(工藝技術(shù))工業(yè)園區(qū)尾水處理回用工藝比較

1、尾水深度處理工藝 尾水深度處理是本項(xiàng)目能否實(shí)現(xiàn)全部回用目標(biāo)的關(guān)鍵，根據(jù)尾水水質(zhì)濃度、 特點(diǎn)及工業(yè)園區(qū)尾水處理回用水質(zhì)要求， 結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外工業(yè)廢水尾水深度技術(shù) 水平，本可行性研究提出 “臭氧高級(jí)催化氧化 +曝氣生物濾池 +多介質(zhì)濾池 +超濾 + 反滲透 ”、“曝氣生物濾池 +CMF-S+反滲透”二個(gè)處理工藝方案，并對(duì)二個(gè)處理工 藝方案進(jìn)行技術(shù)對(duì)比論證。（1）工藝方案比較方案一廢水處理主體工藝采用 “臭氧高級(jí)催化氧化 +曝氣生物濾池 +多介質(zhì)濾 池+超濾+反滲透”處理工藝，方案二廢水采用 “曝氣生物濾池 +CMF-S+反滲透”處 理工藝，這兩種工藝對(duì)于處理該污水均可達(dá)到設(shè)計(jì)出水水質(zhì)的要求。兩者的

2、特點(diǎn)比較如下表 4.2-1：表 4.2-1 處理工藝方案對(duì)比項(xiàng)目方案一方案二技 術(shù) 分 析1采用專有專利技術(shù)，科技含量高；1工藝技術(shù)為傳統(tǒng)技術(shù)，在污水處理中應(yīng)用較廣；2由于采用了高級(jí)催化氧化工 藝，水中大量污染物得以大幅度 的去除?？杀ＷC后續(xù)超濾、反滲 透膜的產(chǎn)水率和延長(zhǎng)超濾和反滲 透膜的使用壽命；2系統(tǒng)中無(wú)針對(duì)低濃度有機(jī)物的去除單元， 致使剩余有機(jī)污染物進(jìn)入后續(xù)脫鹽設(shè)備， 易 造成反滲透膜的污染， 降低產(chǎn)水率和縮短超 濾和反滲透膜的使用壽命。 同時(shí)濃水排放也 會(huì)因 COD、 BOD 指標(biāo)過高而滿足不了污水 排放要求。3通過工程實(shí)踐證明該工藝運(yùn)行穩(wěn)定性好；3 CMF-S 連續(xù)脫過濾系統(tǒng)受前端污

3、水處理 影響，存在較嚴(yán)重的膜污染情況。4占地面積較小；基建投資低4池體占地面積大，基建投資偏高；5電耗相對(duì)方案二較低；5電耗相對(duì)方案一較高；6. 整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。6. 整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高。（2）工藝方案的確定 方案一中水處理段采用先進(jìn)的獲國(guó)家科技二等獎(jiǎng)的高級(jí)催化氧化技術(shù)， 通過 在污水中投加復(fù)合高錳酸鹽預(yù)氧化劑和臭氧，經(jīng)與貴金屬催化劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng) 后，除可去除污水中易于分解的有機(jī)污染物進(jìn)行分解外， 并可將污水中難于氧化 的有機(jī)污染物改性為易于生物分解的有機(jī)物， 為后續(xù)的曝氣生物濾池高效運(yùn)行創(chuàng) 造有利條件。通過高級(jí)催化氧化處理后，一是減輕了后續(xù)曝氣生物濾池的復(fù)荷， 二是提高了曝氣生物

4、濾池的處理效率，這樣可大大減少了生化處理構(gòu)筑物的容積，降低了土建投資。 中水段生化處理采用曝氣生物濾池， 可將有機(jī)污染物降解 至較低水平。 這將大大改善后續(xù)反滲透除鹽設(shè)備的運(yùn)行條件， 可確保超濾和反滲 透出水率和降低超濾和反滲透的反沖洗頻率， 還將延長(zhǎng)超濾和反滲透膜的使用壽 命，使更換膜組件的費(fèi)用減少，從而使運(yùn)行費(fèi)用降低。方案二中在中水處理段采用 “生物濾池 +CMF-S 連續(xù)膜過濾 ”作為除懸浮物的 單元，經(jīng)去除懸浮物后水直接進(jìn)入后續(xù)的反滲透設(shè)備中， 由于低濃度水的難處理 性，工藝中去除 COD、 BOD 污染物的措施明顯不夠穩(wěn)定，這些污染物會(huì)對(duì)反滲 透設(shè)備的正常運(yùn)行產(chǎn)生不良影響， 長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)

5、行微生物會(huì)滋生于膜絲上， 堵塞膜絲， 除會(huì)降低出水率和頻繁反沖洗外， 還將縮短超濾和反滲透膜的使用壽命， 使更換 膜組件的費(fèi)用增加， 從而使運(yùn)行費(fèi)用增加。 同時(shí)它們會(huì)隨濃水直接排出， 但由于 其含量較高，超出濃水排放要求?；谏鲜龇治?，方案一技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行可靠、土建費(fèi)用低、自動(dòng)化程度高。 因此綜合比較后確定方案一為本工程的設(shè)計(jì)方案。（3）工藝說明混凝劑本工藝可分為 2 個(gè)工藝段：景觀及雜用水回用處理工藝段和工業(yè)生產(chǎn)生活回 用（達(dá)自來(lái)水標(biāo)準(zhǔn)）處理工藝段。預(yù)氧化劑預(yù)沉調(diào)節(jié)池提升臭氧發(fā)生器高級(jí)傳質(zhì)氧化塔鼓風(fēng)機(jī)曝氣曝氣生物濾池前端污水處理段砂濾池中間水池 反沖洗前端預(yù)沉調(diào)節(jié)池景觀水回用系統(tǒng)一級(jí)回用管網(wǎng)

6、中間水池二級(jí)回用二級(jí)回用管網(wǎng)PH 還原劑 阻垢劑水 力 反 沖 洗堿液計(jì)量泵 酸液計(jì)量泵堿液槽 酸液槽化學(xué)清洗槽超濾主機(jī)城市雜用水系統(tǒng)化學(xué)清洗泵一級(jí)反滲透主機(jī)回用水池圖 4.3-2 尾水深度處理段工藝流程尾水深度處理工藝流程及水量平衡二級(jí)回用管網(wǎng)圖 4.3-1 工藝流程及水量平衡從下表 4.3-1 可以看出，由于 RO 濃水將污染物濃縮了 4 倍左右，導(dǎo)致 RO 濃水不能回用任何水體，為解決這個(gè)問題，可與 “臭氧催化氧化 +生物濾池 ”工藝 段出水進(jìn)行勾兌， 使之勾兌水水質(zhì)滿足 GB18918-2002一級(jí) A 排放標(biāo)準(zhǔn)，可回用于城市雜用水，進(jìn)過計(jì)算濃水于段間水的的勾兌比例應(yīng)大于 1:1表 4

7、.3-1 各處理段水質(zhì)情況表項(xiàng)目CODcrBOD5NH3-N污水站出水50105臭氧催化氧化 + 生物濾池2032超濾 +RO 產(chǎn)水50.750.5超濾 +RO 濃水801284.3.1景觀及雜用水回用處理工藝段污水經(jīng)污水處理站處理后進(jìn)入預(yù)沉調(diào)節(jié)池， 在進(jìn)入前被投加進(jìn)預(yù)氧化劑及混 凝劑，在將水中含有的懸浮物去除， 同時(shí)再利用高錳酸鹽復(fù)合藥劑的強(qiáng)氧化性把 水中易于分解的有機(jī)污染物進(jìn)行前期預(yù)氧化、 改性形成沉淀物在池內(nèi)內(nèi)過濾去除 掉，為后續(xù)高級(jí)傳質(zhì)氧化減輕負(fù)荷， 使之能發(fā)揮更高的作用。 多介質(zhì)濾罐內(nèi)裝填 多種過濾濾料，以滿足分離去除多種污染物的需要。中水預(yù)氧化及沉淀后提升進(jìn)入高級(jí)傳質(zhì)氧化塔。 高級(jí)

8、傳質(zhì)氧化塔內(nèi)裝填催化劑。 催化劑將隨水進(jìn)來(lái)的臭氧在水中電離生成自 然界中具有極強(qiáng)氧化性的羥基自由基（ OH），在此單元內(nèi)，水中一部分 COD 會(huì) 轉(zhuǎn)化為 BOD，同時(shí)小分子有機(jī)物得以氧化去除。高級(jí)傳質(zhì)氧化的氧化劑為臭氧氣體， 臭氧由專業(yè)成套設(shè)備制取供給。 提供臭 氧發(fā)生器的氣源為空氣壓縮機(jī)。高級(jí)傳質(zhì)氧化塔為 316L 不銹鋼材質(zhì)制造。中水從高級(jí)傳質(zhì)氧化塔流出后以重力流入后續(xù)曝氣生物濾池。此時(shí)生物濾池進(jìn)水中有機(jī)污染物均屬于易于降解的小分子物質(zhì)， 它們是微生 物生長(zhǎng)繁殖的最佳養(yǎng)料。 在曝氣供氧的條件下， 污水的微生物逐漸在填料表面形 成生物膜， 由于有比較充足的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并有充分的氧源， 微生物

9、得以生長(zhǎng)繁 殖，微生物生長(zhǎng)繁殖到一定程度后， 其攝入的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)就要求增多， 而水中小分 子有機(jī)污染物正好是其生長(zhǎng)過程中最好的養(yǎng)料，這些微生物附著于池內(nèi)的填料 上，污水在流經(jīng)填料時(shí)， 水中的有機(jī)污染物質(zhì)被微生物攝取， 從濾池排出的水中 有機(jī)污染物的含量就得以降低， 從而達(dá)到中水標(biāo)準(zhǔn)。 曝氣生物濾池采用下向流進(jìn) 水方式，在去除 COD、BOD 的同時(shí)，針對(duì)水中氨氮的含量也有較高的去除效率， 這是因?yàn)樵谙孪蛄鞯倪^程中， 隨著曝氣， 在濾池底層形成的亞硝酸鹽氮及硝酸鹽 氮為濾池上部的硝化細(xì)菌提供了充足的營(yíng)養(yǎng)， 促使其發(fā)揮硝化脫氮作用， 完成使 氨氮從污水中去除。曝氣生物濾池兼具生化處理與預(yù)過濾懸浮物的

10、作用， 因此，污水通過曝氣生 物濾池單元后，水中殘余的 COD、 BOD、懸浮物得到較大幅度的降低，至此， 水中各項(xiàng)指標(biāo)均接近于中水回用標(biāo)準(zhǔn)。中水通過曝氣生物濾池后，設(shè)置砂濾池將水中的生物膜等懸浮物過濾去除 掉。出水進(jìn)入中間水池。中間水池貯存反清洗用水及脫鹽系統(tǒng)供水水量。 反清洗排水排入前端污水處理段。至此，通過前段的中水處理， 水中有機(jī)污染物及懸浮物等均得以較大幅度的 去除，有效的保證了后續(xù)脫鹽設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行。本工藝特點(diǎn)a 、由于采用了高級(jí)傳質(zhì)氧化工藝，水中大量污染物得以大幅度的去除。 同時(shí)也改善了污水的可生化性， 使得后續(xù)生化處理可以更徹底的降解水中有機(jī)污 染物。b、采用“高級(jí)氧化 +

11、曝氣生物濾池 ”技術(shù)有效的保證了后續(xù)反滲透脫鹽設(shè)備不 受水中有機(jī)污染物影響，從而更高效的運(yùn)行，并使其使用壽命得到有效的延長(zhǎng)。c、采用曝氣生物濾池，在去除 COD、BOD 的同時(shí)具去除氨氮的功能，有 利于水質(zhì)進(jìn)一步凈化。d、采用高效的處理工藝大幅度的降低了工程占地面積，削減了工程投資， 同時(shí)采用較短的處理工藝流程，降低了操作運(yùn)行管理的難度。e、本工藝運(yùn)行費(fèi)用較低，可有效的降低了工程投資回收期。f、本工藝流程簡(jiǎn)短，易于操作維護(hù)。4.3.2工業(yè)生產(chǎn)生活回用（達(dá)自來(lái)水標(biāo)準(zhǔn)）處理工藝段目前對(duì)于深度凈化處理基本上都采用反滲透處理工藝， 上世紀(jì)五十年代末六 十年代初期， 反滲透和納濾技術(shù)產(chǎn)品商品化投放市場(chǎng)。

12、 起初，反滲透主要用于海 水和苦咸水脫鹽， 由于工業(yè)領(lǐng)域?qū)ΡＷo(hù)水源、 減少能耗、 控制污染以及從廢水中 回收有價(jià)值物質(zhì)的需求日益增加，反滲透和納濾的新用途變得更有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。反滲透膜的確定反滲透膜能阻擋所有溶解性鹽及分子量大于 100 的有機(jī)物，但允許水分子透 過。醋酸纖維素反滲透膜脫鹽率一般可大于 95，反滲透復(fù)合膜一般大于 98。 膜兩側(cè)運(yùn)行壓差當(dāng)進(jìn)水為苦咸水時(shí)大于 5bar，當(dāng)進(jìn)水為海水時(shí)， 一般低于 84bar。反滲透膜分離技術(shù)是一種高效節(jié)能技術(shù)。 它是將進(jìn)料中的水 （溶劑） 和離子 （或小分子）分離，用高壓水泵將預(yù)處理水增壓后， 借助半透膜的選擇截留作用， 將原水中的無(wú)機(jī)鹽、細(xì)菌、病毒

13、、有機(jī)物及膠體等雜質(zhì)去除，以獲得高質(zhì)量的脫 鹽水，從而達(dá)到純化水質(zhì)的目的。 該過程無(wú)相變， 一般不需加熱， 工藝過程簡(jiǎn)單， 能耗低，操作控制容易， 應(yīng)用范圍廣泛。 反滲透純水處理設(shè)備以經(jīng)過微濾預(yù)處理 的水作進(jìn)水，其出水電導(dǎo)率可達(dá) 2-5 s/cm。在反滲透膜過濾設(shè)備的設(shè)計(jì)中， 充分考慮到了反滲透膜過濾設(shè)備進(jìn)水中不利 與膜長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的因素，如氧化性殺菌劑、硬度、有機(jī)物等因素，并分別采取 了預(yù)處理措施。 在本項(xiàng)目中建議采用進(jìn)口的、 抗污染的反滲透元件。 這種反滲透 膜元件專門應(yīng)用于有較嚴(yán)格預(yù)處理、 但是原水中仍富含微生物和有機(jī)物等污染物 的應(yīng)用領(lǐng)域，它表現(xiàn)了卓越的抗污染能力和可清洗特性。目前反滲

14、透市場(chǎng)基本上全部采用進(jìn)口 RO 膜元件，因此本項(xiàng)目同樣采用美國(guó) KOCH RO 膜?？剖戏礉B透膜實(shí)際上就是過去常講的流體膜( Fluid Systems) ，因?yàn)榭剖?濾膜公司在 1998 年收購(gòu)了流體公司。 科氏公司收購(gòu)流體公司后， 所有反滲透產(chǎn) 品仍然保留使用流體公司賦予產(chǎn)品的名稱和復(fù)合膜商標(biāo) TFC? 。從制造角度，科氏濾膜的反滲透膜以其提供的材質(zhì)最多、 口徑最多、 長(zhǎng)度最 多、脫鹽率最多、流道寬度最多、流道材質(zhì)最好、應(yīng)用領(lǐng)域最廣泛而聞名于世， 體現(xiàn)了科氏對(duì)客戶需要無(wú)微不至的關(guān)懷， 和精益求精的企業(yè)體念。 因此，科氏是 唯一能夠?yàn)榭蛻艟_量身定做技術(shù)方案的膜供應(yīng)商。從現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用角度， 科氏

15、濾膜的反滲透產(chǎn)品以其極強(qiáng)的抗污性、 持久的穩(wěn)定 性、脫鹽率高、運(yùn)行壓力低、節(jié)能、服務(wù)好等特點(diǎn)而贏得了用戶的廣泛好評(píng)。分 述如下。a、抗污染性極好進(jìn)入 90 年代以來(lái)，隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，河水、湖水、水庫(kù)水、海水、地 下水等天然水源的污染越來(lái)越嚴(yán)重。 另外，由于環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)格而引發(fā)的回 用二級(jí)市政污水和工業(yè)污水等作為特殊水源。 無(wú)論是用天然水， 還是用污水作為 水源，反滲透膜系統(tǒng)均對(duì)膜本身的抗污染性首先提出了很高的要求。 膜的抗污染 性毫無(wú)疑問是重要的考慮指標(biāo)。FluidSystems? 流體所有的 TFC 薄膜(S、ULP、HR、XR、SS、HF 等系列 ) 因特殊的膜表面涂層及處理技術(shù)而

16、擁有明顯優(yōu)于同類產(chǎn)品的抗污染性 , 甚至優(yōu) 于某些抗污染類產(chǎn)品。 這種優(yōu)勢(shì)得益于開發(fā)路線的正確性。 關(guān)于抗污染膜的開發(fā) 路線，有的公司以提高膜面光潔度為主，有的則主要是將膜面電性變?yōu)殡娭行浴?這兩種方向均表現(xiàn)不理想，而科氏公司開發(fā)抗污染膜則綜合了這兩條路線的優(yōu) 點(diǎn)，一方面，用親水性的高分子物質(zhì)增強(qiáng)膜面的光潔度；另一方，減弱了膜面的 電性，但仍然維持弱負(fù)電性， 這種方案使得科氏的反滲透膜獲得了極為優(yōu)良的抗 污染性能。 這種超強(qiáng)的抗污染性能在國(guó)內(nèi)外都能找到很多鮮明的例子。國(guó)內(nèi)的案例有上海楊樹浦電廠、 天津楊柳青電廠、 聊城東昌熱電廠、 招遠(yuǎn)熱 電廠等等。 楊樹浦電廠原水是嚴(yán)重污染的黃埔江水， 選用

17、了科氏標(biāo)準(zhǔn)的苦咸水膜 TFC?8832HR 和 H 公司的抗污染膜 LFC1，科氏膜至今用了 7 年多尚未更換； 而 H 公司的抗污染膜用了 4 年左右就更換成了科氏膜 TFC?8832HR ，還不如 科氏的普通膜。天津楊柳青電廠原水是地表水，用的也是科氏膜 TFC?8832HR ， 至今 7 年多尚未更換，且性能十分穩(wěn)定。b、穩(wěn)定性好穩(wěn)定性是反滲透系統(tǒng)考慮的重要因素。 一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)， 不僅能給現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行 和檢修人員減少很多工作量，而且能為工廠減少因停工而引起的間接損失。 科 氏濾膜自 90 年代初進(jìn)入中國(guó)，現(xiàn)場(chǎng)的很多應(yīng)用都表明了科氏膜的穩(wěn)定性很好。 這樣的例子如下。山東招遠(yuǎn)熱電廠 1995

18、年投運(yùn)，至今 10 年，尚未換膜， 仍然性能穩(wěn)定； 天 津楊柳青電廠 1998 年投運(yùn)，至今 7 年，尚未換膜，仍然性能穩(wěn)定；上海楊樹 浦電廠 1998 年投運(yùn)，至今 7 年，仍然性能穩(wěn)定； 其他，還有海勃灣電廠、聊 城東昌熱電廠等等。c、脫鹽率高Fluid Systems? 流體的苦咸水膜 （HR、XR 系列 ）和海水淡化膜 （SS、HF 系列 ） 因多項(xiàng)專利技術(shù)而擁有特別高的脫鹽率。 流體膜產(chǎn)品高脫鹽率的獲得并不犧牲 任何通量和操作壓力 , 水平在同類產(chǎn)品中始終保持領(lǐng)先。 科氏除了能提供 1m 長(zhǎng)的組件外，還開發(fā)了 1.5m 長(zhǎng)的組件 Magnum 系列。 Magnum 組件其長(zhǎng)度 1.5

19、m，在 6m 長(zhǎng)的壓力容器中可裝 4 支，相當(dāng)于 6 支 1m 長(zhǎng)的 365ft2 的膜， 同時(shí)膜面積可比 1m 長(zhǎng)的膜增加 5%；另外，連接點(diǎn)從 12 個(gè)減少到了 8 個(gè)， 泄漏因此而減少，有利于提高產(chǎn)品水的水質(zhì)。 在眾多有同類產(chǎn)品平行參與的用 戶運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng) , 如上海天元紡織、上海楊樹浦電廠、太原鋼鐵廠都證明了流體的反滲透膜具有更高的脫鹽率 , 且能夠長(zhǎng)期保持d、運(yùn)行壓力低 運(yùn)行壓力直接關(guān)系著能耗的高低， 因此關(guān)注運(yùn)行壓力的高低是反滲透系統(tǒng) 運(yùn)行的頭等大事。 很多現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)反饋表明在同樣的產(chǎn)水條件下， 科氏膜需要的 壓力往往比其他膜更低。 細(xì)分析起來(lái)，這一點(diǎn)應(yīng)該與其超強(qiáng)的抗污染性密不可分， 因

20、為污堵程度減弱了， 透膜阻力相對(duì)小一些， 宏觀表現(xiàn)即為運(yùn)行壓力和段間壓差 更低。 水質(zhì)差時(shí)， 科氏濾膜的抗污染能力得以充分發(fā)揮， 故而運(yùn)行壓力可能 低更多，比如美國(guó)二十一世紀(jì)水廠的抗污染膜對(duì)比試驗(yàn)中， 科氏抗污染膜的進(jìn) 水壓力就比其他品牌低了好幾個(gè) Bar。 其他還有聊城東昌熱電廠的科氏濾膜比 D 公司的膜低 1-2Bar 左右。 大概來(lái)講， 科氏濾膜能比其它品牌節(jié)省 10-15%以 上的運(yùn)行能耗，因而能為用戶降低制水成本。預(yù)處理確定 在反滲透或納濾系統(tǒng)前端， 通常使用微濾或超濾作為預(yù)處理。 要分析對(duì)比微 濾和超濾的不同性能，可以根據(jù)微濾和超濾的主要區(qū)別進(jìn)行，如下表 4-3 所示。表 4.3-

21、3 微濾和超濾主要性能對(duì)比項(xiàng)目超濾微濾膜孔徑截留分子 20000-1000000.2um膜通量高、穩(wěn)定低、清洗前后變化不大膜孔結(jié)構(gòu)非對(duì)稱性對(duì)稱性抗污染能力強(qiáng)差耐次氯酸鈉能力200-250ppm0ppm化學(xué)清洗容易不容易消毒能力 （對(duì)細(xì)菌的去除率 ）4-5log無(wú)出水微生物指標(biāo) （平板計(jì)數(shù) ）128m/l690m/lCOD、 BOD 去除能力20-60%無(wú)出水水質(zhì)好、穩(wěn)定一般、不穩(wěn)定從上表中可以看出， 超濾系統(tǒng)要比微濾系統(tǒng)更適合于新生水回用處理。 超濾 能截留 0.0020.1 微米之間的顆粒和雜質(zhì)， 允許小分子物質(zhì)和溶解性固體 （無(wú)機(jī) 鹽）等通過，但將有效阻擋住膠體、蛋白質(zhì)、微生物和大分子有機(jī)物，用于表征 超濾的切割分子量一般介于 1000100,000之間，運(yùn)行壓差為 0.10.7 MPa。目前