工程双膜法方案设计论文

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1工程设计

1.1工艺设计及主要工艺设备

1.1.1调节曝气池

调节曝气目的：一方面曝气充氧可以去除水中部分CO2，提高进水的pH，减少进水氢氧化钠的投加量，另一方面可使进水富氧，为后续重金属的氧化去除做准备。可使调节池内来水混合均匀，保证水质的相对稳定。本工艺选择鼓风曝气方法，调节池内停留时间为30分钟，保证水中富氧≥0.2mg/L。

1.1.2絮凝沉淀池

通过加入絮凝剂，使生化沉淀工艺残留的胶体、菌团等杂质在混凝沉淀池内形成大颗粒固体沉淀，降低出水浊度、SS。同时，这部分有机物质所携带的COD也得以去除。沉淀池排泥：沉淀池内的混凝胶体、沉泥定期通过底部的排泥管排出，并通过排泥泵打回流至好氧沉淀池，重新沉淀去除。絮凝为折板絮凝池，沉淀为斜管沉淀形式。

1.1.3V型锰砂滤池

沉淀池上清液进入后续的过滤工艺，滤池内填装的组合滤料，不但是过滤的介质，同时具有催化氧化作用，使原水所携带溶解态Co、Mn转化为不溶性的Co、Mn微细颗粒，并被截留在滤料表面。滤池同时截留轻质的菌团、污泥等，截除部分原水COD。滤池定期通过反洗，将截留的Co、Mn胶体、污泥等冲洗出滤料，并将该部分冲洗水重新返回好氧沉淀池，重新沉淀除去。来水经过曝气，絮凝沉淀过滤后，原水COD可去除约20%~50%，钴锰可降至≤0.5mg/L，浊度≤5NTU。锰砂滤池单元采用4座，滤速6m/h。锰砂滤池滤料选用天然锰砂，其粒径一般为0.5~1.5mm，滤层厚度为1000mm。锰砂滤池反洗水集中收集到反冲水收集池，再回流到前期污水处理单元，这样节约了用水，提高了整个系统的水回收利用率。

1.1.4超滤系统

超滤膜处理系统利用进水泵将废水从滤池产水池抽入，超滤系统入膜前设置自清洗保安过滤器，以截留前处理可能残余的大块浮渣、穿透的滤料等杂质，防止这些杂质损伤膜层。废水在提升泵的压力作用下，分别进入6组超滤膜组，来水由中空膜丝外侧进入膜丝内侧，废水中含有的微细胶体污染物被截留在膜丝外表面，产水全部进入超滤产水箱。由于来水的水质较为复杂，为确保系统能够在3年内，保持产水量稳定、清洗频率正常，减少操作量，本方案建议将超滤的参数加以保守设计。本超滤系统设计通量为45LMH，设计水收率为＞85%。本系统共设计为6套UF，每套处理量为183m3/h。

1.1.5反渗透系统

反渗透膜是在压力驱动下，允许溶剂分子透过而不允许溶质分子透过的一种功能性的半透膜。反渗透是最精密的膜法液体分离技术，它能阻挡几乎所有溶解性盐及分子量大于200的有机物，但允许水和部分盐分透过。本系统共设计为5套RO。每套处理量为137m3/h，反渗透的设计回收率按70%的考虑，采用两段的膜组件配置方式。根据设计软件计算，本次方案按28∶14设置膜组件的排列方式，平均设计膜通量为14.65LMH，压力容器长度按6米长考虑。3本方案设计中注意事项及其说明3.1RO回收率及段间增压泵的设置考虑进水水质复杂，盐浓度及COD含量较高，RO系统采用70%的回收率，同时设计通量取低值14.6LMH，如果按照常规配置，设计通量过低，则浓水侧流速低，水力紊流不够，易形成结垢沉淀，所以反渗透设计时在一二段之间设置增压泵，提高二段压力及流速，降低结垢风险。

2超滤选用外压式的因素

外压式超滤膜具有如下优点：

(1)超滤膜内孔为产水侧，适用于SS含量高的原水。

(2)可以进行空气擦洗、水气联合反洗等高强度的再生过程。

(3)滤膜材料采用PVDF，抗氧化能力强。

(4)多孔均相支撑层与皮层形成一体化的结构，机械强度极好，能耐受很高的应力和进水压力。

3关于降低原水污染(COD较高)应对措施的几点考虑如下

结合相近水质特点的工程经验，主要从以下几个方面进行考虑。

(1)加药点的位置选择

杀菌剂选择NaClO时，NaClO加入后对凝聚剂((PAC)有负作用，造成凝聚效果较差，且出水COD增加，因此考虑将加NaClO点前移。

(2)药品的选择

选用何种分子量的凝聚剂应进行比较试验；阻垢剂建议选用不带电荷的阻垢剂，一旦凝聚剂(PAC)加药量控制不好，PAC很容易与阻垢剂反应，造成反渗透膜的污堵。

(3)选用超滤处理

超滤膜推荐选用截留分子量为150000以内的进口超滤膜。基于原水COD较高，且有可能遭受污染，本次方案反渗透选择了宽流道抗污染反渗透膜，该膜具有表面光滑抗有机物污染等优点，另外考虑以下几点：

(1)反渗透停运时低压冲洗后加保护液；

(2)使超滤水池在停运时处于低低液位，以免水箱污染；

4关于反渗透加药的考虑

(1)可将还原剂加药点设置在RO保安过滤器出口，这样可以保证超滤产水中多余的次氯酸钠可以作用在RO保安过滤器上，有效遏制细菌滋生。

(2)可交替使用非氧化性杀菌剂种类，防止细菌对杀菌剂产生抗药性。

5结语

双膜法在国内已有非常成熟的应用，特别在工业水处理当中，随着近几年国家对水资源的严格控制，中水回用趋势更明显。在PTA中水中应用双膜法工艺，科学合法的预处理是必要条件，细节处的处理也是不可或缺。本方案在系统设计以及预处理的流程上给予较多的关注，逐步消除或减弱对膜使用当中的不利因素，以实现最终回用的目的。

作者：徐成燕 单位：博天环境集团股份有限公司设计院上海分院