超濾在清河污水處理再生水廠的應用
一、前言
清河污水廠再生水二期工程的建設規模為32萬立方米每天。項目主要對現狀污水處理廠生物處理系統進行升級改造，通過脫硝過濾池處理，再進行膜深度處理工藝，去除各種污染物。處理出水再經過臭氧接觸氧化等深度處理工藝，使嗅味、色度等污染指標得到進一步去除，使出水達到再生水出水水質的要求。設計出水水質滿足《再生水回用于景觀水體的水質標準》，部分水質達到《地表水環境質量標準》IV類水體水質要求。
二、深度處理的工藝選擇
常用的污水深度處理工藝有曝氣生物濾池，加藥/絮凝/澄清+砂濾，纖維過濾，臭氧氧化以及超濾等。
1、曝氣生物濾池（BAF）
曝氣生物濾池（Biological Aerated Filter）簡稱BAF，是20世紀80年代末在歐美發展起來的一種新型生物膜法污水處理工藝。該工藝具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX（有害物質）的作用，其容積負荷、水力負荷大，水力停留時間短，所需基建投資少，出水水質好，運行能耗低，運行費用省。但BAF無法去除致病微生物，對濁度的去除率也較低。
2、加藥/絮凝/澄清+砂濾
污水經澄清（沉淀）處理后，經過砂濾處理，主要去除懸浮物，可以部分去除COD和磷（加藥）等，但無法去除其他物質。
3、臭氧氧化
對色度較高的污水，可以采取臭氧氧化來達到去除色度的目的。臭氧能分解產生色度的有機物，從而改善再生水的感官性狀。
4、超濾
超濾膜幾乎可以全部截留細菌和病毒，對細菌的去除率可達到99.9999%(6log)，對病毒的去除率可達到99.99%（4log），這樣保證了再生水的生物安全性。同時，結合加藥，超濾膜有很好的除磷效果，超濾同時可以去除部分BOD。
綜上所述，為滿足對各污染物，尤其是濁度、大腸桿菌的去除率要求，采用傳統的介質過濾和機械過濾已不能全部滿足過濾出水水質要求。特別是為了滿足回用水日益嚴格的對致病微生物的要求，以保證人體接觸此水體時有足夠的安全性，并可作為更高品質的市政回用水的要求，選擇能物理截除細菌和病毒的過濾介質作為本工程的核心過濾設備顯得尤為重要。
清河項目中采用的超濾膜技術是專門針對大型水處理工程開發的膜過濾技術。這種高性能超濾膜采用標準的8寸設計，其平均孔徑為0.020～0.025μm，最大孔徑不超過0.025μm。這樣可充分保證水中尺寸大于0.025μm的顆粒，如膠體、固體顆粒、病毒、細菌、隱性孢子等被完全過濾掉。該系列超濾膜對細菌去除率>6log，對病毒去除率>4log，出水濁度≤0.2NTU。因此保證了過濾后的出水，不含任何懸浮物，長期保持高質量，可以直接使用，或者作為后續深度處理的入水。本項目所采用的超濾膜具有優異的耐化學腐蝕的性能，因此可以在廣泛的pH值范圍內進行操作，并且耐氧化，可以用來處理加氯處理后的水，以及用強氧化劑進行清洗。
采用超濾工藝可確保水處理效果，提高運行的安全可靠性；有利于節能、降耗、易于操作、控制、維護，降低運行成本。正因為超濾系統具有諸多優點，所以我們所建造的多套大型的污水處理中水回用項目，例如科威特的蘇萊比亞項目（60萬m3/d）、納米比亞項目（21萬m3/d）、多哈項目（43.9萬m3/d），其處理工藝均選擇超濾系統進行處理。
三、系統設計
1、工藝流程
膜深度處理車間由膜車間、反洗水池、反洗排水池、泵房、鼓風機間、加藥間等組成。膜車間內設有鼓風機間、加藥間、儲藥間、儲藥罐區、工具間、配電室、值班室等。
經過常規處理工藝預處理后的水先進入原水池，然后通過超濾供水泵送入自清洗過濾器，將可能造成膜損壞的、較大的機械性雜質過濾掉；然后進入超濾裝置，大部分的細菌、藻類、膠體物質、大分子有機物和微小（大于0.025微米）的顆粒物質可以在此去除，超濾產水進入中間水池。
2、主要設計參數
膜通量選擇
膜通量的選擇是對投資成本及運行費用影響最大的因素，同時也是一個影響長期可靠性和操作簡便性的重要參數。因此設計通量的選擇必須合理可靠以平衡這些因素，這個過程應該是建立在對各方面因素的綜合考慮基礎上的，并最好進行中試或者參考同類項目的運行經驗來決定最佳的通量范圍。
清河污水處理廠再生水利用工程的實際瞬時膜通量為≤65L/m2/h。
系統設計為4個系列 。
四、運行效果
清河再生水廠二期工程預計在2010年底完工并開始運行。設計出水水質滿足《再生水回用于景觀水體的水質標準》，部分水質達到《地表水環境質量標準》IV類水體水質要求。
五、結論
采用超膜技術對污水進行深度處理及回用，出水水質穩定，保證了出水的生物安全性，是大型市政污水深度處理以及生產優質再生水的可靠工藝。
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