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1、釜三曼耋些i 尘垒墼耋至銮呈璺垫耋垦! 耋錾耋耋 膜集成工业污( 中) 水深度处理工艺技术探讨 l 前育 1 1 技术倚介 膜技术是当代新型商她分离技术是多学科交叉的产物，也是化学L 利7 产科发展的 新增K 点。，传统的分离技术比较，E j 何高教、低能耗、过程简r p 、操作方便、小污 染环境、蚀j 放人、便川J j I 它投术壤成锋突H 优点。E 的研究府H j ，J 盯能、环境保 护、水资源“ 发利用羊u n 乍的天系极为密切。存当今世抖1 能源短缺、水荒和环境污染 口益，m 前的情况下，膜分离科学剐f 究樽到了世界各国的高度重视，发达家从战略的高 度，投巨资、市专项加强研究。膜技术L
2、 二成为推动国家史枉产业发展、改善人类生存环 境、提高人们牛括质量的共性技术。 膜集成污水冉生技术根槲排放物质的成分的不同，处理方式有所差异，但一般是将 膜技术与絮凝剂沉降、加压气浮和生物处理等技术配合起来使用。 口本第一套使用反渗透膜技术的大型实验装置于1 9 9 3 年1 9 9 5 年在n 本千叶县花见 川F 水处理场完成了实际运转实验。反渗透膜产出水( 2 1 0 m 3 ，口) 的水质达到了自来水 标准反渗透装置实现了自动连续运行。从下水变成上水的处理成本为3 7 口元，米3 ( 约 为24 知米3 ) 。美陶的做法很有代表性，在污水三级处理后增加高级深度处挥，经r ：述 三级处理后
3、的出水采用微滤膜过滤和反渗透膜处理集成使用的方法，是日前较为成熟 并已进入应用阶段的工艺技术，处理后的出水水质可达到饮用水标准，目前多用丁补充 作为饮用水水源的地面水或地下水。 膜集成技术就是根据冶金、石化、市政等行业的废水不同的特点以及对出水水质的 不同要求，提出有针对性的不同行业废水处理的膜集成丁岂组合优化工艺参数，建立 具有实用性和可推广性，“ 具有独立知U 产权的集成膜技术处理_ L = 艺设计软件包。 1 2 研究背景 我国在原始资源型缺水问题目益突出的同时，污染挚水资源短缺成为更加棘手的问 题。由于尚未完全摆脱粗放型的生产模式，水资源综合利用水平较低，污染控制相对滞 后，不仅造成水
4、资源的直接浪费而且导致水体污染的力剧。经济发展越快这一问题越 突。 水资源足基础性资源。没有水资源的支持，经济和社会是不町能前进和发展的。针 对我国，“峻的水资源状? 兑7 r 发利用再生水是橄其重监的开源措施。 我州城市污水中T 业废水约占4 0 5 0 ，水质恶劣使处理难度增人，对缺水城市处 理问题璺为突出。传统的水处理方法光法满足以再生叫用为H 的的污水深度处理的要求。 必须针对生活杂用水、市政景舰用水、工业冷却循环水、锅炉给水等不司的j 水途径 4 8 第二届工业节水减排和污水回用技术国际研讨会 以高效除磷脱氮、沉淀过滤、化学絮凝、辅以微超滤膜、反渗透等膜技术的组合与集成 来实现。 通
5、过微滤或超滤处理二级废水，可以去除水中的悬浮物、细菌、胶体和病毒，出水 可达到杂用水标准。通过纳滤、反渗透对三级废水进行进一步处理，可去除废水中的溶 解性杂质( 有机物及有害矿物质) ，处理后水质可以达到自来水标准。 综上所述，膜集成技术已经成为我国污水深度处理回用的主要途径。 1 3 集成膜过程特点 膜集成技术是将化学絮凝、加压气浮等传统单元技术与超滤( 或微滤) 以及反渗透 ( 或纳滤) 相结合，形成能够满足各种回用目的的污水深度处理集成工艺。超滤、微滤 作为高级三级处理方法得到了迅速推广，也是能够彻底消除污水中溶解性污染物质的反 渗透装置最理想的前处理工艺，微滤膜与活性污泥法相结合M B
6、 R 形成了传统活性污泥 法的升级换代技术。 1 4 国内外发展现状 世界上一些缺水国家把污水再生利用作为解决水资源短缺的重要战略之一，在污水 再生处理后用于农业灌溉、工业生产、城市景观、市政绿化、生活杂用、地下水回灌和 补充地表水等方面的研究与工程应用，已有较长的历史。 美国的城市污水处理等级基本上都在二级以上二，处理率达到1 0 0 。城市污水再生利 用已经从试验研究阶段进入生产应用阶段，再生水作为一种合法的替代水源，正在得到 越来越广泛的利用，成为城市水资源的重要组成部分，城市再生水利用设施的数量和规 模增长迅速。美国城市污水再生利用的主要用途包括农作物灌溉、回灌地下水、景观与 生态环境
7、用水以及工业用水。2 0 0 0 年，加利福尼亚州的污水再生利用量为8 6 4 亿m 3 ， 再生水水量占贫水年份全州城市年用水总量的7 左右；再生水用水总量中，农业灌溉约 3 2 ，回灌地下水2 7 ，绿化灌溉1 7 ，工业生产7 ，补充地表径流、营造湿地和休闲 娱乐水面等景观生态用水约3 ，屏蔽海水入侵约1 ，其余1 3 用于城市公共建筑和居 民家庭的多种非饮用用途，包括冲厕、洗车、街道清洗、建筑物的卫生保洁、非食品和 非饮食用具的洗涤等等。 我国在此方面也做了许多探讨，在石油化工、钢铁冶金、电力能源、市政等领域先 后建设了“膜法”、“双膜法”污( 中) 水深度处理回用装置，并取得了一些进
8、展、积累了一 些经验。 在水环境污染治理战略目标与技术路线方面，许多国家已经进行了重大调整，水污 染治理的战略目标已经由传统意义上的“污水处理、达标排放”转变为以水质再生为核心 的“水的循环再用”，由单纯的“污染控制”上升为“水生态的修复和恢复”。不仅可以保护水 环境，而且缓解需水和供水之间的矛盾，促进水质水量的再生循环，取得了显著的环境、 经济和社会效益。 水污染治理的战略目标调整使污水处理技术路线也发生了重大变革，关键性的转变 是由单项技术转变为技术集成。以往是以达标排放为目的，针对某些污染物去除而开发 的工艺技术，现在要调整到以水的综合利用为目的，进行技术的综合、集成，以满足所 设定的水
9、质水量再生与资源化目标。主要体现在以下两个方面：一是城市污水处理厂普 中国化I 信息中心全国化I 国繇展览交流中心 T e 萍a x | ：0 1 0 6 4 4 1 8 3 4 76 4 4 1 9 3 7 2u R L 哺p ：“1 1 f 哪i c i l 4 9 遍采用以除磷脱氮为重点的强化二_ _ = 级生物处理技术并增加三级处理流程，包括多种类型 的过滤技术和现代消毒技术，二二是采用当代高新技术如微滤膜过滤、反渗透、膜生物反 应器等，使处理后的再生水达到市政杂用、生活杂用、园林绿化、生态景观、工业冷却、 回注地下水、发电厂锅炉补给水等多种用途要求。 膜集成技术已经成为污水资源化的关
10、键技术，从目前来看，尚未出现有竞争力的其 他技术。在世界水资源普遍趋向紧缺以及水环境的要求越来越高的形势下，膜集成技术 的发展趋势是提高系统的稳定性、减少维护、适应于大规模建设的要求。 2 研究实验及分析 2 。1 研究目标 本课题的研究主要集中在优化整合集成膜技术在深度处理废水工艺上的应用，确定 集成膜技术的工艺参数，同时有针对性地开发适用于不同领域三级废水处理地最优组合 工艺，为使膜集成技术更好地从技术转换为实际工程应用，进行技术探讨。 2 2 总体思路 2 2 1 要解决的主要问题 系统集成技术的模块设汁，确定主要的工艺运行参数 解决工艺优化、膜的污染及劣化的防治及膜系统的清洗维护工艺。
11、 2 。2 2 解决方案 膜组合工艺污水深度处理示范装置的建设和运行 ( 1 ) 优化工艺研究； ( 2 ) 膜的污染及劣化的防治及膜系统的清洗工艺； ( 3 ) 浓缩水的处理，实现零排放。 ( 4 ) 实现标准化设计的膜集成系统的单元模块批量生产 2 2 3 技术关键 膜集成工艺作为j I 级出水的深度处理，性能可靠、操作简便的耐污染超微滤系统是 膜组合工艺中的核心技术。所以技术关键是： 适应于较大水质变化情况的膜组合工艺j 二级出水( 工业及市政) 深度处理系统的设 计及运行维护技术。 2 3 理论依据( 原理) 对于二级出水，一般来说其出水指标已满足达标排放标准，通常水的主要指标如下：
12、C O D 采用现场P L c 及中央计算机控制 3 1 3 慈溪杭州湾新区水厂工程水源水质特点 慈溪杭州湾新区水厂工程水源为四灶浦水库的来水，其主要水质指标如下。由于近 几年工业的发展，其水质指标比下述指标更加恶化。 项目单位含量项目单位含量 色度 2 0 总硬度m g L 4 3 7 有杂质不溶 肉眼可见物碱度 m g L 2 6 6 物 浊度度 3 6 臭和昧强苦威味 溶解性总固体m g L 9 7 4F e m g L 0 7 5 C O D m g L 3 7C 1 一 l n g L 4 4 7 细菌总数 个，m l2 3 0 0 氨氮m g L 1 6 7 合同进水指标： 序号指
13、标名称单位指标 1 p H 值 6 9 2 悬浮物m g 几 4 0 一 3 溶解性总固体m g L S1 0 0 0 4 铁m g L S 1 5 氯化物l n g L 15 0 0 6C O D m g 几 1 4 0 中国仡I 信总中心全国彳乇I 国琢展览交流中心 嘲F a ) | ：0 1 0 6 4 J 4 1 8 3 4 76 4 4 1 9 3 7 2U R L ：h n p ：n W v 眦i c i ，c n 6 4 合同规定的预处理+ 超滤的出水指标： 序号指标名称单位指标备注 1 p H 值 6 _ 8 2 电导率m g L 曼2 0 0 0 3 铁m g L 0 1 4
14、C O D m g L 2 0 5 浊度 S 1 N T U ， 从水质指标可以看出水中的C O D 、氨氮、氯化物等超标，色度、气味、悬浮物等 不能满足饮用水的要求。 3 1 4 主要处理的工艺路线 根据上述原则，净水厂的工艺流程如图8 ： 高藻期 ( 加药) 加药加氯除臭剂 图8 原水为地表水，受环境因素影响明显，水质波动较大，由于出水要求达到饮用水的 标准，因此，为保证出水的C O D 合格，需要预留接触氧化，以防不测。其它预处理工艺 均为常规的自来水厂的生产工艺。 由于原水的氯离子严重超标，需要对部分水进行脱盐，以保证总出水氯离子和总含 盐量满足饮用水的要求。由于采用了超滤+ 反渗透的
15、深度处理工艺，使出水的水质较常 规法的处理发生了根本性的变化。深度处理单元： a 超滤单元 采用1 0 0 u m 袋式过滤器，防止大颗粒悬浮物对u F 膜孑L 的永久堵塞，提高u F 膜运 行的安全可靠性。 超滤单元按l 套出力2 8 0 m 3 m 设计，共四套，运行过程中，为保证系统的稳定、可 中国亿I 信息中心全国化I 国际展施交流中心 T e F a x l ：0 1 0 - 6 4 4 1 8 3 4 76 4 4 、9 3 7 2u R Lh 却：翰n n r i c l c n 第二届工业节水减排和污水回用技术国际研讨会 靠运行，需定时进行反冲洗和快冲，每隔一段时间( 一般为1
16、 个月) 还要对超滤系统进 行化学清洗，化学清洗系统设一套。 b 反渗透单元 在进反渗透膜前，添加阻垢剂和还原剂，以抑制浓水侧的结垢，并保证进水的余氯 小于0 1 p p m ，同时预留非氧化性杀菌剂加药口，预防系统微生物污染。 采用5 p m 保安过滤器，防止颗粒物对R O 膜孔的永久堵塞，提高R 0 膜运行的安全 可靠性。 反渗透单元按1 套出力2 1 0 m 3 m 设计，共四套，每套系统停运时，用R 0 透过水进行 冲洗，以防浓水长时间停留在膜表面，设一套冲洗装置，同时每隔一段时间还要对反渗 透系统进行化学清洗，以恢复R O 膜的性能，设一套化学清洗装置。 3 1 5 深度处理单元主要设备 3 1 5 1 工艺设备 U F 产水池( V 3 0 0 2 ) R O 供水泵 一 精密过滤器 R O 冲洗水泵 R O 清洗保安过滤器 R O 清洗水箱 一R 0 清
