详解江东水厂膜滤池改造技术
新闻来源：山东智信环保 发布时间：2016-08-27 09:07 点击：次
1 江东水厂概况
宁波市江东水厂是向宁波市中心城区供水的主力水厂之一，原水取自白溪水库和亭下水库下游的萧镇地表水，白溪水库水水质优良，基本达到国家Ⅰ类地表水标准，萧镇水源由于受到各种污染物的影响，水质稳定性相对较差，为Ⅱ—Ⅲ类水源。整个水厂原采用折板絮凝平流沉淀池＋虹吸滤池的制水工艺，建设规模为35×104 m3/d，分三期建设，一期、二期各10×104 m3/d，三期为15×104m3/d。根据宁波市中心城区给水专项规划，江东水厂制水规模由目前的35×104m3/d压缩至20×104 m3/d。
由于受现状制水工艺的限制，针对水库水低浊、低碱度特点，在压缩制水量后，出厂水相关指标虽然能达到现行国标要求，但离浙江省优质水标准还有一定的距离。为进一步提升水厂出水水质，解决江东水厂现状存在的主要问题，并使出厂水水质达到浙江省优质自来水标准，将原虹吸滤池改造为浸没式超滤膜池。
2 超滤技术的应用
改造建设南北两座膜池，分为4排，每排6格，共24格膜池，每格膜池一个膜系统，24个系统平行运行，其中每排6格膜池共用一套抽真空系统，每座12格膜池共用一套反洗系统、气洗系统、维护性清洗系统，所有24格膜池共用恢复性化学清洗系统和气检系统。
膜系统的运行工艺主要包含：抽真空、过滤、气水反洗、排污、维护性化学清洗、恢复性化学清洗、完整性检测和在线水质监测等。本次升级改造中选用了膜华iSMF-E2000-01TV533-W型中空纤维膜。
2.1 超滤处理工艺
来水通过进水阀控制进入超滤膜池，在抽吸泵形成的负压驱动下，水从中空纤维膜外侧进入到内侧，汇集于每个膜组件的集水管，之后汇集到每个膜架的产水支管，每个膜架上的产水支管连接到膜池的产水管，滤后水经各膜池的产水管，由抽吸泵输送到出水渠并进入清水池。浸没式超滤系统采用间歇产水方式，采用自来水处理中典型的产水周期，设计产水周期约为60 min，包括过滤产水约59 min，气水反洗约1 min（30 s空气擦洗+30 s气水反洗）。
2.2 物理清洗系统
随着过滤的进行，待滤水中的胶体有机物、细菌和悬浮固体等逐渐累积在膜面或膜孔，形成可逆或不可逆膜污染。膜污染的出现增加了跨膜压差（TMP）值，膜通量出现下降。为了在合适的TMP值范围内保持膜的通量，膜系统可自动进行周期性的气水反洗，此过程包括产水反向通过膜同时空气擦洗膜纤维的外表面，气水反洗时间一般约为1min。本工艺中气反洗压力为35~50kPa，气反洗流量为1350~1925m³/h，水反洗流量为650~700m³/h，气擦洗时间和气水反洗时间各约30s。
2.3 化学清洗系统
超滤膜长时间运行后，膜表面和膜丝内部积累的污染物无法通过正常的气水反洗去除，需要利用适当的药剂对超滤膜进行清洗。该系统中，根据清洗药剂和清洗方式的不同，将化学清洗分为维护性化学清洗和恢复性化学清洗两种。
维护性化学清洗又称化学加强反洗（CEB），是一种化学药剂强度较低的在线维护性清洗，加药时间一般为5 min，浸泡时间约为30 min，清洗周期一般为7~15天。恢复性化学清洗是一种强度更高的清洗方式，当跨膜压差（TMP）超过60kPa时需进行化学清洗，清洗周期一般为6 个月，包含碱洗和酸洗，先碱洗后酸洗。通过化学清洗泵，将化学清洗箱中配制的化学清洗溶液送入膜组件，采用循环回流至化学清洗箱及保持清洗溶液在膜组件内静置浸泡的操作方式。
2.4 在线完整性测
为确定膜元件和膜丝是否有损坏或破损，需要定期对膜组件进行气检，保证膜组件的完整性。浸没式超滤膜的完整性检测是基于膜的泡点原理，采用自动压力衰减的测试方法，在线验证膜的截留有效性。通过完整性检测可以找出受损的膜元件和中空纤维膜丝具体位置，以便对膜元件实施修补。将压缩空气注入到浸没式膜的产水侧，切断空气保压5~10min后，PLC系统自动记录出保压时间t 内的气压衰减速率，如果气压衰减速率低于设定值，则系统自动进行下一步；如果气压衰减速率高于设定值，则系统进行待机并报警。系统报警后需人工启动膜泄露测试，通过气泡法对破损位置进行定位，并及时修补修复，完成后重新安装到膜池，并对该膜组件再一次进行完整性检测，检测通过后恢复产水。
3 处理效果及成本分析
3.1 处理效果分析
该工程改造完成应用后，出水水质优于《生活饮用水卫生标准》 （GB 5749—2006），出水浊度稳定在0.10 NTU以内，出水中检测不到细菌（包括大肠菌），保证了饮用水的生物安全性，并达到设计产水规模。
3.2 成本分析
改造完成后水厂产水量为20×104m3/d，工程概算投资为18666.79万元。运行过程中，膜池的直接运行成本约为0.20元/m3，包括电费、药剂费、固定资产折旧费等，折旧按照工程实际招标价格估算。
4 结语
超滤膜技术作为一种新兴的水处理技术，具有出水水质好、工艺流程短、占地面积少、建设周期短、自动化程度高等特点，它能有效去除原水中的悬浮物和胶体物质，将出水浊度降至0.1 NTU以下，能将细菌、病毒、两虫、藻类水生生物几乎全部去除，提高出水水质安全性和生物稳定性。在工程设计中，要根据工程实际情况进行各种工艺设备的比较；工艺运行中，根据原水情况选择合适的运行参数；化学清洗中需做好防护措施，保证人身安全；及时监测系统的运行状况和进水水质的变化情况，出现问题及时停机处理。
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