浸沒式超濾反滲透工藝在北塘再生水廠中的應用

摘 要：北塘再生水廠是由天津濱海環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司投資建設，該項目選址于北塘污水處理廠綜合樓北側(cè)，占地約12750.8 m2，項目投資14030.27萬元，設計最大產(chǎn)水規(guī)模為4.5萬t/日，服務范圍包括：天津北塘熱電廠、北塘片區(qū)及黃港生態(tài)開發(fā)區(qū)。介紹了北塘再生水廠工藝流程、浸沒式超濾膜以及反滲透膜設計參數(shù)以及運行數(shù)據(jù)，該工藝在北塘再生水廠中運行穩(wěn)定，適用于污水再生利用的市政再生水廠，為類似市政再生水廠提供了可借鑒的經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：浸沒式超濾 反滲透 再生水廠 應用

中圖分類號：TQ028 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（b）-0004-02

北塘再生水廠是由天津濱海環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司投資建設，該項目選址于北塘污水處理廠綜合樓北側(cè)，占地約12750.8m2，項目投資14030.27萬元，設計最大產(chǎn)水規(guī)模為4.5萬t/日，服務范圍包括：天津北塘熱電廠、北塘片區(qū)及黃港生態(tài)開發(fā)區(qū)。其工藝采用“浸沒式超濾（UF-S）+反滲透（RO）”。

1 工藝設計

1.1 工藝流程

北塘再生水廠以北塘污水處理廠一級A出水為水源，其主體工藝為浸沒式超濾+反滲透，其工藝流程圖見圖1。

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

1.2 進出水設計標準

由于本項目坐落在天津濱海新區(qū)，進水氯離子含量較高，因而需要通過反滲透工藝來達到回用水要求，本項目設計主要進水水質(zhì)化學需氧量（CODCr）≤50 mg/l，總硬度（以CaCO3計）≤1200mg/l，TDS≤4000mg/l，氯離子≤1750mg/l。本項目設計出水滿足（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 浸沒式超濾膜設計

本項目浸沒式超濾膜為中空纖維外壓式超濾膜，膜型號為SMF-4，平均膜孔徑為0.03 μm，設計膜通量為31.5 L/m2·h，單支膜面積為35 m2。共設計膜池6座，一期工程為3座，每座384支膜組件。每周期系統(tǒng)制水時間30 min，氣水洗時間共1 min。化學增強洗頻率1 d/次。

1.4 反滲透膜設計

本項目反滲膜為東麗膜，膜型號為TML20-370，本系統(tǒng)反滲透為一級二段反滲透，一段與二段排列比為2∶1。總設計為9套，一期工程為3套，每套共342只反滲透膜，設計膜通量為17.7 L/m2·h，單支膜面積34 m2，設計回收率75%，3年內(nèi)脫鹽率大于97%。

1.5 浸沒式超濾選取因素

本項目選取浸沒式超濾作為反滲透預處理工藝有幾下四個方面考慮：（1）對進水的要求以及適應范圍較廣，當原水懸浮物含量或郵寄污染物含量高時，浸沒式超濾不會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）浸沒式膜清洗易恢復通量，浸沒式超濾結(jié)合空氣擦洗和水反洗的形式，更容易恢復膜的通量。（3）出水水質(zhì)較好，浸沒式超濾作為反滲透預處理，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，浸沒式超濾單套裝置產(chǎn)水量大，所以浸沒式系統(tǒng)建/構(gòu)筑物占地面積小于壓力式系統(tǒng)。

2 運行數(shù)據(jù)

2.1 浸沒式超濾運行數(shù)據(jù)

北塘再生水廠原水為污水廠一級A出水，污水廠末端有砂濾工藝，原水水質(zhì)較好，因此本項目前段未設計混凝沉淀等工藝。超濾的預處理僅采用200 μm自清洗過濾器。本項目初期供水量較小，3組浸沒式超濾使用交替運行方式，化學增強洗CEB使用藥劑以及配置濃度應根據(jù)原水水質(zhì)和膜污染程度而定。本項目浸沒式超濾化學增清洗使用藥劑次氯酸鈉，配置濃度初期為200ppm。本系統(tǒng)浸沒式超濾膜化學清洗條件為跨膜壓差達到50 kPa，以其中2#浸沒式超濾系統(tǒng)為例，其2012年數(shù)據(jù)以及2014年運行數(shù)據(jù)對比如下：2012年7月進水濁度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。通過上述數(shù)據(jù)看出，浸沒式超濾膜主要性能指標跨膜壓差、產(chǎn)水量及產(chǎn)水水質(zhì)，均保持在初期水平，浸沒式超濾膜的使用狀況良好。

2.2 反滲透運行數(shù)據(jù)

浸沒式超濾作為反滲透的預處理工藝，其運行的好壞直接影響本廠反滲透運行，本項目3套反滲透也使用交替運行方式，反滲透進水嚴格控制SDI小于3，根據(jù)原水水質(zhì)，進水投加阻垢劑防止?jié)馑畟?cè)碳酸鹽、硫酸鹽、以及硅類等物質(zhì)結(jié)垢，化學清洗應根據(jù)應根據(jù)膜制造商提供的清洗導則進行，化學清洗藥劑的選擇應根據(jù)進水水質(zhì)以及膜污染狀況而定，本系統(tǒng)初期化學清洗頻率為一年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年運行數(shù)據(jù)對比如下：2012年7月進水流量255 m3/h，進水電導率5840 μs/cm，一段壓差0.035 MPa，二段壓差0.08 MPa，產(chǎn)水電導率72 μs/cm，產(chǎn)水流量185 m3/h，脫鹽率98.7%，回收率約73%。2014年7月進水流量260 m3/h，進水電導率4200 μs/cm，一段壓差0.05 MPa，二段壓差0.10 MPa，產(chǎn)水電導率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

浸沒式超濾+反滲透工藝適用于污水源為原水的市政再生水廠，北塘再生水廠投產(chǎn)運行2年，在符合設計運行的前提下，浸沒式超濾以及反滲透出水水質(zhì)穩(wěn)定，浸沒式超濾膜以及反滲透膜使用狀況良好。北塘再生水廠的設計以及運行經(jīng)驗，為類似市政再生水廠提供一定的借鑒。

參考文獻

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