污水處理工程實例

1、曹楊污水處理廠工程共分三期工程，工程建設單位均為上海市城市排水管理處，其中第一期設計單位為上海市政工程設計研究院，第二、三期設計單位均為上海市城市建設設計院，工程施工單位為青浦水利工程公司。曹楊污水處理廠位于上海市西北角的曹楊新村內(nèi)。污水廠第一期工程建于1954 年， 1955 年正式投入使用，一期工程原設計日處理能力為5700m3 ，投資約115 萬元，為當時曹楊地區(qū)約4 萬人服務； 1960年曝氣池的運行方式由傳統(tǒng)曝氣池改為吸附再生法，使處理能力達到8000m3/d 。隨著新村規(guī)模的不斷發(fā)展和人口的增加， 設備的處理能力已日益跟不上污水量的增加，1976年開始籌建第二期工程， 投資 360

2、萬元，增加處理能力 1.2 萬 m3/d，1980年正式投產(chǎn)。 1984年又增建日處理量 1 萬 m3/d的三期工程，1987 年正式投產(chǎn)，工程投資約450 萬元。三期擴建工程完成后，曹楊污水廠處理量達到3 萬 m3/d 。廠所屬的污水輸送泵站有蘭溪路泵站、真如泵站、水塘泵站共3座泵站。工程設計進水水質(zhì)為：BOD5200 250 mg/L， SS300 350mg/L ； 設 計 出水 水 質(zhì) 為 ：BOD5 20mg/L ，SS 30 mg/L。主要設計參數(shù)：（ 1）曝氣沉砂池，設計停留時間101s，曝氣量 80 m3/h；（ 2 ）初沉池 ( 斜板 ) ：水力負荷 4.17m3/(m2&#

3、183; h) ，停留時間0.58h ；（ 3 ）曝氣池：設計污泥負荷0.220.35kgBOD5/(kgMLSS·d) ，曝氣強度 5.56.2 m3/(m2·h) ，水力停留時間6.38.9 h，污泥回流比40%；（4 ）二沉池，一期 ( 平流 ) 水力負荷 1.74 m3/(m2 ·h) ，停留時間 0.96 h；二期 ( 斜板 ) 水力負荷2.5 m3/(m2 · h) ，停留時間 1.14 h ；三期 ( 豎流 ) 水力負荷0.93 m3/(m2 · h) ，停留時間2.0 h ；（ 5 ）污泥濃縮池，停留時間 1.8 d 。本工程中

4、采用的設備均比較成熟，污水、污水的提升及輸送均采用立式離心泵，格柵、鼓風機等均為國內(nèi)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，其中大部分控制及調(diào)節(jié)閘閥及閘門均采用手動控制。曹楊污水廠實際運行中，進水BOD5為 350 400 mg/L，SS 320 mg/L，出水 BOD510mg/L， SS 10 mg/L ，出水水質(zhì)相當好。污水廠實際運行水量約為24000 m3/d。工程實際運行電耗為0.33kWh/m3 ，運行費用為 0.51元/m3，工廠運行管理污泥處理部分采用二班制，污水處理采用三班制。至 1995 年，引進阿法拉伐的離心脫水機對濕污泥池貯存的污泥進行濃縮脫水，脫水后的污泥外運至填埋場進行衛(wèi)生填埋。狼山水廠工程設計

5、由南京市政設計院負責，南通市自來水公司科研設計所、南通市市政設計院參與。設計規(guī)模 30 萬 m3/d ，1987年 12月開工建設， 1990年 10月竣工。狼山水廠水源取自長江下游南通段黃泥山岸邊，采用開鑿自流隧道引水。取水工程包括： 淹沒式取水頭部、自流式隧道、壓力井、虹吸管、一級泵站及渾水管道。其中一級泵站在國內(nèi)首次采用4 臺 PT3/645 大型低揚程潛水泵（每臺流量為10萬 m3/d ）。節(jié)省了基建費用，沒有噪音污染，工作可靠，方便維修。在凈水廠總體設計方面，凈水廠區(qū)占地65000 m2，水廠區(qū)占 45000 m2，分 6 條生產(chǎn)線，每組 5 萬 m3/d 。凈水工藝包括：（1 ）混

6、合絮凝：采用管式內(nèi)螺旋靜態(tài)混合器；8 臺雙隔膜加藥泵（可變頻調(diào)速）投加三氯化鐵；網(wǎng)格絮凝池（反應時間為 8 min ，反應室水頭損失為80 mm）。（2）沉淀：采用斜管沉淀，單位面積負荷為7.7 m3/(h m2)；斜管沉淀池上升流速為2.5 mm/s；總停留時間為 41 min 。采用多次配水技術，即采用從池兩側(cè)底部廊道，斜管下采用人字穩(wěn)流板二次配水。排泥采用中心傳動刮泥機。池底設DN300 mm排泥管，氣動蝶閥排泥。（3）過濾：采用泵吸式移動沖洗罩濾池，平面尺寸為25.5 × 14.04 m，池高 3.5 m；中間廊道，上層為進水配水渠， 下層為清水出水渠； 濾格共 42格，分列

7、兩邊， 左右各一臺沖洗桁車， 每臺桁車沖洗21 分格；每格有效面積為 3.3 m2；平均濾速 8 m/h ；工作水頭為 1.4 m ；沖洗強度為 14.3 L（ s m2）。（4）消毒：采用氯氣原水投加和濾后投加，選用型號為2029-GST的真空柜式加氯機。（5）清水池：容量為 2× 10000 m3 ；平面尺寸為59.6 × 39.6 m，池深 4.6 m 。采用大板拼裝池壁，無梁樓蓋底板結(jié)構(gòu)， 設膠帶止水沉降縫一道。 出水二級泵站選用型號為20LN26 的離心泵機組， 揚程 54 m ，電機功率 800kW。全廠采用從奧地利引進的PDS 控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由中心控制室PD

8、 計算機系統(tǒng)和4 套ELDAIC2000 PLC裝置組成?？梢詫φ麄€生產(chǎn)進行全過程自動控制。狼山水廠運行 10 年來，除控制系統(tǒng)根據(jù)技術發(fā)展自行進行了全面改造外，運行正常，保障了城市供水的可靠性，發(fā)揮了投資效益。一、概述浙江冠南針紡印染有限公司，在生產(chǎn)過程中有高色度的印染廢水產(chǎn)生，日排印染廢水約實行項目 " 三同時 " ，特委托上虞綠州水處理設備有限公司編制該廢水的治理工程設計方案。二、設計依據(jù)1 、設計水量：根據(jù)廠方提供日排廢水3000M3，三班制作業(yè)，污水站設計流量按3000M3，為150M3/h計。2 、設計廢水水質(zhì)：根據(jù)廠方提供水質(zhì)指標如下：一、概述浙江冠南針紡印染

9、有限公司，在生產(chǎn)過程中有高色度的印染廢水產(chǎn)生，日排印染廢水約實行項目 " 三同時 " ，特委托上虞綠州水處理設備有限公司編制該廢水的治理工程設計方案。二、設計依據(jù)1 、設計水量：根據(jù)廠方提供日排廢水3000M3，三班制作業(yè)，污水站設計流量按2 、設計廢水水質(zhì)：根據(jù)廠方提供水質(zhì)指標如下：3000M3，為150M3/h計。3 、處理后廢水排放水質(zhì)要求：達到紹興市污水入網(wǎng)排放要求，具體指為4 、處理后廢水排放去向：排入污水管網(wǎng)。5 、設計范圍：從污水進入污水站到廢水出站（外排池出口）的工藝、管道及構(gòu)筑物設計。三、設計處理工藝流程1 、廢水處理工藝設計指導思想1.1 、盡量利用物化

10、法，并選擇成熟可靠的工藝。1.2 、平面布置力求做到布局合理、整潔。1.3 、水處理工藝力求簡單、可靠、實用，減少勞動強度，提高自動化程度。1.4 、處理后廢水必須符合污水入網(wǎng)要求。2 、工藝流程3 、流程說明廢水經(jīng)格柵去除大顆料雜質(zhì)后，流入污水調(diào)節(jié)池，水質(zhì)均化后。用泵提升到氣浮池，出水流入外排池，用泵送入污水管網(wǎng)。沉淀污泥排入污泥干化池。滲瀝水回調(diào)節(jié)池，干泥摻入煤中燒鍋爐或送磚瓦廠制磚。4 、廢水處理效果預測四、主要構(gòu)筑物設計及設備選型（一）、構(gòu)筑物1 、調(diào)節(jié)池地下式砼結(jié)構(gòu)， 有效容積 800M3 ，池頂標高 +0.20m，池底標高 ±0.0m ，平面尺寸 22.5Lm×

11、12Bm 。2 、污泥干化池地上式磚混結(jié)構(gòu)，有效容積20M3 ，池頂標高 +1.20m，池底標高 ±0.0m ，平面尺寸20m×10m 。3 、外排池半地上式砼結(jié)構(gòu)，有效容積100M3，池頂標高 +2.0m，池底標高 -1.5m，平面尺寸6.5m× 5.m 。（二）設備選型1 、格柵選取用 16 目不銹鋼絲網(wǎng)，面積6M2 。2 、行車式刮泥機選用跨度為3.6m鋼制行車式刮泥機1 臺3 、溶氣泵選用 Q=45M3/h H=34m N=7.5KWIS80-65-160型清水泵2 臺 1 開 1 備4 、空壓機選用 Q=0.17M3/min P=0.7MPa N=1.5

12、KW移動式空壓機1 臺5 、加藥裝置選用 V=1000L帶攪拌、加藥泵加藥裝置2 套6 、氣浮池選用處理水量Q=150M3/h外型尺寸 13Lm×3.6Bm鋼制氣浮池1 臺7 、溶氣水罐選用 1200mm H=3800mm內(nèi)裝填料鋼制溶氣水罐1 臺8 、提升泵選用 Q=150M3/h H=10m N=7.5KWIS125-100-200型離心泵2 臺 1 開 1 備9 、外排泵選用 Q=150M3/h H=20m N=18.5KWIS150-125-250型離心泵2 臺 1 開 1 備五、總面積設計1 、廢水處理區(qū)平面布置廢水處理構(gòu)筑物盡做到連體設計，各功能物分布條塊清晰，四周道路暢

13、通，各構(gòu)筑物間距合理。2 、站區(qū)道路及管道布置站內(nèi)所有工藝管道及廢水管道根據(jù)標高、分明和暗管鋪設，可以鋪設暗管的盡量鋪設暗管，按美觀、實用、節(jié)約的原則布置，站區(qū)道路不混凝土路面。3 、綠化站內(nèi)道兩側(cè)設綠化帶，可按氣候和植物適應條件種植常綠喬木。構(gòu)筑物四周種植草坪與花卉，以美化污水站區(qū)。4 、人員編制廢水處理站人員定為 4 人。六、建設與結(jié)構(gòu)設計1 、建筑設計（1）砌體結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 GBJ3-88 。（2）建筑地基基礎設計按規(guī)范 GBJ7-89 。（3 ）混凝土結(jié)構(gòu)設計按規(guī)范GBJ10-89。根據(jù)廢水站的工藝要求，站內(nèi)建構(gòu)筑物分廢水處理構(gòu)筑物、污泥處理構(gòu)筑物、輔助生產(chǎn)建筑物部分。2. 結(jié)構(gòu)設計廢

14、水處理用的構(gòu)筑物中，本設計采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)形式，底板及池體采用C20 鋼筋砼，池體作抗?jié)B處理。各構(gòu)筑物中設多道構(gòu)造柱、梁，以增強池體的強度，降低工程造價。本設地承載力按100kpa，地下水位0.5M考慮。3 、建筑材料和施工條件本地的磚、水泥、砂均可按要求標號供應，滿足一般要求即可。施工中，特別是在搗澆底板時應采用井底排水法施工。七、電所設計1 、廢水處理站所需電氣設備如下表2 、配電從變電所用埋地電纜引電至污水站低壓柜，進線重復接地，設備上電機采用二地控制。八、投資估算（一）土建(二) 設備（三） 其它1、設計費0.8萬元2、安裝費0.5萬元3、調(diào)試費0.3萬元4、運費0.1萬元5、不可預見費

15、0.6萬元小計2.5萬元（四）、工程總投資 23.15+27.96+2.5=53.61萬元，其中設備投資27.96 萬元。九、主要經(jīng)濟技術指標（一）運行費用估算（1 ）電費：單耗0.20度 /M3水，電價 0.7元 / 度0.14元/M3 污水（ 2 ）藥費：單耗 A ： 0.10 /M3 水 藥價 1.8 元/0.19 元/M3 污水B:0.06 /M3 水 藥價 0.9元 /0.045元/M3污水（3 ）人工費：定員4 人，月工資 700元/ 人0.03 元/M3 污水（4 ）維修費：每年6000 元計 0.005元/M3污水小計 0.419 元 /M3污水每處理 1 噸廢水約需運行費用0

16、.419元。（二）主要經(jīng)濟技術指標1 、日處理水量：3000M32 、廢水站占地面積：500M23 、廢水站裝機容量：35.65KW4 、廢水回用成本：0.419元/M3水5 、勞動定員： 4 人6 、噸水投資： 178.7元7 、總投資： 53.61萬元燕山石化公司是北京市的一個用水大戶，年新鮮水用量七千多萬噸。由于水資源日益緊張，工業(yè)污水的回用成為迫切需求。燕化公司部分煉油廢水，原來經(jīng)西區(qū)污水廠進行二級生化處理后外排。在綜合考慮了節(jié)水、環(huán)保和經(jīng)濟性等因素后，燕化公司先擇了 " 超濾 - 反滲透 " 的雙膜工藝，將原來外排的廢水進行深度處理后，作為鍋爐補給水。該項目采用了

17、親水性好、壽命長、過濾精度極高的OMEXELLTM超濾作為反滲透的前處理，能夠高效地去除懸浮物、膠體等，有效保障反滲透的可靠運行。而反滲透則可以去除98% 的鹽離子，獲得純水。 污水回用后，外排污水量每年減少320 萬噸，新鮮水取用比原來減少了400萬噸 污水回用做鍋爐補給水，噸水直接運行費用比原來用新鮮水降低約2 元/ 噸，年節(jié)約運行費600 萬元以上 污水回用系統(tǒng)的全部投資3 年以內(nèi)可以收回由于污染物成份復雜、含量高，煉油廢水的深度處理回用一直存在技術難題。該工程是我國首次采用先進的雙膜工藝處理煉油廢水，即是石化行業(yè)節(jié)水工作的典型示范工程，又是膜分離技術應用的里程碑。大唐高井發(fā)電廠循環(huán)排污

18、水回用- 應用全膜法工藝制備鍋爐補給水為了緩解北京地區(qū)水資源緊缺的狀況，并減少污水排放、改善環(huán)境，大唐高井電廠將原循環(huán)水排污水經(jīng)全膜法工藝處理后，回用作為鍋爐補給水。該全膜法工藝由目前最先進的超濾、反滲透和EDI組成。工藝為：該工藝的主要特點是： 整個流程采用以物理過程為主的膜法水處理技術，完全消除酸堿使用和酸堿廢水的排放，代表了高純水制備技術可靠、環(huán)保、經(jīng)濟的先進發(fā)展方向； 預處理采用了耐氧化性、抗污染性極佳的PVDF 超濾，能夠很好地適應原水水質(zhì)，給下游反滲透膜提供最大限度的保護； 采用高效的抗污染反滲透膜進行預除鹽，降低運行費用； 采用最新科技的卷式EDI 進行深度脫鹽，使得產(chǎn)水水質(zhì)更穩(wěn)

19、定可靠。該工程選用的工藝和主要設備均在我國電力系統(tǒng)300MW以及 600MW以上大型火力發(fā)電廠有廣泛業(yè)績，并在高井電廠現(xiàn)場經(jīng)過6 個月的實際運行考驗。該工程每年可以節(jié)約新水120萬噸以上，減少排污90 萬噸。該開創(chuàng)性的工程不僅解決了廢水回用上的諸多技術難題，也同時為我國大型火力發(fā)電廠的節(jié)水工作提供了良好的借鑒經(jīng)驗。工程陶氏抗污染反滲透膜回收廢水裕廊島經(jīng)驗名稱 :發(fā)表2005-12-7 14:26:15瀏覽人次 :3562時間 :應用回收廢水領域 :作者： Eu Hong Gay1, C. Ravi2, Kai-Uwe Hoehn3譯者：曾宏偉4工程介紹 :運行經(jīng)理，新加坡 SUT Seraya

20、有限公司12工程技術付總裁，美國Aquatech國際公司3高級工程專家，陶氏化學( 澳大利亞 ) 有限公司4 技術服務代表，陶氏化學( 中國 ) 投資有限公司，北京100738摘要新加坡作為島國自然資源匱乏，水成為它的一項戰(zhàn)略資源。目前新加坡的飲用水有一半來自鄰國馬來西亞，但是它與馬來西亞僅有的兩個供水協(xié)議將分別于 2011 年和 2061 年失效。隨著工業(yè)的繁榮，該國對水的需求也不斷增長。這種情況促使新加坡政府及其工業(yè)界不斷尋求創(chuàng)造性的供水辦法，使該國的水資源更多地自給自足。新加坡目前已建立起一個大型的反滲透工廠處理三級生化廢水，并將其轉(zhuǎn)化成適于蓬勃發(fā)展的石化工業(yè)使用的高級工業(yè)給水(HGIW

21、) 。該反滲透系統(tǒng)由美國Aquatech國際公司 (AIC) 供貨，并裝備了 2184 支陶氏化學公司的抗污染膜元件FILMTECa BW30-365FR2。該系統(tǒng)由 SUT Seraya(SUT) 公司 -SembCorp公用事業(yè)公司的子公司- 負責運營管理。 整個系統(tǒng)為單級 RO ，共 6列，單列產(chǎn)水量 5000m3/d ，總產(chǎn)水量 30,000m3/d。每列分 3段，按 28:16:8排列，使用 52個壓力容器 (7 元件的容器 ) ，配置 BW30-365FR2元件 364 支。系統(tǒng)平均設計通量10GFD(17l/m2.h)，設計給水 TDS 為 1300 mg/l。利用 RO 技術及

22、 30,000m3/d的容量帶來的規(guī)模經(jīng)濟效應，SUT 通過新加坡公用事業(yè)署不僅能將回收水出售給裕廊島用戶，而且其價格比目前的飲用水更便宜。SUT 生產(chǎn)的高級工業(yè)給水，可進一步節(jié)省除鹽費用，因為其中的絕大多數(shù)溶解固體已通過反滲透膜除掉。為了使該工程經(jīng)濟上更加合算，這要求系統(tǒng)回收率設計突破常規(guī)。所以，SUT 對三級廢水以高達 85%( 常規(guī)為 75%) 的設計回收率，將其轉(zhuǎn)化成可回用的高級工業(yè)用水。其中，Aquatech獨特的常規(guī)預處理工藝可以將生物活性廢水的SDI 值降到正常值4 以下。并且， SUT 和 Aquatech的工程師還發(fā)現(xiàn)： FILMTEC 的抗污染膜非常容易清洗，常規(guī)化學藥品就

23、足以滿足清洗的要求，這樣能夠保持清洗成本低廉。目 錄：1. 工程概況2. 項目規(guī)劃及發(fā)展歷程3. 中型試驗及系統(tǒng)設計4. 系統(tǒng)布局及運行性能5. 結(jié)論及展望 保護稀缺的水資源1. 工程概況：1.1裕廊島的形成1994 年，當新加坡開始實施其雄心勃勃的計劃， 準備在亞太地區(qū)建立世界級的化工中心時，將其南部的 7 個小島通過填筑水域的辦法合并形成一個面積 2650 公頃的大島。這就是裕廊島(JI)它。在裕廊島規(guī)劃和發(fā)展的同時，SembCorp公用事業(yè)公司 - 通過它的子公司SUT Sakra公司和 SUT Seraya 公司 - 實施了一項 “公用事業(yè)設施集中化 ”的概念方案。 該方 案可向預定建

24、于裕廊島的眾多石化公司、化學公司及精煉公司提供一系列的公用設施，諸如蒸汽供應、廢水處理、除鹽水供應、冷卻水供應、產(chǎn)品貯存設施及終端設施，等等。1.2水 - 戰(zhàn)略資源新加坡地域狹小，只有660 平方公里，相對而言，人口則高達400 萬，僅僅靠新加坡島的集水量遠不能滿足對水的全部需求。所以，新加坡有一半的給水需通過兩個供水協(xié)議( 分別于2011年和2061年失效 ) 從鄰國馬來西亞購買?；趹?zhàn)略重要性， 早在 20 世紀 70 年代，新加坡已經(jīng)向裕廊島工業(yè)區(qū)提供工業(yè)用水(IW) 作為替代性的工業(yè)水源。這種工業(yè)用水主要是從Ulu Pandan廢水回收廠排放的的經(jīng)過三級處理的廢水( 新加坡的污水需處理

25、到符合標準20ppm BOD, 30ppm SS)。工業(yè)用水 (IW) 的典型水質(zhì)為BOD<3 ppm, SS <5 ppm and TDS <1300ppm，為了鼓勵回用它，其出售價格比飲用水便宜很多，因此，無論對直接的工業(yè)回用還是進一步深度處理均有很大的吸引力。由于化學和石化部門的用水主要是非飲用目的( 占新加坡整個飲用水量的5 ) ，所以這促使SUT和政府開發(fā)創(chuàng)造性的水源以替代現(xiàn)有的飲用水源。2. 項目規(guī)劃及發(fā)展歷程2.1 為裕廊島規(guī)劃替代水源早在裕廊島規(guī)劃階段，人們就已經(jīng)設想將位于裕廊工業(yè)區(qū)的工業(yè)水網(wǎng)加以延伸，以滿足整個裕廊島的工業(yè)需要。利用供給裕廊島的工業(yè)用水，采用

26、 RO/EDR 技術或相關技術進一步可將工業(yè)用水處理成高級工業(yè)用水 (HGIW) ，這被認為在經(jīng)濟上是可行的。高級工業(yè)用水(HGIW)規(guī)范為了使廢水的回用對工業(yè)界更具吸引力，人們認為高級工業(yè)用水(HGIW)應該比公共事業(yè)署(PUB)提供的飲用水水質(zhì)稍好一點。其目標電導率將控制小于250 S/cm ，相比而言，PUB提供給裕廊地區(qū)的飲用水水質(zhì)電導率為350- 650S/cm。1996年和1997年，通過對擬投資于新加坡裕廊島的石化公司、化學工司及精煉公司展開調(diào)查，預計飲用水級的工業(yè)用水消耗量將達到 50,000m3/d 。因此，我們規(guī)劃了一個日產(chǎn)級工業(yè)用水的工廠。在投產(chǎn)后，如果產(chǎn)品水以稍低一些的

27、價格出售，那么將很容易取代30,000m3PUB高的飲用水。接下來，在 1997 年和 1998 年， SUT 開始著手發(fā)展用工業(yè)用水 (IW) 作原料的替代水源。人們預計工業(yè)用水 (IW) 能夠進一步處理并制得可與飲用水相比的產(chǎn)品水， 但只用于工業(yè)目的。 這種水即被命名為高級工業(yè)用水 (HGIW) ，以與工業(yè)用水 (IW) 相區(qū)別，并通過單獨的給水系統(tǒng)賣給裕廊島的工業(yè)用戶。2.2工業(yè)用水(IW)規(guī)范設計 HGIW水廠的起點是工業(yè)用水水質(zhì)。到目前為止，新加坡公用事業(yè)署水網(wǎng) (JIWW-處理來自Ula Pandan廢水回收廠排放的三級廢水處理廠豐富的工業(yè)用水(IW)水質(zhì)數(shù)據(jù)。(PUB)已 長達

28、20經(jīng)營裕廊工業(yè)年，并積累了然而，就象其他許多下水道陳舊、地下水位高的海岸城市一樣，海水倒灌現(xiàn)象導致工業(yè)用水組分隨著潮位而急劇變化。氯化物水平從100mg/l可變化到 500mg/l，但正常的范圍為250+100ppm。在相當長的時期內(nèi)，我們觀察到工業(yè)用水(IW)的電導率從低達800mS/cm可波動到高達1800mS/cm ，有時甚至高達計 RO 時，原水規(guī)范采用相當于2000mS/cmTDS1300mg/l。因此，為謹慎起見，應該提供安全設計裕度。在設的最大電導率。 另外，考慮到 RO 膜的逐漸污堵和鹽通量隨時間的增加，我們也提供了很高的安全設計裕度。2.3技術招標及評估建設 30,000m

29、3/d 的工業(yè)用水深度處理廠的項目在 1997 的水公司參與組織的投標。 評標則基于每份標書的實際凈值進行年初舉行招標， 有 10 多家國際著名( 結(jié)合資金和長期運行成本的影響) ，同時考慮采用當時最可靠的先進技術。提交的各種標書大概可以歸類成三種基本不同的工藝：a) EDR 技術b) 用微濾 (MF) 作預處理的反滲透 (RO) 技術c) 用傳統(tǒng)雙介質(zhì)過濾 (DMF) 作預處理的反滲透 (RO) 技術EDR技術和RO相比由于其達不到高脫鹽率而未被采納。MF 膜作預處理工藝與傳統(tǒng)介質(zhì)過濾相比經(jīng)濟性上有兩個不足。其一，每隔 5 年 MF 組件必須更換；其二， MF 膜只能提供90-95 的系統(tǒng)回

30、收率。相比而言，傳統(tǒng)雙介質(zhì)過濾 (DMF) 不需要昂貴的介質(zhì)更換費用( 砂子和無煙煤相對便宜) ，更重要的是， DMF 由于使用RO 的濃水作反洗水而可將其回收率提高到99% 。令 SUT 感到欣慰的是，位于印度 Chennai 介質(zhì)過濾和標準陶氏 RO 膜結(jié)合使用多年，日產(chǎn)的馬德拉斯肥料有限公司12,250m3產(chǎn)品水。(MFL)，成功地將傳統(tǒng)雙因此，用傳統(tǒng)雙介質(zhì)過濾(DMF) 作預處理的反滲透(RO) 方案被確定下來。2.4系統(tǒng)回收率及項目經(jīng)濟性由于公用事業(yè)署(PUB)對新加坡使用的每噸工業(yè)用水征收水費0.43新元，所以廢水回收廠只有采用最高的可行的回收率，方能使該項目經(jīng)濟上可行。同時，消費

31、者也盼望有一個具有競爭性的水價。因此，篩選剩下的標書必須采用介質(zhì)過濾作為RO 的預處理，而且RO裝置的回收率高達86 ，結(jié)合預處理部分99 的回收率，最后整個系統(tǒng)的回收率達到85 。3. 中型試驗及系統(tǒng)設計設計和建設污水回用廠的合同最后被美國Aquatech國際公司 (AIC) 中標。在設計的最初階段，為了使 SDI 值達到 RO 膜要求的目標值 (<4.0)，工程公司決定采用兩級雙介質(zhì)過濾DMF( 初級：PDMF 和次級：SDMF) 作預處理。這就意味著為裕廊島將來可能出現(xiàn)的水質(zhì)不穩(wěn)定狀態(tài)提供了裕度。3.1中型試驗為模擬兩級DMF ，OEM 建立了一套中試裝置，以篩選、 優(yōu)化混凝 /

32、絮凝工藝， 同時優(yōu)化介質(zhì)層?；炷托跄膬?yōu)化OEM 作了一系列容器試驗， 測試了不同濃度的多種聚合物， 并通過沉降性試驗、 絮體形成試驗、濁度測量等方法確定每種聚合物的最佳效果。從該容器試驗中，篩選出兩種聚合物，作為進一步中試研究。 中試主要測量不同濃度下的濁度和 SDI 值?；跍y試結(jié)果， 最后確定采用的聚合物和混凝劑。雙介質(zhì)過濾器(DMF)濾層優(yōu)化由于中試中觀察到SDI穿透 (>5)，基于初級過濾器的最小泥沙帶出量，二級過濾器采用了細砂以增加SDI值的穩(wěn)定性。(SDI的設計目標為<4)聚合物帶出試驗人們進行了聚合物帶出試驗，并發(fā)現(xiàn)帶出結(jié)果為零。預處理充分性及污堵性的研究確定化學

33、藥品及過濾介質(zhì)的優(yōu)化配置之后， 建立了一套單獨的閉合循環(huán)的中試系統(tǒng)， 以模擬 RO 系統(tǒng)的第 3 段的最后一支元件。該系統(tǒng)由單支陶氏 FILMTEC BW30-365FR2 抗污染元件組成，運行回收率 86 。該系統(tǒng)運行將近一月之后證明沒有任何污堵。接下來，回收率提高到 90 ，強制產(chǎn)生了一些污堵。但是，即使這樣也沒有產(chǎn)生嚴重的污堵。因此，證明預處理是充分的。這些試驗也有助于減少現(xiàn)場調(diào)試所需的時間。膜元件的特點及選擇SUT 選擇 FILMTEC 的 BW30-365FR2 抗污染膜，既是基于該膜在凈化生物活性水方 面的卓越性能得到實踐證明，也是基于陶氏可靠的技術服務和支持。陶氏在 Chenna

34、i 的馬德拉斯化肥廠的跟蹤記錄使 SUT 更加放心。在將近 10 年中，陶氏標準膜成功地用于印度 Chennai 廠，以凈化有機物含量高的生物活性水。過去，膜技術因其污堵速度快而被認為不適合這種惡劣水質(zhì)。FILMTEC BW30-365FR2是卷式復合膜，具有很強的抗污染性能。FILMTEC FR抗 污染元件有著諸多性能優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢：先進的自動卷膜技術使精度達到手工卷制望塵莫及的水平；增加膜片數(shù)縮短膜片長顯著減小了產(chǎn)水側(cè)的壓力損失，這樣效率更高，驅(qū)動壓更均勻，產(chǎn)水通量分布也更均勻。元件的給水通道寬34mil，比其他品牌產(chǎn)品寬10-20 ，這使得清洗更容易。 FILMTEC FR抗污染膜證明抗

35、細菌吸附，因而可大大延長清洗周期。FILMTEC FR元件的生物累積和生物污堵的速率很低，這樣平均給水壓力很低，從而顯著降了低能耗。3.2 AIC提供的獨特的系統(tǒng)設計特點高效的過濾器設計，以使SDI 值始終保持低水平為維持 SDI 值，過濾器設計具有如下特點:a) 雙室過濾器設計。通過將濾層分成兩室可提高空氣擦洗及反洗的效果。這種設計使我們可更好地控制整個過濾流通面上的通量。并增加過濾器的高度，以進一步增強流量分配的均勻性。初級過濾器主要為顆粒和污泥堆積提供空間，次級過濾器則作為精濾器。初級和次級過濾器始終有一個以上保持在線運行。 這樣 SDI 值的穩(wěn)定性更好， 因為任何時候過濾系統(tǒng)都沒有運行

36、在新反洗的狀態(tài)。b) 初級過濾和次級過濾交錯反洗設計上，初級和次級過濾器交錯反洗，避免同步。由于初級過濾器的壓差超標比次級過濾器更為頻繁，故而其反洗頻率也更高。交錯的概念有助于確保過濾過程一直在壓實的濾床上進行。這一點有助于穩(wěn)定 SDI 值。通過級間升壓泵節(jié)能為達到 86 的系統(tǒng)回收率，RO 的第一、二段設一臺高壓泵，第三段設一臺段間升壓泵，并在第一段的產(chǎn)品水管上設節(jié)流孔板以控制第二段的給水流量。這種設計允許第一、二段運行的同時，沖洗第三段。第三段沖洗的特點由于待處理水的本性及系統(tǒng)回收率高的特點，第三段RO 濃水達到的飽和水平極高，極易導致污堵和結(jié)垢。由于產(chǎn)品水具有溶解性能，第三段用產(chǎn)品水定期

37、進行污染物和沉淀物的沖洗，防止板結(jié)。每一運行班都要對第三段進行隔離，用產(chǎn)品水沖洗，同時前兩段保持75 的回收率繼續(xù)制水。每次啟停系統(tǒng)都遵循上述沖洗規(guī)程。變頻驅(qū)動裝置 (VFD) 和節(jié)能AIC 公司在該系統(tǒng)中采用變頻驅(qū)動裝置 (VFD) 作為節(jié)能設施。高壓泵設計的揚程很高，足以滿足膜污堵所需的高壓力，使膜元件充分達到其使用壽命。通過采用變頻驅(qū)動，高壓泵正好運行在使膜不產(chǎn)生污堵所需的壓頭下。因此，不必在泵的出口設置節(jié)流閥以控制多余的壓頭。這樣在最初幾年就能節(jié)省大量能源。VFD 使軟啟停成為可能。這樣，馬達可以在較長的時間內(nèi)逐漸加速或減速到期望值。這可防止水錘作用對膜的破壞，而水錘會使膜孔壓實，進而

38、導致通量損失。同時，因元件在壓力容器內(nèi)的移動導致的望遠鏡現(xiàn)象也可避免。實現(xiàn)高回收率的方法AIC 公司采用了下述方法減少水的損失，提高回收率:a) 回收排污水過濾器反洗之前的排污水通過再循環(huán)管線送回入口回用。這個設計節(jié)約了相當可觀的水，否則這部分水將被浪費。b) 用氯化消毒的 RO 濃水反洗雙介質(zhì)過濾器將 RO 濃水用于反洗過濾器也取得了顯著的節(jié)水效果。反洗水箱由于濃水的不斷流過而始終處于攪拌狀態(tài)，這樣水箱就能夠保持滿水位，而且新鮮的濃水不斷更換原有的濃水。每次反洗工藝開始之前，對反洗用的濃水先進行氯化消毒，以避免過濾器的底部發(fā)生任何污染。c) 過濾器正洗水循環(huán)使用正洗步驟需消耗相當可觀的水量。

39、在正洗階段，先將過濾器底部的濃水置換排放，而后的所有正洗排水全部再循環(huán)，送回入口水箱回用。這樣，可以延長正洗步驟，更好地壓實濾床，從而控制SDI值。4. 系統(tǒng)布局及運行性能4.1. SUT設計的整個水處理廠的布局概況三級廢水 ( 原工業(yè)用水IW) 作為給水如圖1 所示通過預處理工藝步驟進行深度處理。在系統(tǒng)中加入NaClO 以盡可能控制生物及藻類的滋長處于低水平。在整個預處理階段，游離余氯和化合氯維持一定的水平。在給水進入RO 膜之前，加入亞硫酸氫鈉(SBS) ，確保沒有游離余氯接觸膜元件。為防止難溶鹽類結(jié)垢， RO的給水往往需要加入阻垢劑。對進入 RO 元件的經(jīng)過預處理的給水，在線監(jiān)測其氧化還

40、原電位 (ORP) 。在 RO 元件的上游，每周一次加入非氧化性的殺生劑，以防止 RO系統(tǒng)滋長微生物。給水中氯胺的水平為0.5mg/l。RO 的給水壓力980kPa(9.8bar ，140PSI)。圖 1 中稱作 “MEMBRANE 1- 6”的 RO 裝置，共6 列，規(guī)格一樣。新加坡 SUT 水處理工廠概圖4.2. RO系統(tǒng)的布局每列 RO 由 3 段組成，其布局如圖2 所示。新加坡 SUT 水處理工廠單列RO的配置概圖4.3. RO運行的注意事項、清洗及膜分析RO產(chǎn)品水水質(zhì)始終符合高級工業(yè)用水(HGIW) 的技術規(guī)范。見下表 “工業(yè)用水 (IW) 和高級工業(yè)用水 (HGIW) 的實際值及規(guī)

41、范值的比較 ”。裕廊工業(yè)用水 (IW) 和高級工業(yè)用水 (HGIW) 的實際值和設計規(guī)范值的比較參數(shù)IWIW 實際值HGIWHGIW實際值如無特別說明(min.-max.)(min.-max.)規(guī)范規(guī)范單位為 mg/l運行范圍運行范圍pH6.5 7.06.6 7.46.5 7.56.8 7.2電導率 (mS/cm)700 2200700 2200<25066133總?cè)芙夤腆w (TDS)350 1,300500 1300<1503370濁度 (NTU)0.5 2.00.4 1.7<0.50.1 0.4TSS-總懸浮固體3.0 6.538354<0.50.07 0.13色度

42、 (HazenUnit)51513<5<5總硬度 (asCaCO3)100 250100 160<6013總堿度 (asCaCO3)308040 80<451622鈉65300150 200<501012氯100 500150 500<55621硫酸根 (asSO4)80145120 160<30<7二氧化硅 (asSiO2)1-106 10<2.00.1 0.4氨-N(asN)3185 15<30.1 1.0磷酸鹽 (asP)1-42 4<0.50.04 0.10嗅味U.O.U.O.U.O.U.O.BOD5<5<5

43、<3<1COD306020 30<1024細菌 CFU/100ml<0<1000<1000<1氟0.2-1.00.2-0.7<0.1<0.02鍶N.M0.2 1N.M.N.M.鋇N.M0.01 0.1N.M.N.M.鋁0.090.03<1.0<0.1鐵0.090.02 0.09<0.040.02 0.04錳0.06<0.05<0.05<0.05銅0.02<0.05<0.02<0.05鋅0.06<0.05<0.05<0.02As,Cd,Cr,Pb,Hg,Se<0.0

44、250ppbmax.eachN.D.<0.0001氰化物 &H2S<0.02N.D.N.D.CN-<0.01新加坡 SUT 水處理工廠SDI 值注： N.D.意思是探測不到，N.M.意思是未測， U.O.意思是無嗅味。原工業(yè)用水有時SDI 值(>6)及 TSS(6-6.5ppm)很高，這偶爾導致RO給水的 SDI 值超過 4。當 RO給水的 SDI 值長期超過4 時，要求系統(tǒng)的回收率從86 降到 75 。而且在 2000年元月啟動及其后的幾個月中，該系統(tǒng)的回收率謹慎地控制在75 ，而后在半年期間緩慢增加到86 。清洗周期預計，在86 的回收率下，每月一次。在4

45、周的清洗間隔中，產(chǎn)品水流量標準化后會典型地下降15-20% 。清洗后，標準化的產(chǎn)水量能恢復到原有水平。FILMTEC膜允許在很高的pH值(30°C 時最高可到pH12 ，35°C時最高可到pH11.5)下進行清洗，而不會對膜性能造成負面影響。這比市場上其他品牌的膜都要高得多。正常地，清洗就使用常用化學藥品(NaOH,Na-EDTA,HCl) 即可。酸洗可用HCl 在 pH1-2下進行。運行 1 年后，進行了一次例行的膜解剖和膜分析，以測試結(jié)垢物和污堵物的成分，并檢查標準條件下的元件性能。正如所料，存在輕微生物污堵，并探測到少量 Ca、 Si 、Fe ，表明存在輕微膠體污堵。

46、系統(tǒng)性能正如所預料的一樣，脫鹽率和流量均在技術規(guī)范之內(nèi)。沒有任何跡象表明存在產(chǎn)品水惡化、通量損失、需要增加給水壓力等問題。5 結(jié)論及展望 保護稀缺的淡水資源由于 SUT，AIC 及 DOW的緊密合作，在工程各階段進行了大量審查工作，該項目得以按時調(diào)試，并且產(chǎn)品水水質(zhì)超過設定的規(guī)范值。自 2000 年元月初次啟動以來，該 RO系統(tǒng)運行良好，設計參數(shù)穩(wěn)定。本項目開創(chuàng)的85 高回收率被視為三級廢水回用的工業(yè)標準。SUT和 AIC 的工程師發(fā)現(xiàn)FILMTEC 的 FR 膜正如嚴格實施的設計和運行條件下的預計，運行效果良好。并發(fā)現(xiàn)普通化學藥品就足以滿足清洗要求，從而保持較低的清洗成本。與采用非抗污染膜的老系統(tǒng)相比，該系