平流沉淀池后置浸沒式超濾膜工藝方案設(shè)計_圖文

1、 城鎮(zhèn)給排水 平流沉淀池后置浸沒式超濾膜工藝方案設(shè)計 肖 敏 杰(上海市政工程設(shè)計研究總院(集團有限公司,上海200092摘要南方某水廠原設(shè)計規(guī)模10萬m3/d,原水為水庫水,水質(zhì)達類水標準。由于需水量增 長,需新增3萬m3/d產(chǎn)水量,而水廠可供擴建的用地無法設(shè)置常規(guī)處理工藝的沉淀池和濾池。經(jīng)方 案設(shè)計,采用在平流沉淀池后部布置浸沒式超濾膜的凈水組合工藝,并根據(jù)用地特點,因地制宜地布 置了膜池輔助車間,使水廠總處理能力達到13萬m3/d。詳細介紹了平流沉淀池后置浸沒式超濾膜 工藝設(shè)計及膜清洗方式。關(guān)鍵詞 平流沉淀池 浸沒式超濾膜 清洗方式 工藝設(shè)計Design of the pOstposit

2、ion submerged ultrafiltration membrane.?-process after horizontalsedimentation tankXiao Minjie(S九日"gai M九icip口Z E以gi行8Prf竹g DPsfg咒J行s如“P(G,Io“pCD.,L芒d.,Sn竹g口i 2DD092,Ci咒n Abst翰ct:The former design scale of some water treatment plant in southern China was 1×105 m3/d,and the raw water could

3、meet second class water standards. Due to the increase of demand, the production needed to increase by 3×104m3/d,while the available land for expansion could not place the traditional sedimentation tank and filter tank. In the process design,the postposition sub merged ultrafiltration membrane

4、process after horizontal sedimentation tank was employed,and the membrane tank subsidiary workshop was placed according to the local circumstances, so as to increase the total water treatment plant production to 1.3×105m3/d. This paper introduced the postposition submerged ultrafiltration membr

5、ane process design and cleaning method in detail.Keywords:Horizontal sedimentation tank; Submerged ultrafiltration membrane; C1eaning method;Process design1項目背景南方某水廠自水庫取水,原設(shè)計規(guī)模10萬m3/d, 分兩期建設(shè),采用折板絮凝平流沉淀池和V型濾池的 凈水工藝。由于原水為類水體,濁度約為20NrU, 氨氮低于o.5mg/L,CoD不大于4mg/L,因此經(jīng) 混凝、沉淀和過濾后,出廠水濁度在O.2NTU以下, CoD不大于3mg/L,

6、其他水質(zhì)指標也均達到國家 現(xiàn)行水質(zhì)標準。隨著供水區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟陜速發(fā)展,供水量呈逐年增 長趨勢。2010年最高日供水量已達10萬m3/d,根據(jù) 需水量增長預(yù)測,未來3年內(nèi)最高日供水量將達到13萬m3/d,供水缺口日漸明顯。由于在區(qū)域內(nèi)新建水 廠受土地因素制約,短期內(nèi)無法實現(xiàn),因此只有在現(xiàn) 狀水廠新建3萬m3/d的凈水構(gòu)筑物才能滿足未來水 量的需要。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研,水廠一期和二期構(gòu)筑物之 間為用于水廠排泥干化的污泥塘,其南北長80m,東 西寬1222m,可用于擴建工程構(gòu)筑物的布置。 根據(jù)常規(guī)處理工藝,布置1座絮凝時間15min, 沉淀時間90min,規(guī)模為3萬m3/d的平流沉淀池, 約需占地76m&#

7、215;11m;布置1座設(shè)計濾速8m/h,分4格,規(guī)模為3萬m3/d的v型濾池,約需占地 23m×19m;而本工程可供利用的建設(shè)用地顯然無 法滿足同時布置1座平流沉淀池和1座V型濾池 的需要。如僅建設(shè)1座平流沉淀池,利用目前2座 5萬nf/d砂濾池超產(chǎn)運行,短期內(nèi)似可達到供水規(guī) 模,但k期運行,會給水廠安全供水帶來一定影響, 并且也不利于水廠運行調(diào)度,因此,新建的制水系統(tǒng) 必須是一套獨立完整的凈水處理工藝。根據(jù)原水水質(zhì)特點,采用短流程膜處理工藝可 滿足本工程的需要。利用膜絲o.ol”m的公稱孔 徑,可截留o.1肛m顆粒的特性,在常規(guī)折板絮凝平 流沉淀池后部布置浸沒式超濾膜箱替代傳統(tǒng)砂

8、濾 池,使出水水質(zhì)優(yōu)于水廠目前的凈水工藝。由于受 場地限制,平流沉淀池停留時間縮短為60min,從 而形成折板絮凝平流沉淀池浸沒式超濾膜的組合 凈水工藝,整個構(gòu)筑物長74.65m,寬lO.6m,同時利用建設(shè)用地在東西方向局部突H的特點,布置膜池輔助車間,可完全滿足用地要求。2膜池方案設(shè)計本工程設(shè)計規(guī)模為3萬對/d,凈水下藝流程見網(wǎng)1。2.1平流沉淀池一膜池設(shè)1座折板絮凝平流沉淀池,長52.95m,寬lo.6m,巾問設(shè)導(dǎo)流墻,設(shè)l臺吸泥機。折板區(qū)絮凝時間15min,平流沉淀池水平流速11.3nlm/s.沉淀時間60min。平流沉淀池出水采川過水堰的方式流入膜池。沉淀池后部布置4格膜池,3格清洗池

9、和進水渠道,平面總尺寸21.7m×lO.6m。單格膜池平面尺寸8.g m×&8m,水深3.2m,安裝8個膜箱,每個膜箱有效膜面積l 680m2,設(shè)計通量25L/(m211。清洗池用于膜箱 離線化學(xué)清洗,由堿洗池、漂洗池和酸洗池組成,單格 平面尺寸8,9m×lm,水深3.2m,可容納2個膜箱同 時清洗。在膜池東側(cè)布置膜池輔助車間,分為設(shè)備問、出 水渠和化學(xué)清洗廢液中和池三部分,平面總尺寸 34.85m×6.62m。設(shè)備間布置抽吸(沖洗泵、清 洗循環(huán)泵;中和池頂布置真空引水系統(tǒng),各類加藥泵 和藥劑儲灌。膜池和輔助車間布置見罔2。預(yù)氧化劑; 毋 擴建范

10、圍i默瑚墓卜匿圈圓i 加氯匭西屯巫亙卜纛 圖1凈水工豈流程10給水排水、岫1.37N饑720兒bAA剖面圈2膜池和輔助車間布置2.2膜箱膜箱是將簾式膜集巾組裝在標準膜框架中,并 配套產(chǎn)水支管、曝氣管、安裝導(dǎo)軌等附件形成完整的 超濾膜產(chǎn)水單元。(1簾式膜:由眾多根中空纖維膜絲組成,膜絲 內(nèi)徑1mm,外徑1.6mm,公稱孔徑0.01肛m,有效 長度2m左右,截留相對分子質(zhì)量50ooo。(2膜框架:采用S30408不銹鋼材質(zhì),框架外 形尺寸4.01m×o.805m×2.8m,整個膜箱干重 1300kg,濕重2800kg。(3產(chǎn)水支管:采用S30408不銹鋼管,管徑 為DN200。

11、(4曝氣管:采用ABS材質(zhì),與膜框架同定。 頂部總氣源導(dǎo)人管管徑為DNl00,采用管道單獨引 入方式,每個膜架底部布置DN50曝氣支管。2.3膜池主要設(shè)備采用凸輪泵,每格膜池對應(yīng)1臺,共4臺,變頻。 正轉(zhuǎn)時為抽吸狀態(tài),水泵流量200450m3/h,揚程 10m,電機功率22kw,轉(zhuǎn)速300r/min;反轉(zhuǎn)時為沖 洗狀態(tài),水泵流量810m3/h,揚程10m,電機功率 55kW,轉(zhuǎn)速500r/min。采用凸輪泵,1臺,變頻,水泵流量84m3/h,揚 程10m,電機功率7.5kW,轉(zhuǎn)速400r/min。正轉(zhuǎn) 時通過變頻控制與各加藥計量泵配合,進行加注點 在線稀釋或向漂洗池注水;反轉(zhuǎn)時為清洗池中膜箱

12、循環(huán)清洗或排空。各類加注泵均采用隔膜計量泵,參數(shù)見表1;藥 劑儲罐采用玻璃鋼材質(zhì),見表2。3清洗方式3.1氣水沖洗膜池每運行l(wèi)2h需進行1min氣水沖洗,氣 沖強度為50m3/(hm2,氣量為l 690Nm3/h,由 專用曝氣鼓風機供氣;水沖強度為60L/(hm2, 水量為810m3/h,由抽吸泵反轉(zhuǎn)提供。3.2在線維護清洗運行57d進行維護性清洗,將200mg/L有 效氯的次氯酸鈉商品液反洗加入產(chǎn)水母管,浸泡表1藥劑加注泵參數(shù)數(shù)量名稱 規(guī)格 備注|臺檸檬酸 變頻,恢復(fù)清 加注泵Ql_9m3/h,H一4bar l洗用氫氧化 變頻,恢復(fù)清 鈉加注泵Q一700L/h,H一4bar 1洗用次氯酸 變

13、頻?；謴?fù)清 鈉加注泵Q一560L/h,H=4bar l洗用次氯酸 變頻,維護清 鈉加注泵Q=1.4fn3/h,H=4ba 1洗用亞硫酸變頻,還原恢 鈉加注泉Q一2m3/h,H一4bar 1復(fù)性清洗次氯 酸鈉啞硫酸變頻.還原維 鈉加注泵Q一2.2m3/h,H一4bar 1護性清洗次氯 酸鈉注:1bar=105Pa。表2藥劑儲罐參數(shù)數(shù)饋名稱 規(guī)格 備注/座次氯酸 髟800×l 400,容積1含o.2m超高 鈉儲罐 600I。氫氧化 黟800×1400。容積l 含o.2m超高 鈉儲罐 600L啞硫酸 g 1400×1500,容積1含O.2m超高 鈉儲罐 2OOO L檸檬

14、酸 髟1400×l 500,容積儲罐 2OOO L1含o.2m超高 注:此儲罐為一l,I司儲罐,連續(xù)清洗時需采用化工泵將儲液槽。lt的約 劑輸送至儲罐內(nèi)。30min,同時曝氣;然后加入亞硫酸鈉溶液,脫氯,檢 測余氯含量達標后排放。3.3離線恢復(fù)清洗運行46個月進行恢復(fù)性清洗,將膜箱吊起后 浸沒在配置有質(zhì)量分數(shù)0.5%氫氧化鈉+1000n培/L 有效氯的堿洗池中進行6h循環(huán)和浸泡清洗并曝 氣;取出瀝水后浸在漂洗池中漂洗;再浸沒在配置質(zhì) 量分數(shù)2%檸檬酸溶液的酸洗池巾,進行6h循環(huán) 和浸泡清洗并曝氣;取出瀝水最后通過多次清水 漂洗干凈后,測漂洗水pH和CO含量,達標后 整個恢復(fù)性清洗完成

15、。膜箱清洗完畢后,需先在 堿洗池中加人亞硫酸鈉進行脫氯處理,然后再將 酸、堿液排至中和池,通過加試劑調(diào)節(jié)pH中性后 給水排水v0I.37N仉7201111將廢水排出。3.4各類藥劑調(diào)配和儲存(1次氯酸鈉。用途:膜絲化學(xué)清洗;儲罐液體 濃度:次氯酸鈉商品液有效氯質(zhì)量分數(shù)10%。(2亞硫酸鈉。用途:脫氯劑;儲罐液體濃度:質(zhì)量分數(shù)10%。(3氫氧化鈉。用途:恢復(fù)性堿洗;儲罐液體濃 度:商品液質(zhì)量分數(shù)30%。(4檸檬酸。用途:恢復(fù)性酸洗;儲罐液體濃 度:質(zhì)量分數(shù)30%。3.5各類藥劑的加注方式(1次氯酸鈉。加注量200mg/L(有效氯,加 注方式:膜池先降液位,再打開沖洗泵,調(diào)節(jié)流量 330m3/h,

16、在線稀釋,液位上升至停泵水位。(2亞硫酸鈉。加注量約340mg/I。,加注方 式:打開循環(huán)泵,調(diào)節(jié)流量40m3/h,在線稀釋,液位 繼續(xù)上升至最高水位,停泵。(1藥劑:次氯酸鈉1ooo mg/L(有效氯,氫氧 化鈉5000mg/I。(2加注方式:打開循環(huán)泵,調(diào)節(jié)流量56m3/h, 在線稀釋,液位L升罕停泵水位。(3清洗方式:調(diào)配堿液后,吊出待洗膜箱瀝干 后吊入堿洗池,接通管路,打開循環(huán)泵,工頻運行,循 環(huán)清洗、浸泡6h,必要時輔以曝氣。堿洗完成后膜箱吊出,瀝十浸入漂洗池,接通管 路,打開循環(huán)泵,工頻運行,循環(huán)清洗、浸泡。漂洗完 成后,吊出膜箱,漂洗池放空。(1藥劑:檸檬酸20000mg/I。(

17、2加注方式:打開循環(huán)泵,調(diào)節(jié)流量56m3/h, 在線稀釋,液位上升至停泵水位。(3清洗方式:調(diào)配酸液后,將從漂洗池吊出的 膜箱瀝干,吊入酸洗池,接通管路,打開循環(huán)泵,工頻12給水排水VOI.37N仉720ll 運行,循環(huán)清洗、浸泡6h,必要時輔以曝氣。酸洗完成后膜箱吊出,瀝干浸入漂洗池,接 通管路,打開循環(huán)泵,工頻運行,循環(huán)清洗、浸泡。 經(jīng)多次清水漂洗干凈后,測漂洗水pH和C(DM。含 量,達標后整個恢復(fù)性清洗完成,將膜箱吊入 膜池。(1藥劑:亞硫酸鈉約1700mg/L。(2加注方式:堿洗完成后,打開循環(huán)泵,放空 堿洗池,調(diào)節(jié)流量56m3/h,在線稀釋,至堿洗池放 空后停泵。測中和池巾的含氯量,如達標,打開循環(huán)泵,放 空酸洗池,用市售的酸劑、堿劑調(diào)節(jié)中和池pH至中 性;如不達標,在中和池中投加亞硫酸鈉溶液,至含 氯最達標后,再放空酸洗池,調(diào)節(jié)中和池pH至中性 后,用潛水泵提升排放。4結(jié)語(1通過在沉淀池后部布置浸沒式超濾膜的工 藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)砂濾池,布置緊湊合理,適用于原水水質(zhì) 較好,同時用地義較緊張的水廠擴建工程。(2為節(jié)省離線恢復(fù)清洗的藥劑用量,采用先 堿洗,后漂洗,再酸洗,最后漂洗的方式,盡量避免堿 洗后直接與此同時酸洗發(fā)生中和反應(yīng),消耗額外的 酸劑。(3為避免化學(xué)清洗時未消耗的次氯酸鈉直接 外排污