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        超濾膜制水工藝效果分析

        2022-12-05 09:59:38吳忠東吳衛(wèi)民
        關(guān)鍵詞:水質(zhì)

        吳忠東,吳衛(wèi)民

        (華僑大學(xué) 泉州校區(qū)后勤水電中心,福建 泉州 362021)

        如何安全環(huán)保地生產(chǎn)令民眾放心的水一直是制水人長期探討的問題。一般小型水廠制水采用常規(guī)水處理工藝,它包括混合、反應(yīng)、沉淀、過濾及消毒5個(gè)過程。原有工藝主要存在出水濁度,僅能滿足原國標(biāo)出水濁度3NTU的要求,難以達(dá)到新國標(biāo)要求的問題。華僑大學(xué)泉州校區(qū)水廠充分利用原有廠區(qū)空地和運(yùn)行管道 ,盡可能降低投資成本和運(yùn)行費(fèi)用,升級(jí)改造了原本的制水設(shè)備,從而滿足全校師生喝上放心水的愿望。在工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選用方面力求做到技術(shù)先進(jìn)、工藝可靠、設(shè)置合理、性能優(yōu)越、占地面積小、操作簡單和維護(hù)方便的超濾膜設(shè)備。超濾對(duì)水中的大分子,有機(jī)污染物,細(xì)菌和病毒有著很高的去除率,并且去除效果穩(wěn)定,能有效降低出水濁度和顆粒數(shù)。超濾膜電氣控制技術(shù)采用PLC全自動(dòng)控制, 操控性能好,維護(hù)使用操作方便,大大提高維護(hù)穩(wěn)定性。

        1 水廠概況

        華僑大學(xué)泉州校區(qū)水廠源水以泉州市北渠水為主,水庫為輔,是自給自足的小型水廠,有一座平流式沉淀反應(yīng)池和一座立式水力循環(huán)澄清池,單池生產(chǎn)能力最大為5 000 m3/d和7 500 m3/d。混凝劑用聚合氯化鋁,消毒劑現(xiàn)制二氧化氯。生產(chǎn)出的出廠水質(zhì)在已達(dá)現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)的情況下,為了讓全校師生喝到更優(yōu)質(zhì)出廠水,2013年在原有的濾后水加裝一套總產(chǎn)水量10 000 m3/d超濾膜設(shè)備,濾池過濾的清水進(jìn)入超濾系統(tǒng)后,出水后水質(zhì)穩(wěn)定,品質(zhì)大幅提高(見圖1)。

        2 工藝流程

        2.1 超濾膜簡介

        超濾膜(UF)是一層薄而致密的薄膜,膜的孔徑在0.01 μm~0.1 μm,它在濾后水和出水之間形成了一層有效的機(jī)械阻擋,可以有效地去除水中的顆粒物質(zhì),例如各類硅、鐵和鋁的膠體顆粒、細(xì)菌、病毒等,出水濁度基本穩(wěn)定在0.1 NTU以下。鑒于超濾膜的高效性能,我們可以降低后續(xù)消毒加氯量,減少消毒副產(chǎn)物的生成量。膜后水的濁度指標(biāo)達(dá)到NTU<0.1(國家新標(biāo)準(zhǔn)為1 NTU以下),淤泥密度指數(shù)SDI<3(一般來說UF透過液的濁度<0.1 NTU,淤泥密度指數(shù)SDI<3),因此中空纖維超濾后的水通常可以用作直飲水。

        2.2 超濾膜組件性能參數(shù)

        超濾膜組塊共5組,每組40支膜組件,膜組件共200支。單超濾膜組塊0~100 m3/h,每天生產(chǎn)量3 000 m3~10 000 m3。型號(hào)LH3-1060-V(見表1)。

        表1 超濾膜組件的具體性能參數(shù)

        超濾膜系統(tǒng)每天正常工作約50 min后需進(jìn)行1次約30 s~80 s的自動(dòng)反洗,汽水擦洗和氣體反向擠壓,抖落膜絲表面堆積松散污染物。每運(yùn)行24 h還需化學(xué)加強(qiáng)反洗(CEB)一次氯酸鈉溶液氯洗,0.02%次氯酸鈉去除膜表面和膜孔中有機(jī)污染物和微生物污染物,化學(xué)加強(qiáng)反洗是用配置好的次氯酸鈉溶液進(jìn)行反向循環(huán)清洗,隨后再進(jìn)行正向沖洗,將化學(xué)清洗劑沖凈。其中次氯酸鈉將膜表面的有機(jī)污染物、細(xì)菌以及無機(jī)鹽的結(jié)垢而產(chǎn)生的污染物去除干凈,使得膜過濾通量在線恢復(fù),保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。在生產(chǎn)過程中時(shí)常需要根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整清洗系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù),合理更改化學(xué)清洗頻次、藥劑種類和濃度、清洗浸泡時(shí)間等將有利于減緩膜污染,延長膜的使用壽命,維持系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行,從而降低超濾膜系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。

        2.3 工藝流程簡述

        源水經(jīng)一級(jí)泵房輸送至平流式沉淀反應(yīng)池和立式水力循環(huán)澄清池,經(jīng)加混凝劑聚合氯化鋁混合反應(yīng)產(chǎn)生礬花水,進(jìn)入沉淀區(qū)將水中的顆粒沉于池底,清水流入砂濾池過濾。濾后水經(jīng)管道輸送至膜處理車間地下緩沖池,然后經(jīng)膜增壓水泵輸送膜組。經(jīng)膜組過濾后的清水進(jìn)入反洗水箱,反洗水箱溢流進(jìn)入清水庫,在清水庫管道上投加二氧化氯消毒(見圖2)。

        3 改造后效果分析

        源水氨氮全年1.0 mg/L~5.38 mg/L,全年平均出水氨氮均小于《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》0.5 mg/L,出水濁度<1.0 NTU,指標(biāo)要求合格率為100%。在線檢測(cè)有1臺(tái)綠潔型號(hào)GR-1500的顆粒計(jì)數(shù)儀和1臺(tái)Hach型號(hào)Sc200的產(chǎn)水濁度儀,24 h在線檢測(cè)超濾膜處理后出水的水質(zhì)參數(shù)。

        以下是超濾膜處理后某一天的出水水質(zhì)參數(shù),其中顆粒數(shù)<20個(gè)/mL(見圖3),出水濁度<0.1 NTU(見圖4),遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn),并且在總硬度、濁度等方面遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的砂濾后水,反映了超濾膜在凈水方面強(qiáng)大的功能,從而可以生產(chǎn)出讓老百姓放心的高質(zhì)量水。

        表2 超濾膜凈化后水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

        4 結(jié)束語

        自從華僑大學(xué)泉州校區(qū)水廠采用超濾對(duì)凈化工藝進(jìn)行升級(jí)改造后,超濾膜凈化系統(tǒng)運(yùn)行至今性能穩(wěn)定,出水水質(zhì)達(dá)到優(yōu)質(zhì)水標(biāo)準(zhǔn)。筆者簡述升級(jí)超濾膜凈化系統(tǒng)升級(jí)改造后,超濾產(chǎn)水水質(zhì)與原有生產(chǎn)產(chǎn)水水質(zhì)的對(duì)比,超濾膜凈化系統(tǒng)升級(jí)改造后對(duì)出水水質(zhì)的提升直觀分析,體現(xiàn)超濾膜對(duì)水廠生活用水,符合GB5794-2006《國家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí),進(jìn)一步減少消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生,讓老百姓喝上放心水。

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