国美（天津）水技术工程有限公司 300381
摘要：介绍了天津滨海新区新水源厂双膜法回用水的基本情况，以及工艺流程、工艺特点和进出水水质情况。
关键词：微滤+反渗透工艺；工艺流程；水质指标
天津地处我国华北地区东部，水资源短缺一直是制约经济发展的突出问题之一，而且随着经济的快速发展，缺水形势越来越严峻。为了顺应天津滨海新区经济发展的需求，寻找新的可利用水源，以污水处理厂出水作为再生水水源，采用微滤膜后接反渗透膜的处理工艺建成了某新水源水厂。
因为滨海新区地处天津沿海地区，排水管网收集系统中不可避免会渗入地下苦咸水和排入的含盐化工污水，尽管采用了切、堵、截和分流等市政管道工程措施，最大限度地减少含盐废水的流入，但是经过污水处理厂处理的出水中仍含有较高浓度的盐分。经过多种处理方案的比较和试验，最终确定的再生水回用处理工艺为：污水厂二级处理出水经过连续微滤（CMF）设备预处理，去除水中的悬浮物、细菌、有机污染物等，再通过反渗透（RO）设备去除盐离子和剩余污染物，达到再生水回用的目的。该污水处理厂日处理污水10万吨，再生水采用的微滤处理产水能力为3万吨/天，其处理工艺简图见图1。
图1 微滤处理工艺简图
连续流微滤（CMF）工艺是在膜的一侧施加一定的压力，使水透过膜，而将大于膜孔径的悬浮物、细菌、有机污染物等截留的处理工艺。
连续式微过滤系统是由微滤膜柱、压缩空气系统和反冲洗系统以及PLC自控系统等组成。微滤膜柱的直径为120mm，高度为1500mm，内装的中空纤维外径为550μm，内径为300μm，壁孔径0.2μm，膜表面积为15 m2，20℃时单根微滤膜柱通水量为1.26m3/h。CMF系统的操作由PLC自动控制，水由中空纤维膜外向膜内渗透，正常工作压力很低，工作范围为30～100kPa，最高达到200kPa。一般30～40min用压缩空气反冲一次，反冲时，压缩空气由中空纤维膜内吹向膜外，反冲压力为600kPa，时间为1～2min，这种压力一般的膜材料是难以承受的。当进水浓度不稳定时，膜污染加重超过膜前后设定的压差指标时会自动强制冲洗，以保护膜的使用寿命。反冲洗（采用原水）水量为进水量的8～10％。对于经二级处理后的污水处理厂出水作为CMF系统进水时，CMF系统一般工作14～30天需化学清洗一次。CMF系统是模块式设计，易于增容，膜柱中的子模块和附属子模块可以进行更换、隔离、修补，因此即使膜有损坏，也可及时修补，不影响整个系统的正常运行，膜的工作状况可进行完整性测试。
图2 反渗透处理工艺简图
作为再生水回用水源，由于滨海新区污水含盐分高，所以在微滤处理后利用反渗透膜进一步脱盐，来满足工业用户和市政绿化以及景观用水的要求。反渗透产水规模为1万吨/天，其处理工艺简图见图2。
反渗透是以外加压力克服渗透压的一种膜分离技术，整个分离过程不发生相变，从而节能、经济，并且装置简单、操作方便。近40年来，随着膜材料元件、工艺技术的长足发展和工业化水平的提高，反渗透在水处理领域得到越来越广泛的应用。反渗透工艺对于溶解有机物质、溶解盐类、金属离子、微生物和胶体物质等均具有较高的去除能力，其中当原水含盐量大于400mg/L时，用其进行含盐水的淡化处理是比较经济合理的。
反渗透工艺包括预处理工艺、膜分离工艺和膜清洗工艺。其中膜清洗是反渗透系统中重要环节，在反渗透过程中，原水部分透过膜变成产水，原水体积减少，难溶盐浓度增加，当超过其饱和溶度积，难溶盐便会析出，在膜面形成结垢。为了避免在过滤器及反渗透膜表面结垢和形成微生物污堵，投加阻垢剂和杀菌剂必不可少，并适时进行膜的清洗以提高膜的回收率。反渗透膜选用脱盐效果良好、耐污染特性较强的膜元件，得以保证良好的出水水质和稳定的运行效果。
CMF进水、CMF出水、RO产水水质如表1、表2和表3所示
从上述表中数据可见，污水厂出水经过双膜法过滤，水质得到了极大的提高。经过CMF过滤后，水中的悬浮物、细菌和有机污染物被大量去除。经过RO过滤，溶解有机物质、溶解盐类、金属离子、微生物和胶体物质均被大量去除，产水达到电厂循环冷却水、生活杂用和市政景观及绿化的要求。
新水源水厂的微滤膜使用五年来性能稳定，膜的断丝率小于万分之一，产水可靠。反渗透的出水也很好的保证了产水的水质和水量。
新水源厂积累了大量的管理和运行经验，在国内再生水回用领域起到了工程示范作用，给天津滨海新区带来了良好的社会声誉，真正使污水变成资源，达到了循环使用的效果，具有很高的社会、经济和环境效益。
论文作者:刘明正
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/28
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