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陶氏超滤膜处理(lǐ)工艺类型及适用(yòng)性

2018-06-20 02:38:13

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本文(wén)着重于膜和膜集成工艺在污水深度处理(lǐ)方面的主要类型，不同的膜技术的优势和特点及过程和不同的过程的选择原则的典型案例分(fēn)析等。一、膜工艺类型及适用(yòng)性超滤/微滤膜是一

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本文(wén)着重于膜和膜集成工艺在污水深度处理(lǐ)方面的主要类型，不同的膜技术的优势和特点及过程和不同的过程的选择原则的典型案例分(fēn)析等。
一、膜工艺类型及适用(yòng)性
超滤/微滤膜是一种高精密过滤技术，在水处理(lǐ)方面其主要功能(néng)是实现悬浮物(wù)、细菌及颗粒性杂质与水的分(fēn)离达到水净化效果，根据处理(lǐ)对象和处理(lǐ)目标不同，可(kě)以选择不同的膜元件型式和膜过滤工艺，目前在污水深度处理(lǐ)与回用(yòng)方面的应用(yòng)概括起来主要有(yǒu)三种类型(1)外置正压膜过滤工艺(CMF)：这种膜过滤形式是目前最為(wèi)成熟和应用(yòng)最广泛的一种过滤方式，它是在传统膜过滤工艺的基础上加入反洗、双洗、加药强化清洗等膜污染控制手段后使膜过滤保持在高通量稳定运行。目前该工艺已经广泛用(yòng)于市政污水三级深度处理(lǐ)，地表水净化，海水淡化预处理(lǐ)、工业用(yòng)水处理(lǐ)等方面，CMF也是最常用(yòng)的反渗透预处理(lǐ)技术，与反渗透组成的双膜工艺(CMF+RO)是目前制备高品质再生水以回用(yòng)到生产过程的常规工艺。
(2)膜生物(wù)反应器(MBR)工艺是一种将膜浸没于活性污泥混合液中的使用(yòng)方式，其直接作用(yòng)是泥水分(fēn)离，间接作用(yòng)是可(kě)以提高污泥浓度，有(yǒu)效截留各种微生物(wù)，具有(yǒu)强化有(yǒu)机物(wù)、氨氮的去除效果，减少占地面积。因此在用(yòng)地紧张及高标准排放要求地區(qū)，或高氨氮废水处理(lǐ)方面具有(yǒu)较大优势。MBR技术正以超乎想象的速度在污水处理(lǐ)领域拓展其应用(yòng)。
(3)浸没式负压膜过滤工艺(SMF)：这种膜过滤技术是将膜组件浸没在被处理(lǐ)的水中，采用(yòng)重力流和负压运行方式实现水的净化过滤，其功能(néng)和处理(lǐ)对象与CMF基本相同，适用(yòng)于污水深度处理(lǐ)回用(yòng)，既有(yǒu)传统工艺中水厂的提标扩容和自来水厂的升级改造。SMF技术在國(guó)际上也被称為(wèi)第四代膜技术。

二、不同工艺对比及选择原则
污水处理(lǐ)达到某一标准可(kě)能(néng)存在多(duō)种途径，工艺方案的选择主要受以下几种因素影响：
(1)投资成本：考虑土地、设备和土建综合投资成本，以达到同样处理(lǐ)目标的前提下投资最低优先為(wèi)原则.
(2)运行成本：主要考虑能(néng)耗、药剂费及人工成本。
(3)操作和维护简单，工人劳动强度低。
不同膜工艺具有(yǒu)不同的特点，CMF\SMF工艺适合于处理(lǐ)二沉池以后相对清洁的水，MBR工艺中直接将膜放置在活性污泥中。
CMF工艺在膜法水处理(lǐ)中应用(yòng)最早，也最為(wèi)成熟。模块化组合设计灵活，适合从每小(xiǎo)时数吨到每小(xiǎo)时数千吨处理(lǐ)规模的水处理(lǐ)项目。系统运行简单，操作维护方便，产水水质高，可(kě)以与RO技术组成双膜处理(lǐ)工艺，得到更高品质的脱盐水。由于MBR工艺中膜设计通量较低，导致膜系统吨水投资大约是CMF/SMF的2倍左右，同时由于膜的工作环境污泥浓度高，通常需要连续曝气吹扫膜丝以避免严重的污泥淤积，因此能(néng)耗相对高，运行成本高，而且直接与RO组成双膜制造高品质再生水有(yǒu)一定风险而较少被采用(yòng)，但是MBR对有(yǒu)机物(wù)和氨氮的高去除率适合于高标准排放水或杂用(yòng)水处理(lǐ)。

SMF工艺的主要特点
一是由于其特殊的结构设计和负压运行使能(néng)耗相对CMF更加减少能(néng)耗;二是膜在膜池中的密集排布可(kě)使占地面积相对更小(xiǎo)，控制相对简单，更适合大型水处理(lǐ)工程;
三是由于其外部完全开放式的布局使得其对进水水质波动的适应性更强;
四是膜池除了新(xīn)建，也可(kě)以利用(yòng)既有(yǒu)的池子(如砂滤池)实现膜法改造，达到提升产水水质、扩大产能(néng)、减少投资的效果;
五是可(kě)以和RO技术组成双膜处理(lǐ)工艺，得到更高品质的脱盐水。三、三种工艺典型应用(yòng)案例1、工业污水再生水项目
國(guó)内采用(yòng)双膜工艺实现工业废水再生，由于工业企业受一次水用(yòng)水指标的限制，為(wèi)满足生产需要，将混合污水通过集成工艺实现污水再利用(yòng)。原水：生活污水+炼钢废水+排污河水
处理(lǐ)规模：CMF72,000吨/天，RO50,000吨/天
系统运行时，微滤装置、反渗透装置均采用(yòng)并联运行的方式，微滤装置的水的利用(yòng)率设计不小(xiǎo)于94%，微滤装置出水污染指数(SDI)小(xiǎo)于3。反渗透装置产水回收率不小(xiǎo)于75%，初期总脱盐率不小(xiǎo)于97%，三年后脱盐率不小(xiǎo)于95%。
传统生化工艺处理(lǐ)后，污水经絮凝沉淀，进入CMF系统处理(lǐ)，出水可(kě)直接回用(yòng)于低端产品生产線(xiàn)，CMF后接RO除盐后产水用(yòng)于高端产品生产線(xiàn)的工艺用(yòng)水。该项目由于进水為(wèi)复杂的混合污水，水质波动较大，需要根据水质变化情况对膜系统及时维护清洗。全部的生产用(yòng)水供给，总體(tǐ)状况良好，实现了复杂水體(tǐ)的循环再利用(yòng)。2、MBR技术处理(lǐ)高氨氮味精废水
味精废水的特点是COD高，氨氮高。某味精企业，采用(yòng)传统工艺处理(lǐ)废水难于达标，同时由于水资源短缺制约企业的发展。通过采用(yòng)MBR技术很(hěn)好的解决了这一问题。
原水COD在4000-5000mg/L，氨氮在180-400mg/L，经过UASB后，出水COD可(kě)以控制在500mg/L以下，氨氮略有(yǒu)上升，主要是在厌氧阶段产生了氨化反应。
由于氨氮浓度高，设置缺氧段，目的实现脱氮，同时通过反硝化补充部分(fēn)硝化过程的碱度消耗。
MBR系统对COD、NH4-N处理(lǐ)效果可(kě)以看出，进水氨氮浓度范围195-420mg/L,出水氨氮可(kě)以控制在1mg/L以下。硝化效果非常理(lǐ)想。进水COD在390-700mg/L范围波动，产水COD平均65mg/L。
理(lǐ)论上MBR所用(yòng)膜过滤精度与CMF一样，实际检测MBR出水SS几乎為(wèi)零，但是基于以下原因，MBR出水一般并不直接进入RO：

(1)MBR工艺中膜所在溶液环境的污泥浓度通常7000-9000mg/L，生化池和膜池在室外，一旦大的机械杂质进入造成膜破损会导致出水水质下降，进而增加反渗透膜污染的风险。
(2)由于产水总氮含量较高，产水管路中易滋生藻类，造成出水SDI保持在3以下有(yǒu)一定困难。因此在该项目中，在MBR之后采用(yòng)CMF工艺作為(wèi)RO预处理(lǐ)，脱盐水回用(yòng)于生产过程的循环冷却用(yòng)水。根据物(wù)料恒算，RO回收率控制在60%以内，可(kě)以使各项排放水指标(包括RO浓水)达到《味精工业污染物(wù)排放标准》(GB1319431-2004)。这样处理(lǐ)后，既达到了排放标准，又(yòu)实现污水循环利用(yòng)，节约了宝贵的水资源。
3、SMF工艺用(yòng)于深度处理(lǐ)升级
采用(yòng)絮凝沉淀加砂滤工艺处理(lǐ)污水二沉池出水，产水供工业和居住區(qū)作為(wèi)中水使用(yòng)，砂滤站的原有(yǒu)处理(lǐ)能(néng)力為(wèi)3万吨/天(6个砂滤池)。為(wèi)提高中水水质和供给量，拟采用(yòng)SMF技术和设备对原有(yǒu)的砂滤工艺进行改造。為(wèi)此进行了两年多(duō)的SMF中式运行试验，期间的试

验规模从2m3/h、12m3/h到70m3/h的24小(xiǎo)时连续运行。试验结果表明该工艺出水水质好，运行稳定可(kě)靠，测得的产水浊度﹤0.1NTU，SDI﹤3，细菌去除率>99.99%，全年吨水平均能(néng)耗不超过0.04度。
在充分(fēn)试验的基础上，对原有(yǒu)砂滤站实施了膜法改造，将原有(yǒu)的4个砂滤池改造成膜过滤池，利用(yòng)砂滤站三分(fēn)之二的构筑物(wù)(处理(lǐ)能(néng)力2万吨/天)扩

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