膜天膜技术在水资源化领域的应用

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1、戴海平：膜天膜技术在水资源化领域的应用 膜天膜技术在水资源化领域的应用 戴海平 ( 天津膜天膜工程技术有限公司，天津3 0 0 1 6 0 ) 摘要：以天津膜天膜公司自主研究开发的高抗污染聚偏氟乙烯( P V D F ) 中空纤维膜组件为核心过滤单 元的膜生物反应器技术( M B R ) 和连续膜过滤( C M F ) 技术可将污水深度处理后回用，膜技术与j 它技 术的组合工艺可将污水处理到不同水质以满足不同途的要求。在不同行业建立了批日处理量万吨级的 示范工程，其技术成熟度已达到大规模推广应用的水平。 随着我国经济的快速发展，水的需求量不断增加，水资源短缺己成为制约我国经济与社会发展 的瓶颈

2、之一。膜技术的发展和应用使污水深度处理再生技术不断发展，膜技术己成为举世瞩目的水 资源循环利用关键技术。 传统的污水处理方式主要以活性污泥法和沉淀工艺为主，这种工艺处理的出水由于s s 偏高、含 有大量细菌而无法直接回用，同时传统方法存在处理水质不稳定，占地面积大等问题，膜技术与生 化技术相结合可省去沉淀池，节省占地；高的活性污泥浓度对有机物具有强化去除效果，膜对微生 物和细菌的有效截留使出水浊度和s s 接近于零，达到污水回用国家相关标准。 天津膜天膜公司成功开发出高抗污染P V D F 中空纤维膜系列产品，并实现膜技术的产业化，开 发出C M F 技术和M B R 技术两种污水深度处理技术

3、，还可与R O 技术组合将污水处理成高品质再生 工艺用水。并已在市政废水深度净化、生活废水处理、纺织印染废水深度处理、味精废水深度处理、 石化废水处理等行业建立大型污水再生工程。 l 膜生物反应器技术( M B R ) 天津膜天膜公司开发的中空纤维帘式膜组件是M B R 技术的核心过滤单元，较高的活性污泥浓 度可有效降低C O D 、B O D 、氨氮等指标，中空纤维微滤膜能截留细菌、微生物及所有悬浮颗粒，达 到再生水水质标准。常规污水处理工艺和典型M B R 工艺如图1 所示。 兰瑙甘回 ：碧囤 污水叫y y y y l 7L 一 图1 常规活性污泥法和M B R 法工艺流程对比 1 1 中

4、空纤维帘式膜组件的特点 专用于M B R 的帘式膜组件是由中空纤维微滤膜、集水管、树脂槽及封端树脂浇铸而成的分离 单元，使用时根据处理水量可设计组装成处理能力不同的模块，膜天膜组件具有如下使用特点： 膜材质为P V D F ，具有优良的化学稳定性，可采用常规化学药剂如次氯酸钠、盐酸、氢氧化 钠等作为膜的清洗剂和杀菌剂。 2 1 全国排水委员会2 0 0 6 年年会论文集- - * F 免论文 膜微孔孔经O 2 微米，可有效截留微生物、细菌、胶体等悬浮物质，膜出水浊度和S S 接近 于零。 组件结构为无壳化组装方式，可工作于5 0 0 0 8 0 0 0m g L 的活性污泥中。 纤维内外直径(

5、 0 6 1 1m m ) ，初始纯水比通量9 0L m 2 口( 在o 0 3k P a 2 0 ) ，p H 范围：2 1 0 ，使用温度：5 4 5 。 1 2 生活废水深度处理回用工艺 膜生物反应器技术在市政污水深度处理、生活污水处理回用方面已经日臻成熟。M B R 占地面积 小、设计灵活、出水水质达到国家再生水回用相关标准。天津膜天膜M B R 技术已经在生活小区、 旅游景区、宾馆、写字楼、工业园区、医院、洗浴废水处理、市政污水处理、石化废水处理回用等 方面得到工程应用。典型的生活废水处理水质如表1 。 表1M B R 处理生活废水进出水水质指标 序号 项目 进水产水序号项目进水产水

6、 l 生化需氧量( B O D 5 ，r a g L ) 2 8 01 05浊度( N T U ) 4 0 5 2 化学需氧量( C O D r a g L ) 5 5 03 0 6 总大肠苗群( 个，L ) 3 3 悬浮物( S S ，m g ，L ) 2 6 057 色度 1 5 4 氧氮( N H 3 - N ，r a g L ) 4 52 1 3 高氨氮废水处理回用工艺 采用常规处理方法对氨氮的去除效果较差，在M B R 工艺中，由于无须考虑污泥膨胀问题，可 控制较高的活性污泥浓度和长的污泥龄，世代周期较长的硝化菌在M B R 池中得以富集，氨氮一部 分转化为硝酸盐氮，一部分用于微生物

7、细胞合成。因此，M B R 技术具有较强的氨氮去除能力。味精 废水是典型的高氨氮废水之一。原有工艺和M B R 再生水工艺对比如下； 出水 原工艺水利停留时间在5 0 小时左右，M B R 工艺停留时间在1 4 小时左右，不需要沉淀池，因此， 可节省2 3 占地面积，与R O 结合可产生高品质再生水回用于生产，而原有的中水工艺出水无法直接 回用。两种工艺对有机物的去除效果如图2 所示，对氨氮的去除效果如图3 所示。膜对有机物的去 除效果与好氧加延时曝气工艺出水相当，原水C O D 在3 0 0 1 0 0 0m g L 之间，经M B R 处理厅平均 在9 0m g L ，M B R 系统耐冲

8、击性好，氨氮去除受供氧限制，M B R 中试设备采用穿孔管曝气，氧利用 率低，实验期间溶解氧浓度始终在1m g I , 以下，因此，氨氮去除效果受原水浓度影响较大。如果改 变曝气方式，增加微孔曝气。氨氮去除率会有较大提高。R O 出水经离子交换后可作为锅炉补水，节 省水资源。 1 4 海水淡化预处理工艺 天津渤海湾海水污染严重。胶体、悬浮物、藻类含量高。属于劣质海水，因此，反渗透海水淡 化预处理尤为重要，为此，天津市将海水淡化预处理列为重大科技攻关项目，建立了1 0 0 吨日海水 预处理中试工程。膜过滤前后水质变化情况如表2 ，絮凝沉降与浸没式膜过滤组合工艺取得了很好 的效果。膜出水水质完全达

9、到反渗透进水要求，在运行期间，出水水质、水量稳定。系统自动化程 度高，维护简单。 2 2 - 戴海平：膜天膜技术在水资源化领域的应用 庶 撅 一厌氧出水 - 一= 沉池山水 一女延时曝气出水 十M B R 产水 一R 0 产水 2 日7 月2 2 日8 月1 日8 月1 1 日8 月2 1 日8 月3 1 日9 月1 0 日 测试日期 图2 不同工艺对有机物的去除效果 图3 不同工艺对氨氮去除效果 表2 浸没式膜过滤海水淡化预处理效果 项目浊度( N T U )悬浮物( r a g L ) C O D ( r a g L ) 总铁( r a g L ) S D I p H 原水 l O 一9

10、81 2 2 8 03 7 5 20 3 一1 08 4 87 膜产水 0 l230 12 58 1 2C M F 与R O 双膜法产生高品质再生水工艺 连续微滤技术( C M F ) 是天津膜天膜公司的另一项污水再生技术，C M F 技术通常与反渗透技术 组成双膜水处理工艺，咀市政污水处理厂二沉池出水为原水，C M F 工艺可有效去除水中悬浮物、微 生物，产水浊度 0 1N T U ，S D I 3 ，C M F 出水进入反渗透进一步脱盐，产生高品质工艺用水。C M F 作为R O 前处理可大大提高反渗透膜的使用寿命，目前双膜水处理工艺已成为大型再生水工程中使 用最多的工艺技术。 C M F

11、 设备采用柱式膜组件，膜材质为P V D F 中空纤维超滤微滤膜，系统采用独的气水双洗技 术，使膜通量稳定，系统自动化程度高，目前已针对不同水质特点开发出成套的标准化膜设备。 2 1 羊绒印染废水深度处理 内蒙古是极度缺水的城市，鄂尔多斯集团公司羊毛清洗和印染生产废水经生化处理后，用双膜 法深度处理，反渗透水可用于集团公司自备电厂锅炉补水和羊绒印染，污水实现循环利用。 工艺流程如下：进水一回转式格栅( 2 r a m ) 一均化调节池一细格栅一厌氧水解池一中间沉降池 一接触氧化池一沉降池一c M F R O 一出水供电厂 2 3 啪咖伽栅删。搿 J暑日。u 全国排水委员会2 0 0 6 年年会

12、论文集一补充论文 羊绒印染废水处理净化后水质指标如表3 。 表3 羊绒印染废水处理深度净化效果 项目浊度( N T U )悬浮物( r a g L ) C O D ( r a g L )B O D 5 ( r a g L ) S D I p H 原水1 7 0 3 4 04 0 0 1 1 0 0 2 0 0 5 0 0 8 4 8 7 二沉池出水 2 0 3 0 1 0 0 1 2 03 0 C M F 出水0 l27 0 1 0 0207 1 7 5 R O 出水0 0 5 未检出 3未检卅6 0 65 该工程处理水量2 5 0 0 吨日，目前已稳定运行2 年，显示出明显的经济效益和社会效

13、益。 2 2 市政污水深度处理 天津膜天膜双膜法水处理工艺目前已在天津泰达污水处理厂建立日处理1 万吨的污水再生工 程，生产的高品质再生水由于水质好、价格便宜而深受用户欢迎，计划2 0 0 7 年初将再建一套处理量 1 8 万吨的污水再生厂。运行期问对C M F 进出水和R O 出水水质进行了较全面的分析检测，水质指 标如表4 。 表4C M F 进出水和R O 出水水质分析 C M F 进水水C M F 出水R O 出水水c ：进水水C M F 出水R O 出水水 检测项目检测项目 质测定值水测定值质测定值质测定值水测定值质测定值 p H 值 75 266 66 4 9 浊度( N T U

14、) 7 J 807 40 硫化物( r a g L ) l 1 1 余氯( m g L ) l 1 1 氯化物( m g L ) 2 3 1 02 1 3 07 20 电导率( g “e m ) 3 6 1 03 5 5 02 0 l 硝酸盐氮( r a g L ) 8 18 O O 1 5 C O D ( m g m ) 8 64 85 氟化物( m g t ) 2 4 030 0 0 0 1 B O D 5 ( “g ，L ) 3 8 2 未检出 钾( r a g L ) 8 28 l3 _ 3 悬浮物( r a g L ) 5 0 5 l 镁( r a g L ) 9 41 l O6 1

15、 离解性固体( m g L ) 2 3 5 02 3 3 17 8 铁( m g L ) 05 00 3 802 1 色度( 倍) 2 01 0 O 锰( m g L ) 03 0 02 8 O 0 2 T O C ( r a g L ) 9 1 66 10 钠( r a g L )7 0 06 7 03 0大肠杆菌( 个，L ) 2 4 0 0 2 l 钙( m g L ) 3 0 12 8 378 细菌总数( 个m L ) 2 2 00 S O ? ( r a g L ) 3 3 51 0 0 5 油脂( r a g L ) 2 0 6 O 4 H C 0 3 ( m g L ) 1 9

16、61 1 63 2 0 S i 0 2 ( m g L ) 1 18 2 从农4 以看出双膜工艺出水有些水质指标优于自来水水质，如硬度、浊度、电导率等指标。 从运行情况来看，天津膜天膜设备产水水质、水量稳定。 3 结论 天津膜天膜M B R 技术和C M F 技术已经应用于不同行业的污水再生工程，通过大量工程化运转 实践，其技术得到不断完善，已具备了大规模推广应用的技术条件和基础。 M B R 系统出水可直接用来绿化、生活杂用或农田灌溉等，C M F 和R O 双膜工艺可将城市污水 厂二沉池污水深度净化，产生高端用水，这哆技术是解决我国水资源化和减少污水排放的重要途径， 完全符合我国循环经济发展战略，应加以推广应用。 E m i n i ：D a i h a p i n 9 2 0 0 4 1 2 6