超濾－反滲透技術(shù)在慈東自來水廠的應(yīng)用
摘要：本文介紹了慈東自來水廠存在的問題以及采用超濾－反滲透技術(shù)的必要性，詳細(xì)介紹了工程設(shè)計(jì)的參數(shù)以及運(yùn)行效果。
關(guān)鍵詞：慈東自來水廠 超濾 反滲透
一、前言
慈東自來水廠以淺層地下水做為水源，采用生物接觸氧化+混凝、沉淀、過濾和消毒這四個(gè)單元的常規(guī)水廠。
隨著當(dāng)?shù)氐繙p少、海水入侵等狀況的發(fā)展，水源水質(zhì)不斷惡化，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）COD指標(biāo)超標(biāo)；
（2）含有過量的溶解性無機(jī)鹽；
（3）氨氮指標(biāo)超標(biāo)。
以上的情況采用常規(guī)的凈水工藝很難去除，因而影響到了自來水的正常供水以及人民的生活。
同時(shí)在2006年12月29日國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委和衛(wèi)生部聯(lián)合發(fā)布了《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。這些標(biāo)準(zhǔn)已于2007年7月1日起開始實(shí)施。修訂后標(biāo)準(zhǔn)中的指標(biāo)數(shù)量不僅由35項(xiàng)增至106項(xiàng)，還對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)的8項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了修訂，基本與國(guó)際飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)接軌，采用傳統(tǒng)的凈水工藝已不能夠滿足要求。
因此需要對(duì)自來水廠的水處理工藝進(jìn)行改造，增設(shè)自來水深度處理單元。
二、深度處理的工藝選擇
深度處理通常是指在常規(guī)處理工藝以后，采用適當(dāng)?shù)奶幚矸椒，將常?guī)處理工藝不能有效去除的污染物或消毒副產(chǎn)物的前體物加以去除，提高和保證飲用水質(zhì)。目前應(yīng)用較廣泛的深度處理技術(shù)有：活性炭吸附、臭氧氧化、生物活性碳和膜技術(shù)等。
膜過濾技術(shù)是通過膜表面的微孔結(jié)構(gòu)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行選擇性分離。當(dāng)液體混合物在一定壓力下流經(jīng)膜表面時(shí)，小分子溶質(zhì)透過膜（稱為濾液），而大分子物質(zhì)則被截留，使原液中大分子濃度逐漸提高（稱為濃縮液），從而實(shí)現(xiàn)大、小分子的分離、濃縮、凈化的目的。
自從1948年法國(guó)學(xué)者Abbe Nollet首次揭示膜分離現(xiàn)象，到1952年美國(guó)Ionics公司研制成功第一個(gè)膜滲析器，由此開創(chuàng)了膜分離技術(shù)的新紀(jì)元，近三、四十年間，膜技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展成為一項(xiàng)高新技術(shù)，并廣泛應(yīng)用在能源、食品、環(huán)保等領(lǐng)域，迄今膜分離法在給水行業(yè)也得到廣泛應(yīng)用。1987年在美國(guó)科羅拉多州Keystone建成了世界上第一座膜分離凈水廠。1988年，在法國(guó)的Amoncourt，建成了世界上第二座膜分離水廠。目前，全世界用膜分離處理工藝的凈水廠生產(chǎn)飲用水量185.5萬m3/d。目前全世界約有50家大型膜法凈水廠，例如：荷蘭Heemskerk水廠采用UF/RO工藝，處理量6.5萬m3/d；新西蘭Tauranga市處理量3.6萬m3/d的凈化廠；美國(guó)Boca Raton市處理量15萬m3/d的水廠；法國(guó)34萬m3/d的水廠，為巴黎北部80萬居民提供飲用水。英國(guó)建成的膜法凈水廠最大產(chǎn)水量為8萬m3/d。在日本，共有113座膜分離水廠。
這些數(shù)據(jù)表明，膜法凈水已經(jīng)成為飲用水的成熟的深度處理工藝，因此在美國(guó)，法國(guó)，英國(guó)，荷蘭，新西蘭，日本等許多國(guó)家得到廣發(fā)應(yīng)用。膜技術(shù)在國(guó)內(nèi)外被稱為“二十一世紀(jì)的水處理技術(shù)”。近年來膜技術(shù)在國(guó)內(nèi)飲用水深度凈化方面的應(yīng)用發(fā)展迅速，應(yīng)用膜法的水廠的運(yùn)行效果表明，它們優(yōu)于臭氧－生物活性炭等工藝的優(yōu)點(diǎn)有出水水質(zhì)更好、較低的基建和運(yùn)行費(fèi)用和易于運(yùn)行。
對(duì)于慈東自來水水廠，由于其鹽類、氨氮超標(biāo)，采用超濾－反滲透雙膜處理工藝，能保證生產(chǎn)高質(zhì)量的飲用水，即使在不投氯消毒的情況下，也可防止在配水管網(wǎng)細(xì)菌增殖后造成的二次污染，它還能非常有效地去除致病微生物，如隱胞子蟲和賈第鞭毛蟲，并能通過反滲透除鹽，達(dá)到軟化水質(zhì)、改善口感的目的。
因此選擇超濾+反滲透作為深度處理工藝，金科環(huán)保工程有限公司經(jīng)過投標(biāo)最后取得這個(gè)項(xiàng)目，負(fù)責(zé)深度處理單元的工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備供貨、土建、設(shè)備安裝調(diào)試指導(dǎo)、售后服務(wù)和水質(zhì)擔(dān)保。
三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1、工藝流程
經(jīng)過常規(guī)處理工藝預(yù)處理后的水先進(jìn)入原水池，然后通過超濾供水泵送入自清洗過濾器，將可能造成膜損壞的、較大的機(jī)械性雜質(zhì)過濾掉；然后進(jìn)入超濾裝置，大部分的細(xì)菌、藻類、膠體物質(zhì)、大分子有機(jī)物和微。ù笥0.025微米）的顆粒物質(zhì)可以在此去除，超濾產(chǎn)水進(jìn)入中間水池。反滲透供水泵將中間水池的水先提升入保安過濾器，截留大于5μ的顆粒以進(jìn)一步保護(hù)反滲透膜元件；然后經(jīng)高壓泵進(jìn)入反滲透裝置，合格的產(chǎn)水進(jìn)入清水池，然后通過清水泵供水。
2、主要設(shè)計(jì)參數(shù)
膜通量選擇
膜通量的選擇是對(duì)投資成本及運(yùn)行費(fèi)用影響最大的因素，同時(shí)也是影響長(zhǎng)期可靠性和操作簡(jiǎn)便性的重要參數(shù)。因此設(shè)計(jì)通量的選擇必須合理可靠以平衡這些因素，這個(gè)過程應(yīng)該是建立在對(duì)各方面因素的綜合考慮基礎(chǔ)上的，并最好進(jìn)行中試或者參考同類項(xiàng)目的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來決定最佳的通量范圍。
本項(xiàng)目水源為淺層地下水，有機(jī)污染較為嚴(yán)重，故通量不亦過高，否則會(huì)加重膜污染情況，運(yùn)行能耗也會(huì)增加。但也不是通量越低越好，因?yàn)槿绻x用較低的通量需要靠在系統(tǒng)中設(shè)置更多的膜元件來實(shí)現(xiàn)，增加的膜元件一方面提高了系統(tǒng)的初期投資，造成不必要的浪費(fèi)；另一方面也增加了反洗的規(guī)模，降低了系統(tǒng)的回收率。
根據(jù)公司同類項(xiàng)目的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，最終選定超濾通量75(L/m2.h)，反滲透通量19.5(L/m2.h)。
四、運(yùn)行效果
慈東自來水廠從2008年9月開始運(yùn)行，已經(jīng)有一年多的運(yùn)行時(shí)間，運(yùn)行效果非常穩(wěn)定且滿足生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限值（GB5749-2006）。
五、結(jié)論
采用膜技術(shù)用于自來水廠的深度處理，出水水質(zhì)好、管理方便。但由于膜元件本身受進(jìn)水水質(zhì)、溫度等方面影響較大，從而會(huì)影響產(chǎn)水量，故應(yīng)該在運(yùn)行過程中尋找規(guī)律，保證水廠的穩(wěn)定運(yùn)行。
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