大规模超滤组合工艺水厂净水效果评价

大规模超滤组合工艺水厂净水效果评价★陈起1，白玉华1，李星1，杨艳玲1，纪洪杰2(i北京工业大学建筑工程学院，北京100124：2东营市自来水公司，山东东营257452)摘要：本文初步考察了东营市南郊水厂以超滤为核心组合工艺的净水效能。运行结果表明，超滤组合工艺出水的浊度和颗粒去除效果得到大幅度提升，超滤出水浊度保持在0．02NTU以下，平均去除率达99．75％，可将大于2pm的颗粒控制在100个／mL以下：超滤组合工艺对CODMB、UV254和TCIC的平均去除率分别达44．81％、18．88％和41．00％，比原工艺分别提高了9．14、7．41和lO．66个百分点。超滤出水的水质全分析结果表明，水质达到了<生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)的要求。关键词。饮用水；超滤；组合工艺；预氧化；活性炭：新的《生活饮用水卫生标准》(GB5749．2006)对饮用水水质提出了更高的要求，使得全国自来水厂普遍面临技术和工艺的升级改造。在已有的深度处理技术中，超滤工艺是保障饮用水水质安全最有效的技术之一，被称为第三代饮用水处理技术，得到业界J“泛的关注和研究，近年来迅速得到推广和大规模应用。但是大规模超滤工艺的应用经验还非常欠缺，亟需了解和掌握其处理效能。超滤膜能够高效截留悬浮颗粒物、胶体以及病原性微生物【l。】，超滤工艺占地面积小，只占传统工艺的1／5左右f4l，特别适合老水厂升级改造。但是超滤膜对小分子有机污染物截留效果较差【5】，必须采用相应的预处理技术，形成以超滤为核心的组合工艺，有效提高有机污染物去除效果。l水厂概况东营市南郊水厂始建于1993年，设计规模为10万m3／d。该水厂以引黄水库水为水源，黄河水经过沉砂处理后进入南郊水库，水厂直接从水库取水，水源水质存在冬季低温低浊和季节性藻类爆发等现象，给水处理工艺的运行管理带来了很大的影响。为提高饮用水水质，在原有二氧化氯预氧化／混凝／沉淀／砂滤／消毒工艺基础上，增加了粉末活性炭投加系统、浸没式超滤膜过滤系统等部分，建成了日产达10万吨级的浸没式超滤膜单元，并于2009年12月投产。现工艺流程如图l所示，原水由一级泵房抽出，经过C102预氧化、投加粉末活性炭和聚合氯化铝后，进入竖流式折板絮凝沉淀池，然后通过V型砂滤池过滤，在砂滤山水进入超滤膜单元前投加液氯，并预留了粉末活性炭投加点，膜后出水投加液氯后，进入清水池，最后通过二级泵房增压进入城市管网。新增系统中粉末活性炭采用200目，当前投加采用最低投量5mg／L，投加点设置在一级泵房至沉淀池的管路上。超滤车间共设膜池12格，每格面积31．9m2，设计水深3．2m。整个膜车间的总过滤面值约15万m2。超滤膜设计通量为30L．／m2／h；气水反冲洗周期为5h，先★课题：“十一五”水体污染控制与治理科技重人专项课题“引黄水库水超滤膜处理集成技术研究与示范”(垫鲣圣XQ2垒22：Q堕)70C1如(或高锰酸盐)预荨化粉末活性炭一级泵房—』————}—一反应沉淀池一v型滤池净水剂城市管网～二级泵房一清水池T超滤膜液氯图1南郊水厂工艺流程图粉末活性炭(预留)曝气擦洗90s，然后气水同时反洗60s，气洗强度60m3／m2(膜池面积)m，水洗强度60L／m2／h。化学清洗周期为4“个月，采用0．25％的次氯酸钠、1％浓度的氢氧化钠和1％浓度的盐酸清洗，每次清洗时间为4^6h。2分析项目和方法浊度值采用美国Chemtrac公司的TM2200在线浊度仪进行测定，颗粒数采用美国Chemtrac公司的PC2400D颗粒计数仪进行检测；UV254值采用北京普析通用仪器公司产的TU．1810紫外可见分光光度计测定，TOC值采用德国元素分析系统公司生产的LiquiTOC测定。其他项目均采用国家标准方法进行测定。3改造前后工艺的净水效果对比3．1浊度与颗粒物的去除水中的各种杂质按它们的存在状态分为：悬浮物(大于lpm)、胶体物(1～100rim)和溶解物(小于lnm)。引起浊度的颗粒物粒径介-j：lnm到lmm之间，其中悬浮物、胶体杂质对光线具有反射和散射作用，它们是产生浊度的主要原因。浊度作为水体中悬浮颗粒物的替代参数，能够概括地表示出颗粒物质的总体去除情况。据报道，滤后水的浊度降至0．SNTU以下时，水中病毒含量将大为减少，再经氯消毒，可使病毒得到有效灭活。浊度≤O．1NTU是保证饮用水微生物安全多级屏障的重要一环【61。在2009年12月至2010年4月的生产性试验期间，原水呈现出低温低浊的特点，水温在4~9℃之间，浊度在4．59---20．32NTU之间波动，平均值为8．17NTU。由图2可知，原工艺砂滤出水浊度在0．35~o．81NTU之间浮动，平均值为0．52NTU，去除率为92．76％；而超滤组合工艺出水浊度稳定在0．02NTU以下，平均值