反渗透膜对市政污水的深度处理回用研究

第30卷第2期2010年4月膜科学与技术ME^忸RANESCIENCEAn]TECHNOL(~YV01．30No．2Apr．2010反渗透膜对市政污水的深度处理回用研究吴家珍，一，李付林，张兴文，李长东(1．大连理工大学环境与生命学院，大连116024；2．大连春兴环境工程公司，大连116023)摘要：大连某热电厂以城市生活污水厂二级出水为原水，经过反渗透深度处理后，出水满足热电厂循环冷却水需求．反渗透系统处理效果明显，对电导率、氨氮和总氮的去除率分别为97．5％，95．7％，94．4％，并几乎将TOC全部去除．系统已运行20个月，稳定可靠，一直为电厂提供循环冷却水，显示出该工艺在实际应用中的可行性，具有推广价值．关键词：污水回用；反渗透；循环冷却水中图分类号：X703文献标识码：B文章编号：1007—8924(2010)02—0064—05热电行业一直是工业耗水大户，对2×300MW热电厂来说，冷却水循环总量约6500m3／h，需要新鲜补充水1000～1500m3／h，循环冷却排污水200-400m3／h[1J．在城市没有大量中水管网的情况下，对热电、石化等行业进行有针对性的中水回用就显得尤为重要．美国的水循环利用率在2001年已经超过了85％，我国2006年的工业水循环利用率仅约50％【2I，因此具有很大的发展空间．目前对回用水的处理技术主要有常规处理中的物理法、生化法-3J，深度处理的活性炭吸附、离子交换、膜分离以及臭氧氧化等方法[．5]．其中尤以膜分离中的反渗透技术应用广泛，但常以超滤作为预处理，增加了污水回用的成本【6j．大连某热电厂以高效生物氧化塔一反渗透技术为主体工艺，新建了一套污水深度处理设施，降低了企业用水成本，并可缓解城市用水压力．本文通过对反渗透膜进出水pH，NI-I3一N，TN，TOC等指标的监测分析，考察以生物氧化和两级过滤代替超滤作为反渗透预处理后系统运行的稳定性，以及在同类电厂推广的可行性．1反渗透污水回用系统工艺流程简介1．1试验工艺流程本试验立足于工程现场，其工艺流程见图1．聚合氯化铝次氯酸钠还原剂阻垢剂、非氧化杀菌剂厂_．—浓水原水—氧化塔}-沉淀池}_I两级过滤}_保安过滤器反渗透系统}_一产水图1污水回用处理工艺流程图Fig．1Schematicdiagramforw&stewatertreatmentprocess1．2设备简介预处理系统：合适的预处理，对反渗透装置长期安全运行十分重要．本工程采用高效生物氧化塔(组合填料接触氧化法)、斜板沉淀池以及两级过滤(纤维束过滤和石英砂过滤)去除原水中的有机物、悬浮颗粒等．主要设备设计参数及功能见表1．反渗透系统：本工程采用的反渗透膜为GE公司生产的聚酰胺复合膜．装填膜面积为365ft2(33．9m2)，膜孔径小于2nm，组件外壳材料是玻璃钢缠绕外壳；单根膜组件产水量为11．05m3／h(测试条件为25℃，1．55MPa，2000mg／LNaa)，现场条件下产水量为3．99m3／h；采用17：8一级两段式膜组件排列，设计产水回收率75％．收稿日期：2008—11—19；修改稿收到日期：2008—12—10作者简介：吴家珍(1981一)，辽宁省本溪市人，硕士生，从事水污染控制．(wujz_dl@yahoo．com．ca)第2期吴家珍等：反渗透膜对市政污水的深度处理回用研究．65．1．3废水来源与水质标准本工艺所处理的原水为市政污水处理厂的二级出水，预处理部分主要控制原水中的有机物、氨氮、颗粒物等杂质．对COD和氨氮分别有50％-65％和40％～70％的去除率，经过两级过滤和保安过滤后的反渗透进水SDI在3．5～4．5之间，显示了高效生物氧化塔与两级过滤联用作为反渗透预处理的可行性．原水及反试验分析表明，高效生物氧化塔与斜板沉淀池渗透进水的主要水质指标见表2表2设计进水水质及用水标准Table2Designinfluentqualityandwaterstandards项目pH电导率／(t~S·ctn一)NH4一N／(mg·L)TN／(mg·L一)TOG／(mg·L一)CODer／(mg·L一)SDI2研究内容及方法2．1研究内容本工程自2007年建成运行以来，已经连续运行近两年，保持了较好的运行状态．反渗透系统含有4组膜堆，共100支膜，本试验针对四号膜堆，主要在2008年3月至6月期间进行，目的在于监测工艺运行及产水水质的稳定性，从而对工程项目进行评估，为类似工艺在污水回用中的应用提供参考．2．2研究方法现场工艺每天24h连续运行，每天记录一次数据，包括高压泵压力、产水口和浓水口压力，产水流量等；并从原水储罐、反渗透膜系统产水和浓水出口取出水样，进行各项水质指标的分析．水质检验在大连理工大学环境与生命学院水污染控制实验室完成．3试验结果与讨论对反