超濾膜制水工藝效果分析

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(zhǎng)期探討的問(wèn)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(guò)濾及消毒5個(gè)過(guò)程。原有工藝主要存在出水濁度，僅能滿(mǎn)足原國(guó)標(biāo)出水濁度3NTU的要求，難以達(dá)到新國(guó)標(biāo)要求的問(wèn)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(mǎn)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(jiǎn)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(kù)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(guó)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(guò)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(jiàn)圖1)。

2 工藝流程

2.1 超濾膜簡(jiǎn)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(lèi)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(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)為1 NTU以下)，淤泥密度指數(shù)SDI<3(一般來(lái)說(shuō)UF透過(guò)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?？梢杂米髦憋嬎?。

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(jiàn)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(wú)機(jī)鹽的結(jié)垢而產(chǎn)生的污染物去除干凈，使得膜過(guò)濾通量在線恢復(fù)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。在生產(chǎn)過(guò)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(lèi)和濃度、清洗浸泡時(shí)間等將有利于減緩膜污染，延長(zhǎng)膜的使用壽命，維持系統(tǒng)的長(zhǎng)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(jiǎn)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(guò)濾。濾后水經(jīng)管道輸送至膜處理車(chē)間地下緩沖池，然后經(jīng)膜增壓水泵輸送膜組。經(jīng)膜組過(guò)濾后的清水進(jìn)入反洗水箱，反洗水箱溢流進(jìn)入清水庫(kù)，在清水庫(kù)管道上投加二氧化氯消毒(見(jiàn)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(jiàn)圖3)，出水濁度<0.1 NTU(見(jiàn)圖4)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)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(yǔ)

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(jiǎn)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(guó)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。