超滤在清河污水处理再生水厂的应用

超滤在清河污水处理再生水厂的应用石柳青贾凤莲黎泽华高峰王同春(金科水务工程（北京）有限公司,北京,100102)摘要:本文介绍了北京清河污水处理再生水二期工程技术，详细介绍了工程设计及设计出水水质。关键词：清河再生水厂超滤TheApplicationoftheUFTechnologyinQingheReclaimationWaterPlantLiuqingShiFenglianJiaZehuaLiTongchunWang(GreenTechEngineeringCo.,Ltd,Beijing,100102)Abstract:IntroducedtheengineeringtechniquesofQingheReclaimationWaterPlantusingUFtechnology,describedthedesignparametersandpredictedrunningresultsindetail.KeyWords:QingheReclaimationWaterPlantUF1.前言清河污水厂再生水二期工程的建设规模为32万m3/d。项目主要对现状污水处理厂生物处理系统进行升级改造，通过脱硝过滤池处理，再进行膜深度处理工艺，去除各种污染物。处理出水再经过臭氧接触氧化等深度处理工艺，使嗅味、色度等污染指标得到进一步去除，使出水达到再生水出水水质的要求。设计出水水质满足《再生水回用于景观水体的水质标准》，部分水质达到《地表水环境质量标准》IV类水体水质要求。2.深度处理的工艺选择常用的污水深度处理工艺有曝气生物滤池，加药/絮凝/澄清+砂滤，纤维过滤，臭氧氧化以及超滤等。曝气生物滤池（BAF）曝气生物滤池（BiologicalAeratedFilter）简称BAF，是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺。该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX（有害物质）的作用，其容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费用省。但BAF无法去除致病微生物，对浊度的去除率也较低。加药/絮凝/澄清+砂滤污水经澄清（沉淀）处理后，经过砂滤处理，主要去除悬浮物，可以部分去除COD和磷（加药）等，但无法去除其他物质。臭氧氧化对色度较高的污水，可以采取臭氧氧化来达到去除色度的目的。臭氧能分解产生色度的有机物，从而改善再生水的感官性状。超滤超滤膜几乎可以全部截留细菌和病毒，对细菌的去除率可达到99.9999%(6log)，对病毒的去除率可达到99.99%（4log），这样保证了再生水的生物安全性。同时，结合加药，超滤膜有很好的除磷效果。超滤同时可以去除部分BOD。综上所述，为满足对各污染物，尤其是浊度、大肠杆菌的去除率要求（表3），采用传统的介质过滤和机械过滤已不能全部满足过滤出水水质要求。特别是为了满足回用水日益严格的对致病微生物的要求,以保证人体接触此水体时有足够的安全性，并可作为更高品质的市政回用水的要求，选择能物理截除细菌和病毒的过滤介质作为本工程的核心过滤设备显得尤为重要。清河项目中采用的超滤膜技术是专门针对大型水处理工程开发的膜过滤技术。这种高性能超滤膜采用标准的8寸设计，其平均孔径为0.020～0.025m，最大孔径不超过0.025m。这样可充分保证水中尺寸大于0.025m的颗粒，如胶体、固体颗粒、病毒、细菌、隐性孢子等被完全过滤掉。该系列超滤膜对细菌去除率6log，对病毒去除率4log，出水浊度≤0.2NTU。因此保证了过滤后的出水，不含任何悬浮物，长期保持高质量，可以直接使用，或者作为后续深度处理的入水。本项目所采用的超滤膜具有优异的耐化学腐蚀的性能，因此可以在广泛的pH值范围内进行操作，并且耐氧化，可以用来处理加氯处理后的水，以及用强氧化剂进行清洗。采用超滤工艺可确保水处理效果，提高运行的安全可靠性；有利于节能、降耗、易于操作、控制、维护，降低运行成本。正因为超滤系统具有诸多优点，所以我们所建造的多套大型的污水处理中水回用项目，例如科威特的苏莱比亚项目（60万M3/d），纳米比亚项目（21万M3/d），多哈项目（43.9万M3/d），其处理工艺均选择超滤系统进行处理。3.系统设计3.1工艺流程膜深度处理车间由膜车间、反洗水池、反洗排水池、泵房、鼓风机间、加药间等组成。膜车间内设有鼓风机间、加药间、储药间、储药罐区、工具间、配电室、值班室等。经过常规处理工艺预处理后的水先进入原水池，然后通过超滤供水泵送入自清洗过滤器，将可能造成膜损坏的、较大的机械性杂质过滤掉；然后进入超滤装置，大部分的细菌、藻类、胶体物质、大分子有机物和微小（大于0.025微米）的颗粒物质可以在此去除，超滤产水进入中间水池。具体工艺流程详见图1。图1系统工艺流程框图3.2主要设计参数(1)设计进水水质表1再生水工程设计进水水质序号项目单位设计进水1生化需氧量（BOD5）mg/L62化学需氧量（CODcr）mg/L303悬浮物（SS）mg/L104总氮(TN)mg/L125氨氮(NH3-N)mg/L1.5反洗水池中间提升泵井一期沉淀池出水进水泵井生物滤池泵房过滤器膜深度处理车间接触池清水池吸水井配水泵房2再生水用户臭氧反洗水池次氯酸钠一期完善沉淀池及二期沉淀池出水6总磷（以P计）mg/L1.07粪大肠菌群个/L1058水温C12~259pH/6~9(2)膜通量选择膜通量的选择是对投资成本及运行费用影响最大的因素，同时也是一个影响长期可靠性和操作简便性的重要参数。因此设计通量的选择必须合理可靠以平衡这些因素，这个过程应该是建立在对各方面因素的综合考虑基础上的，并最好进行中试或者参考同类项目的运行经验来决定最佳的通量范围。清河污水处理厂再生水利用工程的实际瞬时膜通量为≤65L/m2/h。系统设计为4个系列，设计参数见表2。表2超滤系统设计参数序号项目单位数值1设计平均流量180000m3/d(2.083m3/s)2总变化系数1.3753最大设计膜通量L/m2.h654膜系列数系列45单系列膜装置数量套36膜装置总数量套127单支膜元件膜面积m2408单个膜装置膜数量支3449膜元件总数量支412810系统回收率%95(3)大型超滤装置效果图超滤系统安装效果图见图2和图3。图2单套UF装置图3UF膜组1、运行效果清河再生水厂二期工程预计在2010年底完工并开始运行。设计出水水质满足《再生水回用于景观水体的水质标准》，部分水质达到《地表水环境质量标准》IV类水体水质要求。具体见表3。表3设计出水水质序号项目单位设计出水1生化需氧量（BOD5）mg/L62化学需氧量（CODcr）mg/L303悬浮物（SS）mg/L--4总氮(TN)mg/L105氨氮(NH3-N)mg/L1.56总磷（以P计）mg/L0.37粪大肠菌群个/L5008浊度NTU0.52、结论采用超膜技术对污水进行深度处理及回用，出水水质稳定，保证了出水的生物安全性，是大型市政污水深度处理以及生产优质再生水的可靠工艺。