膜处理技术在水厂中的应用
来源：美国科氏滤膜系统有限公司上海代表处 阅读：4733 更新时间：2008-01-15 16:07
UF/RO （超滤／反渗透）因其出水品质好、自动化程度高，在各行各业的给水和废水处理中扮演着越来越重要的作用。自 20 世纪 80 年代以来，以中空纤维超滤（ UF ）和反渗透（ RO ）为代表的膜处理技术作为一种新兴的高科技技术，在各行各业的给水和废水处理中得到了广泛的应用。膜法分离装置操作容易，便于维修且分离效率高，与常规水处理方法相比，具有出水品质好、能耗低、自动化程度高等特点，因而在大规模的节水和水回用领域发挥着极其重要的作用。
浙江省由于经济的飞速增长，对环境造成了很大的负面影响，尤其是饮用水源受到了污染。据统计，省内 20 ％的河流受到了严重污染， 3500 万人口不能喝到合格的饮用水，还有 1000 万的农村居民喝的是没有经过任何处理的已经污染的河水、湖水或地下水。为了解决这个问题，满足当地居民饮用水的需求， 2003 年浙江省决定投资 200 亿元人民币用于新的饮用水工程，确保全省居民 2012 年前全部喝上放心水。浙江慈溪航丰自来水厂就是实施该工程的一个重要的项目。该水厂位于浙江省慈溪市，紧临杭州湾，距离上海 400 多公里。水厂由蓝星水处理公司施工建设，并已于 2004 年 11 月投入使用，是目前国内最大的超滤／反渗透制取饮用水项目，超滤产水 1200 吨／小时。该项目的投运标志着膜法在饮用水处理中的大规模应用。
原水水质
水厂以四灶浦水库为水源，要求产品水符合 GB5749-85 《生活饮用水标准》。四灶浦水库的水源是已受到周边环境的严重污染，耗氧量、氨氮和氯离子均超过了饮用水二级标准的要求，同时还有海水倒灌。具体参见下面的水质表。
原水水质表
| 水质指标 | 数 值 | 水质指标 | 数 值 |
| 浊度 | 15NTU | 亚硝酸盐 | 0.02mg/l |
| 色度 | 40 | 硝酸盐 | 10mg/l |
| 总碱度 | 190mg/l | 氨氮 | 3mg/l |
| 总硬度 | 140mg/l | COD Mn | 10-20mg/l |
| 铁 | 0.3mg/l | 细菌 | 500 |
| 锰 | 0.1mg/l | 大肠菌 | 150 |
| 钾 | 280mg/l | 大肠菌 | 1200mg/l |
| pH | 8月9日 |
系统工艺流程
为了将该污染水源处理到达标饮用水，选择合适的处理工艺非常关键。针对耗氧量和氨氮超标（饮用水源二级标准规定为≤ 0.1mg/L ），蓝星水处理公司在工艺方案中增加了去除有机物的预处理工艺；同时由于海水倒灌，氯离子超标，达 360-367.5mg/L ，而饮用水水源二级标准要求≤ 250mg/L ，又增加了除盐工艺。为了减少投资采用了部分水脱盐的方案，需除盐的部分水为 40% ，即 2 万吨 / 天。蓝星水处理公司在进行了大量的调研考察工作后，决定采用运行稳定可靠、投资合理的超滤／反渗透联合处理工艺。
系统描述
自四灶浦水库设 2 根 D1200 引水管至取水泵房，取水泵房设于净水厂区内，引水管进水口设置拦污格栅。取水泵房为地下式钢筋砼池，水泵集水池前方设格栅、格网。水泵为潜水泵，将原水送入接触氧化池。接触氧化工艺主要是去除水中的有机污染，降低耗氧量、氨氮等指标。接触氧化池为钢筋砼结构，一期设 5 万吨/日规模的 1 座。。
为了进一步降低水中的有机物与胶体物质，设计了混凝剂加药系统和活性炭粉末添加等，但在实际运行中，活性炭粉末没有添加。混凝剂投加在反应池前的进水管路上，原水与混凝剂在管道静态混合器进行混合后进入反应池。反应池为折板反应，反应区设在沉淀池的端部，反应采用三段同波折板，反应区停留时间 16 分钟。沉淀采用平流沉淀池。
在进入超滤／反渗透处理前，采用了气水反冲滤池进行过滤以进一步降低水中的浊度。气水反冲滤池共设二座，每座设计规模 10 万 m 3 /d ，钢筋砼结构。
超滤系统概况
经过气水反冲滤池过滤的清水进入超滤系统。中空纤维超滤是 RO 前处理的最理想方法，它不依赖于进水水质的变化，可以连续稳定地提供低浊度、低 SDI 值的产水作为 RO 的进水，显著增加了 RO 系统的运行稳定性，减少了清洗周期，大大提高了 RO 系统的整体性能。而且超滤可以有效截留水中对人体有害的各类细菌和病毒。
中空纤维超滤系统：
超滤产水规模： 4 套各 300 吨／小时；
超滤膜组件：科氏滤膜公司（ KOCH ）内压式 V1072-35-PMC 膜件，共 160 只；
超滤运行方式：单通错流过滤，浓水排放 5% ；
系统回收率： 90 ％；
反洗周期： 30 分钟；
反洗时间： 1 分钟；
快冲周期：每次反洗后；
快冲时间： 0.5 分钟；
化学清洗周期： 1 － 3 个月；
RO 系统概况：
产水规模： 900 吨／小时；
回收率： 75 ％；
综合效益
采用超滤／反渗透工艺的浙江慈溪航丰自来水厂自 2004 年 11 月投运以来，给业主和社会都创造了良好的经济和环境效益。
（1）出水水质稳定，超滤出水 NTU<0.1 ， SDI<3 ；
（2 ）占地面积小，超滤和反渗透均为模块化的设备，膜件高度集中布置，尤其是超滤系统，采用的是产水量比 8 英寸膜件增加了 60 ％的 10 英寸膜件，单位空间的产水量增加了 60 ％左右；
（3 ）自动化程度高，除化学清洗外，所有步骤包括产水、反洗、正洗均为自动控制，大大节约了人工操作和维护的工作量；
（4 ）操作灵活简单，膜组件之间立式并联连接，可以方便的进行完整性测试，有利于每支膜件的维护，能够方便地为日后系统扩建预留空间；而且超滤系统可根据来水量的变化而选择一套或几套同时运行；
（5 ）水的利用率高，超滤系统的回收率达 90 ％，浓排水回至混凝沉淀池可进一步提高回收率，整个系统的回收率达 80 ％以上。
浙江慈溪航丰自来水厂拥有目前国内最大的饮用水超滤／反渗透处理系统 。该系统自 2004 年 11 月投运以来，已经稳定运行了 2 年多的时间，极大地改善了周边地区的居民的饮水环境，成功地为浙江省的居民们提供了非常可靠的饮用水，是国内水源受污染地区解决饮水问题的一个典范。
链接：超滤／反渗透膜
超滤膜（ UF ）是一层非常薄而致密的薄膜，膜的孔径在 0.01 ～ 0.1 微米左右，它在原水和出水之间形成了一层有效的机械阻档，可以去除原水中的高分子有机物、悬浮固体、细菌、病毒和各类硅、铁和铝的胶体颗粒等。一般来说， UF 透过液的浊度小于 0.1NTU ， SDI 小于 3 ，因此，中空纤维超滤常用作直饮水的处理、各类反渗透包括海水淡化的前处理，还可用于反渗透／离子交换的后处理，提供最终的细菌和颗粒控制。 UF 用作反渗透（ RO ）的前处理时，其稳定的高品质的产水可以显著改善 RO 系统的性能，比如在一定通量下可以降低操作压力，减少了膜的结垢和污染，减少了化学清洗频率。
反渗透膜（ RO ）是最精细的一种膜分离产品，能有效截留所有溶解盐类及分子量大于 100 的有机物，同时允许水分子通过。反渗透复合膜的脱盐率一般高于 99.5% ，广泛应用于各类苦咸水脱盐和海水淡化，可以显著降低酸碱性的废水排放量。
