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双膜法在污水再生处理中的应用及运行维护

发表时间：2021/6/4 来源：《基层建设》2021年第2期作者：王志申

[导读] 摘要：近年来，随着水资源的日益短缺，工业用水紧张，污水再生利用显得尤为重要，其中双膜法回用技术是目前研究和应用的热点，广泛应用于工业废水的深度处理回用、市政污水的再生利用及锅炉补给水处理。

        身份证号码：33078119900306xxxx
        摘要：近年来，随着水资源的日益短缺，工业用水紧张，污水再生利用显得尤为重要，其中双膜法回用技术是目前研究和应用的热点，广泛应用于工业废水的深度处理回用、市政污水的再生利用及锅炉补给水处理。双膜法是将不同的膜技术组合在一起的工艺，结构紧凑、占地面积小、药剂消耗量低、处理效果稳定、运行管理安全可靠，双膜法运用于污水再生可达到节约资源、降低成本的目的，具有明显的经济效益和社会效益。
        关键词：双膜法；污水再生处理；应用；运行维护
        引言
        生态城镇是人类、自然、社会三者高效和谐共生互惠的城镇发展模式。本文提出了A2/O高效脱氮除磷预处理与人工生态湿地深度处理技术路线，这将有效地解决当前尾水回用存在的氮磷不易彻底除去及回用管网投资巨大这两大难题，对生态环境保护、可持续发展与循环经济理念推广具有十分重要的战略意义。
        1污水再生处理工作中应用双膜工艺的意义
        （1）有利于建立更加完善的水处理系统流程。以往，在处理化学水的过程中涉及废水处理、补给水处理、进水预处理、循环水处理等多个环节，不仅工序复杂，而且处理效率较低，且在实际运行的过程中，经常会遇到各种各样的问题，非常不利于污水再生处理质量的提升。与此同时，在处理化学水的过程中，所使用的处理设备往往需要占据大量的空间，导致在对设备进行整体维修以及整体管理的过程中，难度较大，严重影响了化学水的处理效率，加大了的污水再生处理成本。随着新技术的不斷发展，双膜处理工艺逐渐成熟，其在污水再生处理中的应用也越来越广泛，不仅有效的提升了污水再生处理的质量，也有效的提升了处理效率，简化了处理流程，避免了以往污水再生处理系统发生故障给企业正常运营带来的不利影响。
        （2）污水再生处理过程更加环保。伴随着我国工业的快速发展以及科学技术的持续进步，人对于环保问题的重视程度也在逐年提升，因此，在处理化学水的过程中，也需要逐步将环保意识融入其中，合理控制化学水对环境的污染，节约水资源的同时，促进水资源利用效率的提升[2]。合理处理化学水，还能节约大量水资源，最大限度的减少水资源浪费的情况，避免生产过程中产生的化学水污染周围环境，提升水资源的循环效率。在污水再生处理的过程中，使用双膜处理工艺来替代传统的处理方式，能够有效避免化学药品的使用给周围环境带来的不利影响，使化学水的处理过程更加环保。
        （3）建立了完善的污水再生处理系统控制单元。以往，在处理化学水的过程中，模拟盘是最主要的控制方式，但随着现代信息技术的发展以及科学技术的持续进步，污水再生处理系统中的控制方式也发生了变化。现阶段主要是通过在污水再生处理系统中加入中央处理器，通过分批管理的方式，对整体中的单独系统进行控制，提升污水再生处理系统的整体性，在此基础上，保证化学水的处理效率。中央处理器协同其他设备在实际工作的过程中，能够全面分析和控制各单元的数据信息，并依据系统设置，按时向总系统传递数据信息，实现对污水再生处理系统的生产流程以及生产环节更高质量的管控。
        2城市污水再生利用对象分析
        城市污水再生利用对象分为五类：农、林、渔业用水；城市杂用水；工业用水；环境用水；补充水源水。其中，环境用水又分为娱乐性景观环境用水、观赏性景观环境用水和湿地环境用水三类。一般来说，回用于工农业的污水总是占绝大比例，但就城北居住区而言，重点应是环境用水、工业用水、水源用水及城市杂用水。
        2.1环境用水
        环境用水主要是指观赏性景观用水，即指人体非直接接触的景观环境用水。内河资源相对较为丰富，主要起蓄淡泄洪之用，但内河河源均不长，水量受制于天，因此，作为内河补充用水是污水资源化的重要潜在目标。

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        2.2工业用水
        目前，城区经济结构比较单一，一直以水产加工为主。该行业既对渔业与水资源依存度很大，又对水质的要求十分严格，属资源依赖型经济结构，因此，经济结构的调整势在必行。城北居住区河网丰富，位于下游的工业区可考虑引进低质用水工业企业，如造纸、印染等。因此，可以将城北居住区污水再生回用于工业区工业企业，一方面能利用河道作为管网，减少工程投资，另一方面能促进城区经济结构的快速调整。
        3双膜法在污水再生处理中的应用及运行维护
        3.1超滤膜的化学清洗
        超滤膜污堵是运行过程中常见的问题，需要分析污堵原因并进行合理的化学清洗。由于本系统原水中微生物、铁、锰、硫酸盐、总硬度浓度高，超滤膜表面截留大量的氢氧化铁、二氧化锰，超滤膜表面在运行3d后就被红色的污染物完全覆盖，铁、锰是超滤膜污堵最严重的污染组分。其次，微生物在超滤膜表面被截留并大量繁殖，微生物是超滤膜最常见的污染物。连续运行3个月左右，超滤膜出现了轻度的碳酸钙、硫酸钙结垢，导致超滤膜存在各种组分的复合污染，难以用单一方法清洗。针对出现的污染组分，研究了对应的清洗药剂和方法，保证超滤膜得到有效的恢复性清洗。实际清洗时，需要根据不同的污堵方式和严重程度，灵活选择清洗药剂和清洗剂浓度。
        3.2反渗透膜的化学清洗
        在反渗透运行过程中，微生物、有机物的污堵是经常发生的问题，造成反渗透进水压力增加，段间压差增加，产水量降低。由于污水处理厂进水复杂，水质季节性差异大，导致本系统的反渗透膜在夏季时污堵更加严重和频繁，1周内反渗透压差可以增加至0．4MPa，产水量降低30％以上。每年5～9月份，一般需要每月进行1次反渗透膜的清洗，其余时间可以每季度进行1次反渗透膜的清洗。污堵主要集中在反渗透系统前端的膜元件，需要对这些膜元件进行拆除，单独进行离线清洗。对于本系统污堵的反渗透膜元件，单独的碱洗＋酸洗就可以起到较好的清洗效果，碱洗采用0．1％NaOH＋0．025％十二烷基磺酸钠，酸洗采用1．5％的柠檬酸，碱洗和酸洗步骤包括低流量循环－浸泡－大流量循环3个过程。低流量循环时，单支膜组件的清洗流量保持4m3／h左右，循环时间1～2h。碱洗浸泡时间保持8～12h，酸洗浸泡时间保持4～6h。在大流量循环过程中，清洗流量对反渗透清洗效果起到关键作用，单支膜组件的清洗流量不能低于8m3／h，最好控制在10～12m3／h。
        结语
        为了降低运行成本，中水深度处理及回用项目上对反渗透出水采取分段取水利用。为保证软水的硬度指标，将反渗透一段产水单独提取，并存入一段产水池，用泵输送至原有软水池作为软水直接使用。由于反渗透脱盐率会随着运行时间慢慢衰减，也会受到温度的影响，为了确保一段产水达到软水要求，在一段产水无法达到要求的情况下，再将一段产水池出水用泵输送至原有钠离子交换器，进一步降低硬度后再进入软水池作为软水使用。
        参考文献：
        ［1］毛哲林，黄丽芳，张海杰．印染废水深度处理及回用工程实例［J］．工业用水与废水，2016，47（6）：61－63．
        ［2］董明．双膜法与树脂吸附组合工艺在焦化废水深度处理上的应用［J］．工业用水与废水，2016，47（1）：55－58．
        ［3］汪开明，冯海波，徐凯杰．双膜法在印染废水深度处理中的应用［J］．水处理技术，2013，39（8）：124－126．
        ［4］张甜甜，胡建坤，王健，等．双膜法在市政污水处理厂的应用［J］．供水技术，2014，8（3）：27－30．
        ［5］何江通，周秀秀，刘立，等．基于城镇污水处理厂尾水同级排入的深度处理技术研究［J］．工业用水与废水，2017，48（1）：1－5．
        ［6］常莺娜，梁宗俊，王红燕．全膜法在西北地区制备锅炉补给水工程实例［J］．水处理技术，2019，45（1）：128－130．