǎng)是由天津?yàn)I海環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司投資建設(shè)，該項(xiàng)目選址于北塘污水處理廠(chǎng)綜合樓北側(cè)，占地約12750.8m2，項(xiàng)目投資14030.27萬(wàn)元，設(shè)計(jì)最大產(chǎn)水規(guī)模為4.5萬(wàn)t/日，服務(wù)范圍包括：天津北塘熱電廠(chǎng)、北塘片區(qū)及黃港生態(tài)開(kāi)發(fā)區(qū)。其工藝采用“浸沒(méi)式超濾（UF-S）+反滲透（RO）”。

1 工藝設(shè)計(jì)

1.1 工藝流程

北塘再生水廠(chǎng)以北塘污水處理廠(chǎng)一級(jí)A出水為水源，其主體工藝為浸沒(méi)式超濾+反滲透，其工藝流程圖見(jiàn)圖1。

一級(jí)A出水經(jīng)過(guò)進(jìn)水泵房提升，通過(guò)200 μm自清洗過(guò)濾器后進(jìn)入浸沒(méi)式超濾工序，浸沒(méi)式超濾主要去除膠體、微生物以及濁度。浸沒(méi)式超濾產(chǎn)水首先進(jìn)入超濾產(chǎn)水池，超濾產(chǎn)水池出水通過(guò)5 μm保安過(guò)濾器后進(jìn)入反滲透工序，經(jīng)過(guò)脫鹽后，進(jìn)入再生水廠(chǎng)清水池，進(jìn)入清水池前進(jìn)行加氯消毒，最后出水通過(guò)送水泵房供應(yīng)至外管網(wǎng)。

1.2 進(jìn)出水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

由于本項(xiàng)目坐落在天津?yàn)I海新區(qū)，進(jìn)水氯離子含量較高，因而需要通過(guò)反滲透工藝來(lái)達(dá)到回用水要求，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)主要進(jìn)水水質(zhì)化學(xué)需氧量（CODCr）≤50 mg/l，總硬度（以CaCO3計(jì)）≤1200mg/l，TDS≤4000mg/l，氯離子≤1750mg/l。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)出水滿(mǎn)足（GB/T19923-2005）《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T18920-2002）《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》要求。

1.3 浸沒(méi)式超濾膜設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目浸沒(méi)式超濾膜為中空纖維外壓式超濾膜，膜型號(hào)為SMF-4，平均膜孔徑為0.03 μm，設(shè)計(jì)膜通量為31.5 L/m2·h，單支膜面積為35 m2。共設(shè)計(jì)膜池6座，一期工程為3座，每座384支膜組件。每周期系統(tǒng)制水時(shí)間30 min，氣水洗時(shí)間共1 min。化學(xué)增強(qiáng)洗頻率1 d/次。

1.4 反滲透膜設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目反滲膜為東麗膜，膜型號(hào)為T(mén)ML20-370，本系統(tǒng)反滲透為一級(jí)二段反滲透，一段與二段排列比為2∶1。總設(shè)計(jì)為9套，一期工程為3套，每套共342只反滲透膜，設(shè)計(jì)膜通量為17.7 L/m2·h，單支膜面積34 m2，設(shè)計(jì)回收率75%，3年內(nèi)脫鹽率大于97%。

1.5 浸沒(méi)式超濾選取因素

本項(xiàng)目選取浸沒(méi)式超濾作為反滲透預(yù)處理工藝有幾下四個(gè)方面考慮：（1）對(duì)進(jìn)水的要求以及適應(yīng)范圍較廣，當(dāng)原水懸浮物含量或郵寄污染物含量高時(shí)，浸沒(méi)式超濾不會(huì)象壓力式膜組件那樣容易造成污染物濃縮并堵死在壓力容易中以及膜絲之間。（2）浸沒(méi)式膜清洗易恢復(fù)通量，浸沒(méi)式超濾結(jié)合空氣擦洗和水反洗的形式，更容易恢復(fù)膜的通量。（3）出水水質(zhì)較好，浸沒(méi)式超濾作為反滲透預(yù)處理，出水濁度≤0.2NTU，SDI小于等于3。（4）系統(tǒng)占地面積小，適用于較大規(guī)模的再生水廠(chǎng)，浸沒(méi)式超濾單套裝置產(chǎn)水量大，所以浸沒(méi)式系統(tǒng)建/構(gòu)筑物占地面積小于壓力式系統(tǒng)。

2 運(yùn)行數(shù)據(jù)

2.1 浸沒(méi)式超濾運(yùn)行數(shù)據(jù)

北塘再生水廠(chǎng)原水為污水廠(chǎng)一級(jí)A出水，污水廠(chǎng)末端有砂濾工藝，原水水質(zhì)較好，因此本項(xiàng)目前段未設(shè)計(jì)混凝沉淀等工藝。超濾的預(yù)處理僅采用200 μm自清洗過(guò)濾器。本項(xiàng)目初期供水量較小，3組浸沒(méi)式超濾使用交替運(yùn)行方式，化學(xué)增強(qiáng)洗CEB使用藥劑以及配置濃度應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)和膜污染程度而定。本項(xiàng)目浸沒(méi)式超濾化學(xué)增清洗使用藥劑次氯酸鈉，配置濃度初期為200ppm。本系統(tǒng)浸沒(méi)式超濾膜化學(xué)清洗條件為跨膜壓差達(dá)到50 kPa，以其中2#浸沒(méi)式超濾系統(tǒng)為例，其2012年數(shù)據(jù)以及2014年運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比如下：2012年7月進(jìn)水濁度1.96ntu，產(chǎn)水流量450m3/h，跨膜壓差11.5 kPa，產(chǎn)水SDI1.8，產(chǎn)水濁度0.07ntu。2014年7月進(jìn)水濁度2.27ntu，產(chǎn)水流量450 m3/h，跨膜壓差13.2 kPa，產(chǎn)水SDI2.3，產(chǎn)水濁度0.11ntu。通過(guò)上述數(shù)據(jù)看出，浸沒(méi)式超濾膜主要性能指標(biāo)跨膜壓差、產(chǎn)水量及產(chǎn)水水質(zhì)，均保持在初期水平，浸沒(méi)式超濾膜的使用狀況良好。

2.2 反滲透運(yùn)行數(shù)據(jù)

浸沒(méi)式超濾作為反滲透的預(yù)處理工藝，其運(yùn)行的好壞直接影響本廠(chǎng)反滲透運(yùn)行，本項(xiàng)目3套反滲透也使用交替運(yùn)行方式，反滲透進(jìn)水嚴(yán)格控制SDI小于3，根據(jù)原水水質(zhì)，進(jìn)水投加阻垢劑防止?jié)馑畟?cè)碳酸鹽、硫酸鹽、以及硅類(lèi)等物質(zhì)結(jié)垢，化學(xué)清洗應(yīng)根據(jù)應(yīng)根據(jù)膜制造商提供的清洗導(dǎo)則進(jìn)行，化學(xué)清洗藥劑的選擇應(yīng)根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)以及膜污染狀況而定，本系統(tǒng)初期化學(xué)清洗頻率為一年2次，主要藥劑為鹽酸以及氫氧化鈉。以7#反滲透系統(tǒng)為例，其2012年數(shù)據(jù)以及2014年運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比如下：2012年7月進(jìn)水流量255 m3/h，進(jìn)水電導(dǎo)率5840 μs/cm，一段壓差0.035 MPa，二段壓差0.08 MPa，產(chǎn)水電導(dǎo)率72 μs/cm，產(chǎn)水流量185 m3/h，脫鹽率98.7%，回收率約73%。2014年7月進(jìn)水流量260 m3/h，進(jìn)水電導(dǎo)率4200 μs/cm，一段壓差0.05 MPa，二段壓差0.10 MPa，產(chǎn)水電導(dǎo)率52 μs/cm，產(chǎn)水流量191 m3/h，脫鹽率98.6%，回收率約74%。

3 結(jié)語(yǔ)

浸沒(méi)式超濾+反滲透工藝適用于污水源為原水的市政再生水廠(chǎng)，北塘再生水廠(chǎng)投產(chǎn)運(yùn)行2年，在符合設(shè)計(jì)運(yùn)行的前提下，浸沒(méi)式超濾以及反滲透出水水質(zhì)穩(wěn)定，浸沒(méi)式超濾膜以及反滲透膜使用狀況良好。北塘再生水廠(chǎng)的設(shè)計(jì)以及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，為類(lèi)似市政再生水廠(chǎng)提供一定的借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]羅敏.浸沒(méi)式超濾膜在大型給水廠(chǎng)中的應(yīng)用[J].給水排水，2009，35（12）17-20.

[2]華耀祖.超濾技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：235.

[3]馮逸仙.反滲透水處理系統(tǒng)工程[M].北京：中國(guó)電力出版社，2005：196.

[4]楊勇，沈曉鈴，蔣嵐嵐.超濾/反滲透工藝在生活水廠(chǎng)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].給水排水，2012，28（24）：54-55.