超濾-反滲透雙膜法深度處理活性炭濾池出膜工藝在瑞源廠的應(yīng)用

超濾-反滲透雙膜法深度處理活性炭濾池出膜工藝在瑞源廠的應(yīng)用

生活在飲用水中超過離子的危害是許多疾病，威脅到人們的生命、健康和安全。自來水氟離子超標，即稱高氟水，長期飲用會使牙齒發(fā)黑、患很多牙齒疾病。自來水硫酸鹽超標可引起腹瀉、脫水和消化道疾病，有研究表明，肝癌與飲用水中的硫酸鹽濃度呈現(xiàn)正相關(guān)的現(xiàn)象目前，國內(nèi)外對于雙膜法應(yīng)用頗多，且都取得了穩(wěn)定良好的處理效果。在甘肅某礦井水的處理中，雙膜法出水氟離子濃度為0.13mg/L，硫酸鹽濃度為77.4mg/L，水質(zhì)優(yōu)異超濾+反滲透雙膜法在處理海水、生活飲用水、工業(yè)水等方面效果顯著，使自然水體利用率大大提升。本文介紹了武城瑞源水廠膜處理車間的設(shè)計參數(shù)及運行特點，為各水廠處理相似原水提供了經(jīng)驗。1池+砂濾池+臭氧生物活性炭本工程位于山東省德州市武城縣，瑞源水廠供水規(guī)模30000m瑞源水廠原工藝處理流程為預(yù)氧化+機械攪拌澄清池+砂濾池+臭氧生物活性炭。水廠原處理工藝無法去除超標的氟化物和硫酸鹽，因此，另需增加脫鹽除氟工藝。常用的脫鹽除氟工藝有納濾、反滲透、離子交換法等，綜合考慮原水水質(zhì)、處理效果、后續(xù)維護以及國內(nèi)外處理經(jīng)驗，該工程設(shè)計決定采用超濾(UF)-反滲透(RO)雙膜法進行脫鹽除氟。該裝置占地面積小，技術(shù)先進，自動化程度高且處理效果好2工藝設(shè)計2.1主要工藝選擇2.1.1過濾預(yù)處理自清洗過濾器用以截流活性炭濾池出水中殘留物及細菌懸浮物，如藻類、鐵銹、黏泥、微生物等，保護超濾膜不被破壞和堵塞，繼而保障超濾膜正常工作。過濾方式為水先經(jīng)過粗濾網(wǎng)過濾掉較大雜質(zhì)，然后到達細濾網(wǎng)。自清洗過濾器發(fā)揮作用關(guān)鍵部位的是濾網(wǎng)，用于攔截大顆粒物等雜質(zhì)，同時還可以自動排污，方便快捷2.1.2反滲透+反滲透超濾是對活性炭濾池出水進行脫鹽前處理，可有效去除原水中的雜質(zhì)、大分子懸浮顆粒物和有害物質(zhì)等，可有效保證反滲透的脫鹽率及延長膜的使用壽命2.1.3力的要求更高反滲透膜幾乎可以過濾水中所有的物質(zhì)，但對膜前壓力要求較高。倘若水質(zhì)、運行條件不好，易造成膜的污堵及破壞現(xiàn)象為了保證膜系統(tǒng)穩(wěn)定運行，要定期進行清洗，最終的清洗效果可能決定膜的處理效果和使用壽命2.2工藝新建膜處理車間進水采用原有活性炭濾池的出水，設(shè)計產(chǎn)水量為10000m2.3工藝設(shè)計參數(shù)2.3.1抗?jié)B預(yù)處理設(shè)置有5臺進水泵，4用1冷備，每臺流量為160m(2)主清潔過濾器本工程采用4組自清洗過濾器，過濾精度為100μm，每組產(chǎn)水能力為3625m(3)超濾系統(tǒng)本工程采用4組超濾過濾器，每組采用70支超濾膜，膜孔徑為0.1μm，每組產(chǎn)水能力為3375m(4)超濾反清洗泵設(shè)置有2臺臥式反洗水泵，1用1備，每臺流量為350m2.3.2設(shè)計濁度儀+在線激光顆粒物儀器聯(lián)合使用常見雙膜法超濾膜后設(shè)置濁度儀測定超濾出水渾濁度以保證反滲透膜的入水水質(zhì)，瑞源水廠設(shè)計濁度儀+在線激光顆粒物分析儀聯(lián)合使用，進一步保證了水質(zhì)監(jiān)測。(1)安全過濾器又稱精密過濾器。本工程采用4組纖維增強復(fù)合材料(FRP)壓力膜殼式過濾器，φ600mm，濾芯過濾精度為5μm，流量為150m(2)高壓泵的滲透本工程共采用5臺高壓泵，4用1冷備，每套反滲透裝置配套一臺高壓泵。每臺流量為141m(3)反滲透膜的配置本工程共采用4組反滲透裝置，按照一級2段設(shè)計運行，每組裝備配備132支低壓反滲透膜，22支膜殼，6支裝，排列方式為15∶7(采用2∶1)，設(shè)置濃水排量為3500m(4)計量泵投加回用水本項目投加阻垢劑類型為膦酸鹽復(fù)合物，投加方式為計量泵投加。本項目對反滲透膜元件進行在線循環(huán)浸泡清洗，藥劑采用酸性和堿性清洗藥劑，實時監(jiān)測清洗狀況，直到清洗完成。(5)濃密的泳池本工程共設(shè)計1座半地上式鋼筋混凝土構(gòu)筑物用于收集反滲透膜廢水，后續(xù)用于澆灑道路。內(nèi)置兩臺潛水泵，泵流量為50m3膜系統(tǒng)見圖2(1)超濾系統(tǒng)在運行期間，處理效果穩(wěn)定。超濾出水渾濁度小于<0.1NTU,SDI<1，有效去除了膠體、懸浮物及微生物大顆粒，為反滲透膜裝置的產(chǎn)水奠定了有力的基礎(chǔ)。反滲透系統(tǒng)出水氟化物出水濃度為0.05～0.10mg/L，全年去除率均在95%以上，硫酸鹽出水濃度為1.5～4.5mg/L，全年去除率均在98%以上，對氟化物及硫酸鹽的去除有好的效果。原水、中間產(chǎn)水、出水水質(zhì)對比如表2所示。(2)膜車間出水與活性炭濾池出水按照1∶2混合后，經(jīng)消毒加壓后供給用戶?；旌铣鏊?jīng)檢測，其中總硬度211mg/L，溶解性總固體762mg/L，硝酸鹽0.28mg/L，氟化物0.32～1.0mg/L，硫酸鹽216.5～217.5mg/L，出水各指標均達到了國家生活飲用水衛(wèi)生標準。(3)雙膜系統(tǒng)采用計算機與PLC系統(tǒng)遠端控制，整個系統(tǒng)可實現(xiàn)自動控制，也可調(diào)至手動控制?？刂蒲b置前配有有進水電磁閥，主要功能是開機運行壓力緩慢上升，以防瞬間高壓損壞膜元件。自動控制閥、液位開關(guān)系統(tǒng)以及自動開關(guān)機功能，可有效根據(jù)水位控制系統(tǒng)啟閉，當(dāng)原水水位高產(chǎn)水位低，系統(tǒng)自動開機運行產(chǎn)水，當(dāng)原水水位低產(chǎn)水高位，系統(tǒng)自動關(guān)機停止產(chǎn)水(4)瑞源水廠膜車間總投資1405萬元，每年平均凈利潤為97.04萬元，系統(tǒng)平均制水成本為1.26元/m4反滲透技術(shù)的進步瑞源水廠采用超濾-反滲透雙膜法去除水中硫酸鹽和氟化物，技術(shù)先進、處理效果良好。運行至今，穩(wěn)定產(chǎn)水，對硫酸鹽、氟化物的去除達到了預(yù)期效果，出水水質(zhì)均達到了國家標準。此次武城水廠的升級改造工程，為以南水北調(diào)水為水源的水廠改造提供了設(shè)計經(jīng)驗。超濾膜