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微生物去除效果好 有效控制膜污染
發(fā)布時間:2023-12-22 瀏覽:6次 文章來源:
【中國環(huán)保在線 技術(shù)前沿】污水處理廠采用膜系統(tǒng)運行效果如何?本文對已經(jīng)投運4年的壓力式膜系統(tǒng)運行效果進行詳細解讀,包括工藝流程及出水水質(zhì),膜系統(tǒng)運行參數(shù)及情況概況,膜系統(tǒng)長期運行情況和膜系統(tǒng)運行成本分析。
膜系統(tǒng):微生物去除效果好 有效控制膜污染
 
  杭州清泰水廠壓力式膜系統(tǒng)設(shè)計總凈產(chǎn)水量30萬m3/d,采用壓力式中空纖維膜。通過對已經(jīng)投運近4年的水廠長期運行效果的研究,總結(jié)了整個處理工藝的凈水效果,膜系統(tǒng)運行中的電耗、藥耗以及長期運行中跨膜壓差、滲透率的變化。
 
  1 水廠工藝流程及出水水質(zhì)
 
  清泰水廠膜過濾深度處理系統(tǒng)采用壓力式中空纖維膜,全系統(tǒng)設(shè)計總凈產(chǎn)水量30萬m3/d,由主過濾系統(tǒng)和水回收系統(tǒng)組成。
 
  主過濾系統(tǒng)由2套完全獨立的子過濾系統(tǒng)組成,2套主過濾(分別稱為1#和2#)系統(tǒng)共18列膜架,每天凈產(chǎn)水29.5萬m3,設(shè)計通量為100 L/(m2˙h),采用死端過濾;水回收系統(tǒng)(稱為3#)共2列膜架,負責主系統(tǒng)清洗水的回收過濾,每天凈產(chǎn)水5000m3/d,設(shè)計通量為56 L/(m2˙h),采用錯流過濾,錯流的比例為10%。
 
  工藝流程見圖1。經(jīng)過近4年的運行,整個工藝流程進出水水質(zhì)見表1。

 

  從運行結(jié)果可以看到,膜系統(tǒng)對濁度和微生物有很好的去除效果,出水的濁度平均在0.02 NTU,出水的總大腸菌群<1 MPN/100 mL,大大提高了出水的微生物安全性。但是膜系統(tǒng)對有機物和氨氮去除很少,有機物和氨氮主要在炭砂濾池得到去除。
 
  2 膜系統(tǒng)運行參數(shù)及情況概況
 
  清泰水廠采用的膜參數(shù)見表2。
  膜系統(tǒng)于2013年4月開始安裝,8月完工,2013年底通過性能測試,轉(zhuǎn)入正式產(chǎn)水階段。膜系統(tǒng)運行中,隨著運行時間的增加,在一定的產(chǎn)水量下,其跨膜壓差不可避免會增長。因此,如何在跨膜壓差增加后,通過清洗恢復到原來的狀況是運行中首先要考慮的問題。清泰水廠在運行中,通過3種清洗來盡量減緩膜污染,保持運行的長期穩(wěn)定。
 
  首先,每30 min進行一次物理清洗,每次清洗的時間為60 s的氣水聯(lián)合反洗和30 s的正沖。氣水聯(lián)合反洗時,反洗水流量和空氣流量均為300 m3/h。
 
  其次,每2天進行一次EFM清洗(維護性化學清洗)。EFM清洗采用400 mg/L的NaClO溶液,清洗循環(huán)持續(xù)時間為30 min。
 
  然后,每35 天進行一次CIP清洗(在線清洗)。CIP清洗分堿洗和酸洗,其中堿洗為1% NaOH+1 000 mg/L NaClO混合溶液,循環(huán)時間120 min。酸洗為2%的檸檬酸溶液,循環(huán)時間為120 min。
 
  經(jīng)過近4年的實踐,上述3種清洗方式有效地控制了膜污染,使得膜系統(tǒng)一直能夠長期穩(wěn)定運行。
 
  3 膜系統(tǒng)長期運行情況
 
  3.1運行中TMP的變化
 
  一般膜系統(tǒng)有兩種運行方式,即恒流過濾或恒壓過濾。恒流過濾狀態(tài)下,通過考察壓力變化,可以掌握膜的運行情況;恒壓過濾狀態(tài)下,通過考察流量的變化,可以掌握膜的運行狀態(tài)。隨著城市改造進程中屋頂水箱的取消,杭州市各水廠的時變化系數(shù)明顯增大,受水廠清水池調(diào)節(jié)容積(約為10%)的限制,實際水廠運行中,既不是恒流過濾,也不是恒壓過濾。運行發(fā)現(xiàn),膜的運行壓力和流量隨時都在變化,因此,為了使數(shù)據(jù)更有可比性,選取同樣運行通量下,膜的TMP進行分析比較。圖3為膜系統(tǒng)投運3年來,每次CIP清洗前后同通量時的運行情況。
  從圖3中可以看出,總體來看,TMP在冬季與夏季期間呈現(xiàn)有規(guī)律的升高和降低的趨勢,冬季高夏季低。CIP清洗前TMP變化范圍在49——88 kPa,平均TMP為62 kPa,清洗后TMP變化范圍在 44——61 kPa,平均TMP為51 kPa,平均每次下降值為11 kPa。
 
  3.2運行中滲透率的變化
 
  運行中,除了要關(guān)注實際TMP的增長情況,還要關(guān)注每一次清洗后,膜性能的恢復情況。為了消除溫度和運行通量不同等因素的影響,選取相同運行通量下的滲透率來進行比較(見圖4)。
  從圖4中可以看出,3年中,CIP清洗前的滲透率變化范圍在1.189——1.579 L/(m2˙h˙kPa),平均為1.358 L/(m2˙h˙kPa)。CIP清洗后的滲透率變化范圍在1.495——1.987 L/(m2˙h˙kPa),平均為1.687 L/(m2˙h˙kPa)。滲透率隨著季節(jié)有規(guī)律地波動,一般在冬季較高,夏季較低。
 
  為了更好地衡量清洗對膜的恢復效果,將膜次清洗后,通量為80 L/(m2˙h)時的初始滲透率值1.88 L/(m2˙h˙kPa)作為比較標準,以后每次清洗后的滲透率值都與該值進行比較,用來衡量膜的恢復性能。結(jié)果見圖5。
  從圖5中可以發(fā)現(xiàn),在長期運行過程中,膜的滲透恢復率呈現(xiàn)有規(guī)律的變化,且一直維持在較高水平,說明膜污染得到有效的控制。膜的滲透恢復率在79.5%——105.7%波動,平均為89.4%。初有3次的恢復率超過了100%,可能是因為次CIP清洗后,膜的性能沒有徹底恢復,而在后面幾次得到了徹底的恢復。
 
  同時,從圖5中也可以發(fā)現(xiàn),滲透恢復率隨著溫度的升高,有所降低。這可能與滲透率計算過程中,修正系數(shù)的值有關(guān)。也可能與季節(jié)溫度不同時,膜受的污染不同有關(guān),在溫度低的季節(jié),膜受的污染比較容易恢復,而在溫度高的季節(jié),膜受的污染不容易恢復。
 
  4膜系統(tǒng)運行成本分析
 
  在膜運行過程中,藥劑主要用于化學清洗。堿洗用的是10%的次氯酸鈉溶液以及氫氧化鈉溶液,酸洗用的是檸檬酸。根據(jù)原設(shè)計,在清洗廢液的中和過程中,需用亞硫酸氫鈉對次氯酸鈉進行還原,但在實際運行過程中,發(fā)現(xiàn)并不需要使用,因此,實際并沒有用到亞硫酸氫鈉。膜系統(tǒng)投運后,經(jīng)過統(tǒng)計,其藥耗為0.006元/m3。
 
  經(jīng)過統(tǒng)計,電耗為0.068 9 kW˙h/m3(合同簽訂值0.071 5 kW˙h/m3),電費按照0.8元/(kW˙h)計算,則電耗為0.056元/m3。膜系統(tǒng)總運行費用為0.062元/m3,其中電耗占90.32%,藥耗只占9.68%??梢姡は到y(tǒng)大的運行費用在電費。
 
  5 結(jié)語
 
  (1)膜系統(tǒng)長期運行結(jié)果表明,膜對有機物和氨氮基本沒有去除效果,但是對濁度和微生物具有很好的去除效果,其出水濁度平均在0.02 NTU,出水大腸菌群數(shù)<1 MPN/100 mL。
 
  (2)膜系統(tǒng)采用氣水聯(lián)合反洗并結(jié)合EFM清洗及CIP清洗,有效地控制了膜污染,系統(tǒng)運行近4年來,跨膜壓差、滲透率等主要控制指標均沒有明顯上升。
 
  (3)膜系統(tǒng)運行中,總運行費用為0.062元/ m3,其中電耗占90.32%,藥耗只占9.68%。
 
  原標題:給水排水 |30萬噸/天,4年,大型壓力式膜系統(tǒng)長期運行效果
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