施勤章

（上海市政工程設計研究總院（集團）第十市政設計院有限公司,甘肅蘭州 730030）

1 工程概況

上海市崇明區(qū)固廢處置園區(qū)入駐企業(yè)主要從事生活垃圾填埋、生活垃圾焚燒、動物無害化處置等工作，各企業(yè)均在廠內設置獨立的污水處理站來處理生產廢水，處理后的尾水排入北堡鎮(zhèn)港，執(zhí)行上海市地方標準《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質標準》（GB/T31962-2015）中的A 等級標準，由于各企業(yè)單獨處理污水運行成本較高，且管理不便，擬在園區(qū)建設1座污水處理站，集中收集園區(qū)各企業(yè)的污水，由各企業(yè)預處理后的污水經管網收集后進入新建污水處理站統(tǒng)一處理排放。

污水處理站處理規(guī)模1800m3/d，污水處理采用“粗細格柵+曝氣沉砂池+膜格柵+調節(jié)池+水解酸化池+AAO 生物池+MBR 膜+納濾+反滲透”的工藝；污水處理中納濾和反滲透的濃水處理采用“反滲透+超頻振動膜+化學除硬+MVR 結晶蒸發(fā)”的工藝[1]。處理后的尾水執(zhí)行上海市地方標準《污水綜合排放標準》DB31/199-2018 的限值要求，最終經現狀排水管道及排污口排至北堡鎮(zhèn)港。

2 設計進水水質

園區(qū)污水主要為生產廢水和生活污水，生產廢水均由各企業(yè)處理達到《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質標準》（GB/T31962-2015）中的A 等級標準后排至污水處理站，污水處理站設計進水COD≤500mg/L，BOD5≤350mg/L，SS≤400mg/L，氨氮≤45mg/L，總氮≤70mg/L，總磷≤8mg/L，溶解性總固體≤1500mg/L。

3 濃水量分析

根據污水處理系統(tǒng)的工藝設計，污水處理段濃水為納濾系統(tǒng)和反滲透系統(tǒng)的濃水，其中納濾系統(tǒng)設計進水量75m3/h，設計產水量60m3/h，濃水產量15 m3/h，回收率80%；反滲透系統(tǒng)設計進水流量60m3/h，設計產水量45m3/h，濃水產量15m3/h，回收率75%，濃水總產量30m3/h。

4 濃水處理方案

該項目濃水處理采用“反滲透+超頻振動膜+化學除硬+MVR 結晶蒸發(fā)”的工藝，各單元處理工藝的原理及設計參數分述如下：

4.1 反滲透系統(tǒng)

該項目濃水處理系統(tǒng)反滲透裝置設計進水流量30m3/h，設計產水量18m3/h，回收率60%，膜通量16.13L（/m2·h）。設置1 組反滲透，每組5 個膜殼，每個膜殼內6 個芯，單支膜面積37.2m2，膜總面積1116m2，壓力15.5MPa。

4.2 超頻振動膜

超頻振動膜過濾系統(tǒng)由扭力桿及其下端的超頻振動器和上端的膜組件構成。超頻振動器發(fā)生偏心運動產生一定的振幅，在膜表面流體產生強大的剪切力，防止膜孔堵塞，減少膜清洗次數，并能延長膜使用壽命。振動膜組件內部結構是多層圓盤型鋼片，鋼片兩面貼上膜片，并保持間距讓進液通過。

該項目濃水經反滲透系統(tǒng)處理后的濃水量為12m3/h，故超頻振動膜系統(tǒng)的設計進水流量為12m3/h，設計產水量7.2m3/h，回收率60%，膜通量16.00L/（m2·h）。設置8支超頻振動膜，每支超頻振動膜的膜面積50m2，膜總面積400m2。

4.3 除硬系統(tǒng)

該項目設計處理水量1800m3/d，其中焚燒廠垃圾滲濾液經MBR 生化處理水的水量約400m3/d，冷卻塔循環(huán)排放水約800m3/d，其他廢水約600m3/d。三股水經管網收集后至本項目污水處理站進行處理，經過納濾、反滲透、濃水反滲透及超頻振動膜濃縮處理后，最終濃水量為96m3/d，按每天20 小時運轉設計，MVR蒸發(fā)量為4.8m3/h。

經第三方資質檢測機構檢測，原水水質中Ca2+和SO42+較高，約在2000mg/L 左右，經濃縮后CaSO4幾乎達到飽和，所以必須進行除硬，再進入MVR 蒸發(fā)，否則飽和的硫酸鈣廢水進入蒸發(fā)，就馬上結成難以除去的硫酸鈣垢，對蒸發(fā)器的穩(wěn)定運轉造成極大影響。

針對本案水質特點及處理工藝，采用“混凝沉淀”的工藝進行除硬。首先將pH 調節(jié)至11.5 左右后，然后加入Na2CO3與Ca2+反應形成CaCO3沉淀，通過化學沉淀將水質中Ca2+離子濃度降低到50mg/L 以下，保證后續(xù)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

設計流量按4.8m3/h 考慮，氫氧化鈉投加量5000mg/L，碳酸鈉投加量400mg/L，硫酸投加量450mg/L，PAM 投加量10mg/L，設置一體連續(xù)式除硬絮凝裝置1套。

4.4 MVR結晶蒸發(fā)裝置

針對納濾、反滲透裝置的濃水產量，為保證外排水穩(wěn)定達標，該項目對納濾、反滲透的濃水經除硬后進入MVR 結晶蒸發(fā)裝置進行處理，處理后的結晶鹽運至垃圾填埋場進行填埋，其主要設計參數如下：

設計處理量5000kg/h，進料溫度30℃，進料總量4800kg/h，出料總量200kg/h，沸點溫升11℃，換熱面積450m2，冷卻水耗量70m3/h，裝機總功率442kW。

單蒸釜系統(tǒng)設計處理量330kg/h，蒸發(fā)器類型搪瓷蒸發(fā)釜，換熱面積13.4m2，蒸汽耗量240kg/h，循環(huán)水耗量25m3/h，裝機功率12kW。

5 運行數據分析

該項目濃水處理工藝采用“反滲透+超頻振動膜+化學除硬+MVR 結晶蒸發(fā)裝置”，經過項目的調試，濃水處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定，超頻振動膜的回收率＞60%，脫鹽率＞99%。

6 結論

通過“水解酸化+AAO 生物池+MBR+納濾+反滲透”的綜合處理工藝，可有效的處理垃圾滲瀝液類廢水，出水可以達到海市地方標準《污水綜合排放標準》DB31/199-2018 的限值要求，同時可滿足尾水排入內河對氯離子的限值要求。

隨著國家對環(huán)保越發(fā)重視，工業(yè)污水處理廠需重視高鹽廢水的處理，既要降低蒸發(fā)能耗，更要考慮減少污泥外排，減少化學藥劑的使用。濃鹽水的處理將是制約污水處理成本的關鍵技術，若直接將納濾、反滲透的濃鹽水進行蒸發(fā)處理，不但處理規(guī)模大，而且處理過程中的能耗高。超頻振動膜通過激振盤產生的振動頻率及相應扭角的高頻扭振運動，給組件內部的膜片表面產生強大的剪切力，可防止膜堵塞，增加過濾效率，減少膜清洗的次數和化學藥劑的使用，從而延長膜的使用壽命。超頻振動膜可作為工業(yè)廢水處理工程中濃水處理的濃縮技術，可實現降低能耗，減少運行費用，具有較好的應用前景。