压力溶气气浮+低压膜工艺在中水回用中的应用
摘要： 应用 压力溶气气浮+膜处理工艺处理达标排放的生活污水和 工业 废水，该工艺对于水中的有机物、溶解性固体、色度、金属离子等污染物有显著的去处效果，出水水质各项指标均低于自来水标准，完全可在生产生活中回用。出水水质稳定，运行成本低，占地面积小，该工艺取代传统机械过滤，能够降低运行成本。
关键词：压力溶气气浮 低压膜 过滤
Abstract: by using this gas-float way plus membrane disposal technique to dispose the standardly discharged daily sewage and industrial waste water. This technique have a good effect on the organic contaminant, resolvable solid, chroma and metal ion and so on. With a lower index compared with the running water, the target water can be completely reused in everyday life and production. The quality of the coming water is stable. Fewer costs are needed. Furthermore, this facility does not take up too much room..
一、概述
水 问题 已经成为我国 经济 可持续 发展 的制约因素，并将成为21世纪我国经济发展最突出的问题。实现污水资源化具有明显的环境效益、经济效益和 社会 效益，是保护水资源和使水资源增值的有效途径，同时也会大大的缓解我国水资源的紧缺。
在水的社会循环中，污水的再生与回用是关键的环节。将大部分的废水经过再生处理后回用，一方面可以缓解水资源短缺的局面，高效地利用有限的淡水资源，同时又减少了排放至 自然 水体的污染物总量，具有多方面的功效。因此，水的再生与回用是环境保护、水污染防治的主要途径，是社会和经济可持续发展战略的重要环节，已经成为世界各国解决水问题的必选策略。
随着 现代 环保技术的日益完善和发展，膜技术作为中水回用处理的主体技术得到了广泛的应用和认可。传统膜技术为主体的中水回用处理技术前置处理均以机械过滤、多介质过滤、活性炭过滤为主，均需要反冲洗和活性炭的再生利用，整体设备运行费用较高，占地面积大。而采用压力溶气气浮代替传统机械过滤进行前处理，能收到良好的效果，而且能够节约占地面积和运行费用。
工艺流程
工艺说明：
本处理工艺分为前置处理和后续处理两个阶段，前置处理根据不同的水质在管道中投加由我公司配备的高效絮凝剂，压力溶气罐提供压缩空气产生细小气泡，气浮反应罐中去除大量有机物、金属离子、色度、溶解性固体、盐分等物质。前置处理后出水进入保安过滤器、膜过滤进行后续处理，出水用于生产或生活回用。
工艺特点：
本工艺采用物理 方法 取代传统的机械过滤、多介质过滤、活性炭过滤，无需活性炭再生、反洗等维护保养，在气浮反应罐中有机物分离快，时间短，处理出水稳定、效果显著，能够减小后续膜处理的进水负荷。整体设备占地面积比机械过滤节省50%，运行费用节省40%。
二、工程实际效果
以下是10吨/小时中试设备处理效果：(监测主要指标)
(一) 中国 石化某炼油公司污水处理厂排水处理效果：(表1)
监测时间：2004年11月15日~2004年11月20日
|
检测项目 |
进水水质 |
膜出水水质 |
去除率 |
生活饮用水标准 |
|
PH |
7.1 |
7.3 |
6.5~8.5 |
|
|
色度 |
35 |
3 |
91.43% |
不超过15度 |
|
CODcr |
49 |
10 |
79.59% |
|
|
石油类 |
3.12 |
0.2 |
93.59% |
|
|
挥发酚 |
0.26 |
未检出 |
99.99% |
0.002 |
|
硫化物 |
0.43 |
0.10 |
76.74% |
(二) 某塑料电镀厂污水处理厂排水处理效果：(表2)
监测时间：2004年11月5日~2004年11月10日
|
检测项目 |
进水水质 |
膜出水水质 |
去除率 |
生活饮用水标准 |
|
总铜 |
0.198 |
0.029 |
85.35% |
1.0 |
|
总锌 |
0.489 |
0.034 |
93.05% |
1.0 |
|
总铬 |
0.295 |
未检出 |
99.99% |
0.05 |
|
总镍 |
0.645 |
0.024 |
96.28% |
(三) 宁波某纸业公司污水处理厂排水处理效果：(表3)
监测时间：2004年11月11日~2004年11月16日
|
检测项目 |
进水水质 |
膜出水水质 |
去除率 |
生活饮用水标准 |
|
PH |
7.3 |
7.5 |
6.5~8.5 |
|
|
碱度（mmol/L） |
3.2 |
1.27 |
60.31% |
|
|
硬度 |
720.72 |
232.53 |
67.74% |
450 |
|
色度 |
85.0 |
2.1 |
97.53% |
不超过15度 |
|
氯化物 |
425.08 |
149.74 |
64.77% |
250 |
|
CODcr |
98.26 |
23.06 |
76.53% |
(四) 宁波某纺织品有限公司漂染厂污水处理厂排水处理效果：(表4)
监测时间：2004年11月20日~2004年11月25日
|
检测项目 |
进水水质 |
膜出水水质 |
去除率 |
生活饮用水标准 |
|
PH |
7.8 |
6.7 |
6.5~8.5 |
|
|
总碱度(mmol/L) |
0.63 |
0.11 |
91.43% |
|
|
氯化物 |
357 |
32.6 |
90.87% |
250 |
|
总硬度 |
860 |
120 |
86.05% |
450 |
|
CODcr |
92.85 |
25.00 |
73.07% |
|
|
色度 |
35 |
3 |
91.43% |
不超过15度 |
|
总铁 |
0.142 |
0.035 |
75.35% |
0.3 |
|
总锰 |
0.126 |
0.040 |
68.25% |
0.1 |
(五) 深圳某工程设备有限公司磷化喷涂废水处理效果：(表5)
监测时间：2004年12月8日~2004年12月13日
|
检测项目 |
进水水质 |
膜出水水质 |
去除率 |
生活饮用水标准 |
|
PH |
5.6 |
7.3 |
6.5~8.5 |
|
|
色度 |
35 |
1 |
97.14% |
不超过15度 |
|
CODcr |
75 |
14 |
81.33% |
|
|
石油类 |
23 |
5 |
78.26% |
|
|
总硬度 |
554.51 |
100.10 |
81.95% |
450 |
|
PO43-(以P计) |
0.43 |
0.10 |
69.77% |
|
|
SS |
81 |
5 |
93.83% |
10吨/小时中试设备设计参数指标：(表6)
|
项 目 |
单 位 |
参 数 |
|
处理量 |
M3/h |
10 |
|
表面负荷 |
M3/m2·h |
2~3 |
|
反应时间 |
Min |
6 |
|
接触时间 |
Min |
10 |
|
清水上升时间 |
mm/s |
2.0 |
|
出水浊度 |
mg/L |
≤5 |
|
压力 |
Kg/cm2 |
3 |
采用膜组件参数：(表7)
|
结构 |
毛细管式中空纤维膜丝 |
|
切割分子量 |
10万道尔顿（葡聚糖） |
|
标称膜面积 |
约4.84m2 |
|
工作压力 |
0.2Mpa |
|
PH范围 |
2~13 |
|
最高耐压 |
0.4Mpa |
从以上效果可以明显看出，改用压力溶气气浮工艺取代机械过滤工艺出水水质效果良好明显优于《生活饮用水标准》(GB5749-85)，而且可降低成本。
三、 经济 分析
(一)、实际运行成本分析(10吨/小时中试设备)：
设备总装机容量4Kw，调节池提升泵撞装机容量1Kw，每天运行24小时计，则该中水回用系统单位能耗为0.5Kw·h/m3。运行过程中加入药剂为高效絮凝剂和阻垢剂，设备自动化程度较高进出水均配备在线监测设备，24小时运行仅需一人监测。
表8 运行成本分析
|
项目 |
定额 |
单价 |
运行费用 |
|
电费 |
0.5Kw·h/m3 |
0.8元/Kw·h |
0.40元/吨 |
|
折旧费 |
0.31元/吨 |
||
|
人工费 |
1200元/月·人 |
0.02元/吨 |
|
|
药剂费 |
0.05元/吨 |
||
|
运行成本 |
0.78元/吨 |
以上数据均为实地运行检测结果。结果表明该工艺运行成本比传统机械过滤运行成本(1.30元/吨)节约40%。
(二)、设备占地面积：(以10吨/小时设备实测)
压力溶气气浮和膜处理一体化整体设备占地面积： 7.14m2(长3400mm×宽2100mm)，
设备占地容积：18.56m3(高2600mm)。
以上结果表明该工艺和膜处理工艺结合制成整体一体化设备后占地面积比传统机械过滤的整体化设备节约50%占地面积。
四、结论
综合以上资料表明，采用压力溶气气浮工艺取代传统机械过滤是完全可行的，出水水质
完全可达自来水标准，而且可节约投资成本，运行成本以及节约占地面积。
参考 文献 ：
[1]武江津,王凯军,丁庭华等.《三废处理工程技术手册-废水卷》.北京:化学 工业 出版社,20025.
[2]金熙,项成林,齐冬子等.《工业水处理技术问答》.北京:化学工业出版社,20038.
[3]祁鲁梁等.《水处理药剂及材料实用手册》.北京: 中国 石化出版社,2000.
[3] O‘Melia C R，Grieves R B.Raw water quality,coagulant selection,and solid-liquid separation[M].Kansas City：AWWA Ann Conf,1987.
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