城鎮(zhèn)水務(wù)系統(tǒng)碳核算與減碳/降碳規(guī)劃方法
劉然彬1，于文波1，張夢(mèng)博1，郝曉地1，李爽2
（1.北京建筑大學(xué) 北京節(jié)能減排與城鄉(xiāng)可持續(xù)發(fā)展省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，北京 100044；2.北京首創(chuàng)生態(tài)環(huán)保集團(tuán)股份有限公司，北京 100044）
摘 要：隨著我國(guó)《城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案》的發(fā)布，城鎮(zhèn)水務(wù)系統(tǒng)也將成為減碳/降碳的陣地之一。然而，城鎮(zhèn)水務(wù)系統(tǒng)一方面面臨擴(kuò)容增量、支撐配套城鎮(zhèn)化發(fā)展的重任，另一方面則面臨減碳/降碳窗口期短、任務(wù)重的現(xiàn)狀。因此，科學(xué)規(guī)劃減碳/降碳措施以及先期步驟——碳足跡核算方法不僅是城鎮(zhèn)水務(wù)走向良性發(fā)展的保障，也是實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。通過對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家水務(wù)系統(tǒng)碳中和規(guī)劃的梳理，尤其是對(duì)英國(guó)《水務(wù)凈零排放路線圖》（Net Zero 2030 Roadmap）進(jìn)行分析，總結(jié)提煉出適合我國(guó)城鎮(zhèn)水務(wù)系統(tǒng)制定碳中和規(guī)劃的一般思路和方法，即“3C”流程（核算定線Carbon accounting→技術(shù)確定Cluster of technologies→方案實(shí)施Carrying out）。在此基礎(chǔ)上，討論分析了碳核算的發(fā)展及其在規(guī)劃制定中的作用和意義；總結(jié)歸納了不同減碳/降碳工藝技術(shù)比選原則和方法，形成我國(guó)首部《城鎮(zhèn)水務(wù)系統(tǒng)碳核算與減排路徑技術(shù)指南》，以期在雙碳目標(biāo)框架下指導(dǎo)我國(guó)城鎮(zhèn)水務(wù)行業(yè)減碳/降碳行動(dòng)與實(shí)踐。
關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)水務(wù)；碳中和規(guī)劃；碳足跡核算；3C流程；減碳/降碳；能源回收
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2023年第8期，頁(yè)碼：1-10.
開發(fā)區(qū)污水處理組合工藝系統(tǒng)及尾水再生回用
沈正棟1，王振中2，沈俊宏3，黃天寅1
（1.蘇州科技大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215009；2.華昕設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，江蘇 無(wú)錫 214072；3.福建工程學(xué)院 生態(tài)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院，福建 福州 350118）
摘 要：為解決蘇州市某工業(yè)開發(fā)區(qū)內(nèi)食品及印染織機(jī)廢水水質(zhì)復(fù)雜、建設(shè)用地受限、資金少等難題，污水處理廠設(shè)計(jì)建設(shè)了兩套相對(duì)獨(dú)立、單元構(gòu)筑物管線又可靈活進(jìn)行調(diào)度的工藝方案。兩套廢水處理主體單元均為厭氧水解池+一體化AAO生化沉淀組合池+絮凝沉淀池+濾布濾池，其中通過前置氣浮池對(duì)印染噴水織機(jī)廢水中的油狀乳濁液進(jìn)行預(yù)處理。該污水廠設(shè)計(jì)規(guī)模為3×104 m3/d，出水水質(zhì)指標(biāo)全面達(dá)到《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》（DB 32/1072—2018）中太湖流域一、二級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)主要水污染物排放限值要求，達(dá)標(biāo)尾水再生回用于開發(fā)區(qū)內(nèi)噴水織機(jī)生產(chǎn)過程。通過尾水的再生回用，不僅緩解了市政管網(wǎng)的供水壓力，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，同時(shí)也吸引了相關(guān)用水需求的企業(yè)入駐，具有一定的示范效應(yīng)。
關(guān)鍵詞：食品及印染織機(jī)廢水；一體化AAO生化沉淀組合池；再生回用
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2023年第4期，頁(yè)碼：90-95.
安康江南半地下再生水廠改良AAO+深度處理工藝設(shè)計(jì)
高靖?jìng)?/span>1,2，侯鋒1，江樂勇1，韓磊1,2，葛英振1,2，楊茂東1,2，邵彥青1
（1.國(guó)投信開水環(huán)境投資有限公司，北京 101101；2.四川蓉信開工程設(shè)計(jì)有限公司，四川 成都 610000）
摘 要：安康江南再生水廠采用半地下建設(shè)形式，設(shè)計(jì)規(guī)模為8×104 m3/d，近期設(shè)備按6×104 m3/d安裝。為滿足漢江50年一遇防洪要求，箱體入口高于防洪水位0.52 m。通過集約化設(shè)計(jì)，將綜合樓、科普館、臭氧發(fā)生間布置于箱體頂部，其余空間打造景觀公園。污水處理采用改良AAO加懸浮填料、臭氧接觸氧化主體工藝，出水主要指標(biāo)達(dá)到了《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。污泥處理采用離心脫水+低溫干化工藝，處理后污泥含水率≤60%。通水運(yùn)行以來(lái)，實(shí)際出水水質(zhì)穩(wěn)定優(yōu)于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞：半地下建設(shè)形式；改良AAO加懸浮填料；臭氧接觸氧化
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2022年第22期，頁(yè)碼：61-66.
雙碳目標(biāo)下城鎮(zhèn)污水處理廠的綠色市政理念應(yīng)用實(shí)踐
宋瑞平1，陶如鈞2，李智行2，周文明2，趙立佳2
（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100193；2.中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 311122）
摘 要：仙居縣污水處理廠二期工程是臺(tái)州市“五水共治”重點(diǎn)工程，采用“預(yù)處理+二級(jí)生化處理+深度處理+人工濕地+消毒處理”多級(jí)污水處理組合工藝，出水水質(zhì)可達(dá)到《臺(tái)州市城鎮(zhèn)污水處理廠出水指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)限值表（試行）》要求的準(zhǔn)Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。在能源回收與節(jié)能降耗方面，通過充分利用污水處理構(gòu)筑物上部空間實(shí)施光伏發(fā)電技術(shù)實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)16%的電量自給，相應(yīng)減少16%的外源CO2；利用人工濕地技術(shù)實(shí)現(xiàn)出水水質(zhì)由一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)提升至準(zhǔn)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)的深度凈化，所需電費(fèi)和維護(hù)費(fèi)在總運(yùn)行成本中占比僅15%。而且人工濕地還是海綿城市建設(shè)的一部分，結(jié)合周邊海綿廠區(qū)建設(shè)可實(shí)現(xiàn)對(duì)降雨的有效消納和循環(huán)利用。此外，該工程通過全面推行BIM技術(shù)及數(shù)字化應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了數(shù)字孿生、智慧管理，確保設(shè)計(jì)內(nèi)容高效實(shí)施。該工程充分展示了雙碳目標(biāo)下綠色市政理念在城鎮(zhèn)污水處理廠中的成功應(yīng)用與實(shí)踐。
關(guān)鍵詞：綠色市政設(shè)計(jì)理念；人工濕地；光伏發(fā)電
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2022年第16期，頁(yè)碼：61-65.
改良Bardenpho-臭氧-BAF處理工業(yè)園區(qū)污水
林達(dá)，趙詢霞，覃暉
（湖南博世科環(huán)�？萍加邢薰�，湖南 長(zhǎng)沙 410005）
摘 要：廣西某工業(yè)園區(qū)污水處理廠主要出水指標(biāo)要求滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)（TN≤10 mg/L除外），設(shè)計(jì)采用“水解酸化+改良Bardenpho +高效沉淀池+臭氧接觸氧化+BAF+反硝化濾池+接觸消毒”工藝。其中水解酸化池采用脈沖布水方式，水力停留時(shí)間8.1 h；改良Bardenpho總停留時(shí)間24 h，混合液內(nèi)回流比150%~250%，污泥齡15 d，采用可提升式曝氣系統(tǒng)，氣水比9.6∶1；二沉池表面負(fù)荷0.75 m3/（m2·h）；高效沉淀池表面負(fù)荷9.92 m3/（m2·h），總停留時(shí)間60.5 min；臭氧接觸池停留時(shí)間60 min，投加濃度20 mg/L；曝氣生物濾池水力負(fù)荷3.04 m3/（m2·h），COD去除負(fù)荷1.46 kg/（m2·d）；反硝化濾池正常濾速5.76 m/h，強(qiáng)制濾速7.2 m/h；接觸消毒停留時(shí)間30 min，次氯酸鈉投加濃度8~10 mg/L。實(shí)際出水水質(zhì)滿足設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞：工業(yè)園區(qū)；水解酸化；改良Bardenpho；臭氧接觸氧化；曝氣生物濾池；反硝化濾池
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2022年第14期，頁(yè)碼：79-92.
預(yù)處理+UASB+A/O組合工藝處理肝素鈉生產(chǎn)廢水
王新1，王玉慶2，孫嘉欣3，李紅菊1
（1.棗莊市市中區(qū)排水事務(wù)中心，山東 棗莊 277103；2.山東省金鄉(xiāng)縣水利事業(yè)發(fā)展中心，山東 濟(jì)寧 272200；3.廣東海洋大學(xué) 海洋與氣象學(xué)院，廣東 湛江 524000）
摘 要：為了滿足現(xiàn)階段環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)全鹽量及TN、TP等指標(biāo)的更高要求，基于肝素鈉生產(chǎn)廢水有機(jī)污染物、氨氮、無(wú)機(jī)鹽濃度高的特點(diǎn)，采用預(yù)處理+UASB+A/O組合工藝實(shí)施了處理規(guī)模為300 m3/d的廢水處理工程。預(yù)處理單元以殼聚糖為絮凝劑回收蛋白質(zhì)，投加MgCl2與廢水中的氨氮、磷酸鹽反應(yīng)生成鳥糞石沉淀用作肥料，通過機(jī)械蒸汽再壓縮（MVR）實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)鹽結(jié)晶分離，減輕了氨氮、無(wú)機(jī)鹽對(duì)后續(xù)生化系統(tǒng)的抑制作用。UASB配有回流系統(tǒng)，對(duì)COD去除率可達(dá)75%。分段進(jìn)水三級(jí)A/O工藝在外回流比為50%且不需要內(nèi)回流的情況下，對(duì)TN去除率為75%。經(jīng)該組合工藝處理后，對(duì)COD、NH3-N、TN、TP、全鹽量等指標(biāo)的去除率分別為99.7%、99.2%、98.8%、99.8%、99.2%，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了蛋白質(zhì)、氮、磷、沼氣等的資源化利用。
關(guān)鍵詞：肝素鈉生產(chǎn)廢水；全鹽量；總氮；預(yù)處理；UASB；A/O
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2022年第18期，頁(yè)碼：120-124.
成都市“環(huán)城生態(tài)區(qū)”再生水用于農(nóng)業(yè)灌溉符合性研究
朱鋼，鄭軼麗，王黎，劉鑫，謝魯，魏婷
（成都市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610023）
摘 要：成都市規(guī)劃了以城市中心公園帶“環(huán)城生態(tài)區(qū)”為主的一系列城市生態(tài)農(nóng)業(yè)景觀體系，為城市發(fā)展提供綠色生態(tài)隔離空間的屏障。農(nóng)田面積的增加勢(shì)必加劇城市生活、工業(yè)與環(huán)境用水的矛盾，因此利用再生水進(jìn)行農(nóng)田灌溉是水資源可持續(xù)利用的有效途徑。對(duì)再生水利用于成都市“環(huán)城生態(tài)區(qū)”農(nóng)業(yè)灌溉的可行性和實(shí)施策略等進(jìn)行了研究。系統(tǒng)地整理和分析了再生水處理廠的工藝、出水水質(zhì)等，得出了研究區(qū)域再生水用于農(nóng)業(yè)灌溉的可行性和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)；區(qū)域主要再生水廠出水水質(zhì)符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，出廠水水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，但需要重點(diǎn)關(guān)注總氮、總磷、氯化物、無(wú)機(jī)鹽和重金屬等污染項(xiàng)目，防止該類污染物富集對(duì)環(huán)境造成不利影響；同時(shí)結(jié)合研究區(qū)域的水環(huán)境、土壤環(huán)境和農(nóng)作物種類，提出了相應(yīng)的實(shí)施策略和監(jiān)管體系。
關(guān)鍵詞：環(huán)城生態(tài)區(qū)；水資源；再生水；農(nóng)業(yè)灌溉
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2022年第20期，頁(yè)碼：65-72.
A2O+MBR+臭氧催化氧化用于化工園區(qū)污水廠升級(jí)改造
張方方，劉驍智，張波
（青島水務(wù)碧水源科技發(fā)展有限公司，山東 青島 266034）
摘 要：在山東省樂陵市鐵營(yíng)鎮(zhèn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)工業(yè)園1×104 m3/d規(guī)模污水處理廠提標(biāo)改造工程設(shè)計(jì)中，針對(duì)來(lái)水水量不穩(wěn)定且水質(zhì)成分復(fù)雜、污染物含量高、有毒有害物質(zhì)多、難生物降解物質(zhì)多、色度高等特點(diǎn)，以及污水處理廠無(wú)水量水質(zhì)調(diào)節(jié)工藝且生化出水可溶性難降解COD高等問題，采用了增加應(yīng)急事故調(diào)節(jié)池、通過更換碳源等手段強(qiáng)化原有A2O+MBR工藝處理效果，并增加臭氧催化氧化工藝的改造思路。試運(yùn)行結(jié)果表明，出水水質(zhì)可以穩(wěn)定達(dá)到地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)（TN除外）。污水處理廠提標(biāo)改造工程總投資1 900萬(wàn)元，提標(biāo)改造后直接運(yùn)行成本約為1.99元/m3（不包括污泥處置、折舊、維修、膜工藝材料更換等費(fèi)用）。
關(guān)鍵詞：化工園區(qū)污水處理廠；提標(biāo)改造；臭氧催化氧化
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2022年第20期，頁(yè)碼：61-64.
兩級(jí)A/O+超濾+兩級(jí)反滲透處理焦化產(chǎn)業(yè)園區(qū)廢水
樊佳
（上海電氣集團(tuán)國(guó)控環(huán)球工程有限公司，山西 太原 030006）
摘 要：針對(duì)廢水種類多、氨氮及有機(jī)物濃度高等特點(diǎn)，山西某焦化產(chǎn)業(yè)園區(qū)廢水處理系統(tǒng)采用除油+氣浮+調(diào)節(jié)+厭氧+兩級(jí)A/O+二沉池+混凝沉淀+機(jī)械過濾+超濾+樹脂軟化+有機(jī)物脫除+兩級(jí)反滲透工藝處理3 000 m3/d園區(qū)焦化廢水。當(dāng)進(jìn)水COD為3 000~5 000 mg/L、NH3-N為200~280 mg/L時(shí)，出水COD、NH3-N 分別降至3~8 mg/L和1~2 mg/L，出水水質(zhì)達(dá)到《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T 50050—2017）中再生水用于間冷開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水的水質(zhì)指標(biāo)，全部回用。系統(tǒng)產(chǎn)生的高鹽濃水進(jìn)入三效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行處理，產(chǎn)生的結(jié)晶鹽園區(qū)統(tǒng)一外協(xié)處理，從而實(shí)現(xiàn)了焦化廢水的“近零排放”。
關(guān)鍵詞：焦化廢水；兩級(jí)A/O；深度處理；近零排放
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2022年第22期，頁(yè)碼：67-71.
循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園廢水零排放的工藝優(yōu)選與實(shí)踐
王小兵，林岳
（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 510150）
摘 要：循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園區(qū)主要包括生活垃圾焚燒、餐廚垃圾處理、糞便處理、市政污泥處置等產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量高濃度、高氨氮有機(jī)廢水，且園區(qū)一般較為偏遠(yuǎn)，基礎(chǔ)設(shè)施不完善，環(huán)境容量有限，對(duì)廢水處理會(huì)提出嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，具體項(xiàng)目甚至?xí)筇幚砗笪菜闩欧�。某循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園的高、低濃度廢水分別經(jīng)過UASB厭氧+外置式MBR+反滲透、生化+沉淀+過濾+反滲透處理后，尾水全部回用于園區(qū)。RO濃縮液采用膜減量+芬頓高級(jí)氧化+混凝沉淀工藝處理，產(chǎn)生的清液回用，剩余濃縮液作為灰渣冷卻水回用。該項(xiàng)目處理規(guī)模為3 250 m3/d，投資約95 400元/m3，占地面積為8.45 m2/m3。
關(guān)鍵詞：循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園；零排放；外置式膜生物反應(yīng)器；深度處理；芬頓氧化
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2022年第22期，頁(yè)碼：116-122.
多元催化氧化+改良A2/O工藝處理工業(yè)園區(qū)廢水
胡雙意1，訾茜1，鄧先濤2，劉騰霄1
（1.武漢生物工程學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430415；2.武漢亞維環(huán)�？萍加邢薰荆� 武漢 430415）
摘 要：赤壁市陸水工業(yè)園污水處理廠工程主要處理工業(yè)園的工業(yè)廢水及周邊村鎮(zhèn)的生活污水，一期設(shè)計(jì)規(guī)模為2×104 m3/d，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。工程進(jìn)水中工業(yè)廢水比例大、難降解有機(jī)物比例高、污水可生化性差，為此，采用多元催化氧化+水解酸化+改良A2/O+二沉池+高密度沉淀池+后臭氧接觸池+曝氣生物濾池+精密過濾器+接觸消毒池處理工藝。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，該組合工藝對(duì)可生化性差的工業(yè)廢水處理效果良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞：工業(yè)園區(qū)；工業(yè)廢水；多元催化氧化；改良A2/O
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2022年第18期，頁(yè)碼：68-71.
化工園區(qū)綜合污水廠的工程改造及運(yùn)行分析
曾明，郭慶賀，徐貴達(dá)，安永
（北京科泰興達(dá)高新技術(shù)有限公司，北京 102403）
摘 要：某以醫(yī)藥中間體、農(nóng)藥中間體、石化產(chǎn)業(yè)為主的化工園區(qū)綜合污水處理廠原采用Biodopp生化/高效沉淀池/纖維轉(zhuǎn)盤濾池工藝，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為5 000 m3/d，出水指標(biāo)僅BOD5、SS和TP能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)此問題，采用微電解+芬頓+A2/O+MBBR+臭氧催化氧化+BAF工藝進(jìn)行了工程改造，在保持處理規(guī)模不變的情況下，當(dāng)進(jìn)水COD、BOD5、SS、NH3-N、TN、TP、Cl-平均濃度分別為263.8、16.7、107.2、12.22、42.36、4.8、3 998.16 mg/L時(shí)，處理出水COD、氨氮、總氮的平均濃度分別為29.17、0.16、7.86 mg/L，去除率分別達(dá)到89.11%、98.63%、81.44%，實(shí)際出水水質(zhì)優(yōu)于一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，滿足污水處理廠的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，總處理費(fèi)用為4.77元/m3。
關(guān)鍵詞：化工園區(qū)；微電解；芬頓；臭氧催化氧化；升級(jí)改造
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2022年第18期，頁(yè)碼：101-106.
工業(yè)園含氟廢水/綜合廢水分步治理工程設(shè)計(jì)
譚周權(quán)
(蘭州市城市建設(shè)設(shè)計(jì)院，甘肅 蘭州 730050）
摘 要：針對(duì)綿陽(yáng)市高端制造產(chǎn)業(yè)集中發(fā)展區(qū)廢水含氟濃度高，有機(jī)物難以降解，氮、磷、SS處理要求較高的特點(diǎn)，吳家工業(yè)污水處理廠預(yù)先采用異核結(jié)晶混凝沉淀/吸附/離子交換組合工藝單獨(dú)處理含氟廢水，然后與其他廢水合并一起采用水解酸化/多級(jí)多段AO/高效沉淀/深床濾池/臭氧接觸工藝處理。分步進(jìn)行針對(duì)性處理，可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，且工藝布置合理、技術(shù)先進(jìn)、集約化程度高。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模為4×104 m3/d，當(dāng)綜合廢水實(shí)際處理量平均值為35 520 m3/d時(shí)，出水污染物指標(biāo)濃度優(yōu)于排放標(biāo)準(zhǔn)。本工程直接運(yùn)行成本為4.2 元/m3。
關(guān)鍵詞：含氟廢水；綜合廢水；運(yùn)行成本
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2022年第14期，頁(yè)碼：71-76.
膜蒸餾技術(shù)處理工業(yè)廢水研究進(jìn)展
林旭1，劉彩虹1，劉乾亮2，宋丹3，聶錚1，周藝凡1，何強(qiáng)1，馬軍3
（1.重慶大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院 三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400045；2.哈爾濱理工大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040；3.哈爾濱工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院 城市水資源與水環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150090）
摘 要：膜蒸餾作為一種新型膜分離技術(shù)，具有操作溫度低、設(shè)備簡(jiǎn)單、脫鹽率高等特點(diǎn)，在處理高礦化度、水質(zhì)變化大、可生化性差的工業(yè)廢水領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。首先對(duì)膜蒸餾技術(shù)的原理、特點(diǎn)及分類進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述，詳細(xì)闡述了膜蒸餾技術(shù)在石化廢水、燃煤電廠脫硫廢水、印染廢水等典型工業(yè)廢水中應(yīng)用的研究進(jìn)展。最后，對(duì)當(dāng)前膜蒸餾技術(shù)在工業(yè)廢水處理領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了分析，并對(duì)其發(fā)展進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞：膜蒸餾；工業(yè)廢水；水處理
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2022年第10期，頁(yè)碼：46-55.
高出水標(biāo)準(zhǔn)要求下高含氟工業(yè)廢水處理實(shí)踐
王小兵1，曾佳瑋1，湯鐘2
（1.廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 510150；2.深圳市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 深圳 518000）
摘 要：某液晶面板廠的高含氟高硬度廢水處理廠的進(jìn)水分為含氟廢水及有機(jī)廢水兩股，含氟廢水經(jīng)過混凝沉淀+MBBR硝化預(yù)處理，降低硬度、F-及NH3-N濃度后與有機(jī)廢水混合，再采用生化處理+臭氧高級(jí)氧化+曝氣生物濾池+高效沉淀+消毒組合工藝處理，最終出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)目規(guī)模為6×104 m3/d，噸水投資約5 935元/m3，單位占地面積為0.619 m2/（m3·d-1）。
關(guān)鍵詞：含氟廢水；高硬度廢水；除鈣高效沉淀池；除氟高效沉淀池；深度處理
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2022年第10期，頁(yè)碼：83-89.
煙臺(tái)市套子灣污水廠雙膜法再生水工程設(shè)計(jì)
劉曉軍
（煙臺(tái)市城市排水服務(wù)中心，山東 煙臺(tái) 264000）
摘 要：為了緩解煙臺(tái)市水資源緊缺的局面，滿足萬(wàn)華工業(yè)園百萬(wàn)噸大乙烯建設(shè)及煙臺(tái)發(fā)電廠等項(xiàng)目對(duì)再生水的需求，實(shí)現(xiàn)水資源的合理利用，開展了套子灣污水廠再生水回用工程建設(shè)。一期新建規(guī)模為5×104 m3/d，利用污水處理廠原有反滲透設(shè)施，一期工程建成后再生水總規(guī)模達(dá)到10×104 m3/d。再生水進(jìn)水來(lái)源為套子灣污水廠出水，進(jìn)水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)�；谶M(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)和出水使用要求，采用超濾+反滲透再生水回用處理工藝。建成后出水水質(zhì)優(yōu)于《城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T 19923—2005）各項(xiàng)指標(biāo)要求，出水濁度平均值為0.3 NTU，TDS平均值為110 mg/L。
關(guān)鍵詞：再生水；超濾；反滲透
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2022年第10期，頁(yè)碼：79-82.
抗生素生產(chǎn)廢水處理工程實(shí)例
曾慧卿，古志豪，王白楊，田憲鋒，李慶
（南昌大學(xué) 資源環(huán)境與化工學(xué)院，江西 南昌 330031）
摘 要：某制藥公司通過化學(xué)合成法生產(chǎn)抗生素原料藥，其廢水中有機(jī)物含量高且難生物降解，原有處理工藝出水水質(zhì)無(wú)法滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)廢水特性，對(duì)原有處理工藝進(jìn)行改進(jìn)，用鐵碳微電解+芬頓+混凝沉淀組合工藝對(duì)高濃度廢水進(jìn)行預(yù)處理，再與綜合廢水混合后進(jìn)入生化處理段。運(yùn)行結(jié)果表明，該處理系統(tǒng)對(duì)抗生素廢水降解性能良好，預(yù)處理段COD去除率達(dá)到50.23%，生化段COD去除率達(dá)到94.2%，NH3-N平均去除率為79%以上，出水水質(zhì)符合園區(qū)污水廠納管標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞：抗生素廢水；微電解；芬頓工藝；生化處理
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2022年第6期，頁(yè)碼：99-102.
北排清河第二再生水廠低碳運(yùn)行實(shí)踐
時(shí)玉龍，鮑海鵬，李偉，張榮兵，李廣路，白煜，李杰，王之敏，葛勇濤，劉利群，劉屹坤，宋垚，王宇，吳雪松，段長(zhǎng)江
（北京城市排水集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100044）
摘 要：“雙碳”目標(biāo)的達(dá)成，對(duì)再生水廠低碳運(yùn)行提出新的更高的要求。2021年清河第二再生水廠聚焦水區(qū)節(jié)能降耗與泥區(qū)消化產(chǎn)能提升重點(diǎn)工作，包括：發(fā)揮流域化運(yùn)營(yíng)優(yōu)勢(shì)，通過流域水量聯(lián)調(diào)，穩(wěn)定進(jìn)水負(fù)荷；對(duì)鼓風(fēng)機(jī)、進(jìn)水泵等重點(diǎn)耗能設(shè)備開展節(jié)能優(yōu)化，保障設(shè)備工況與工藝需求及時(shí)匹配，實(shí)現(xiàn)藥耗、電耗雙降，水區(qū)日均電耗0.353 kW·h/m3，較2020年降低20.7%，節(jié)電對(duì)應(yīng)CO2減排比例26.1%；針對(duì)泥質(zhì)與消化池氨氮負(fù)荷變化，通過保證初沉泥比例、穩(wěn)定消化負(fù)荷、調(diào)控進(jìn)泥含水率等措施，消化系統(tǒng)沼氣產(chǎn)量穩(wěn)步提升，9月—11月沼氣產(chǎn)量均值298 m3/tDS，較1月—8月增幅為21.6%，沼氣發(fā)電、光伏發(fā)電、水源熱泵等三項(xiàng)可再生能源利用項(xiàng)目CO2減排比例近22%。清河第二再生水廠將繼續(xù)以節(jié)能降耗與可再生能源利用為抓手引領(lǐng)行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型。
關(guān)鍵詞：污水再生；污泥處理；節(jié)能降耗；碳減排；厭氧消化；可再生能源
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2022年第14期，頁(yè)碼：99-105.
芬頓預(yù)氧化+MBR工藝處理制藥等化工廢水
李志雷1，張開海2
（1.山東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，山東 濟(jì)南 250021；2.山東省城建設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)南 250021）
摘 要：山東省濰坊市某化工園污水處理廠設(shè)計(jì)處理規(guī)模為1×104 m3/d，其中制藥等化工廢水5 000 m3/d，非化工廢水5 000 m3/d，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。采用分質(zhì)處理，化工廢水采用芬頓預(yù)氧化+脈沖水解酸化+兩級(jí)AO+MBR組合工藝，非化工廢水采用預(yù)處理+AAO生化+三沉池組合工藝。該項(xiàng)目從2014年1月開始運(yùn)營(yíng)，處理效果良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
關(guān)鍵詞：制藥廢水；分質(zhì)處理；芬頓預(yù)氧化；MBR工藝
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2022年第10期，頁(yè)碼：160-165.
氧化/陶瓷膜過濾組合工藝處理石化廢水研究
黃文靚，付宛宜，張錫輝
（清華大學(xué) 深圳國(guó)際研究生院，廣東 深圳 518055）
摘 要：以天津某油田開采廢水為原水，采用氧化/陶瓷膜過濾組合工藝對(duì)混凝預(yù)處理后的上清液進(jìn)行處理，對(duì)比了H2O2、NaClO和O3三種氧化劑分別與陶瓷膜組合的處理效果。結(jié)果表明，O3氧化效果最好，在O3投加量為80 mg/L條件下，O3/陶瓷膜組合工藝對(duì)濁度、石油類物質(zhì)、COD、DOC、UV254及熒光類有機(jī)物的去除率分別達(dá)到99.69%、86.52%、71.03%、46.02%、58.79%和94.14%，并且O3與陶瓷膜之間存在協(xié)同作用。陶瓷膜納米膜孔催化臭氧氧化，可提高有機(jī)污染物的降解效率，同時(shí)O3能夠有效緩解陶瓷膜污染。將臭氧/陶瓷膜組合工藝應(yīng)用于石化廢水處理領(lǐng)域，具有較高的技術(shù)可行性和應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：石化廢水；氧化；陶瓷膜過濾；臭氧
本文發(fā)表于中國(guó)給水排水2022年第8期，頁(yè)碼：65-72.
硫自養(yǎng)并聯(lián)異氧深床反硝化濾池+臭氧氧化工藝在工業(yè)園污水處理廠的應(yīng)用
張開海1，高宗仁1，孫召?gòu)?qiáng)2，劉增軍1，趙銀河3
（1.山東省城建設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)南 250021；2.北京泰科智康環(huán)�？萍加邢薰荆本� 102200；3.山東省建筑大學(xué)，山東 濟(jì)南 250101）
摘 要：將硫自養(yǎng)并聯(lián)異氧深床反硝化濾池+臭氧氧化應(yīng)用于某工業(yè)園污水處理廠提標(biāo)改造工程中，工程建成運(yùn)行一段時(shí)間，運(yùn)行效果良好，對(duì)COD、TN具有良好的去除效果。改造后出水COD平均下降13.2 mg/L，平均TN下降6.65 mg/L，硫自養(yǎng)反硝化濾池比改造前下降9.42 mg/L。
關(guān)鍵詞：硫自養(yǎng)反硝化；深床反硝化；臭氧氧化；脫氮除磷
1 工程概況
山東某工業(yè)園污水處理廠，工程設(shè)計(jì)規(guī)模為6×104 m3/d，主要處理石油化工、印染、紡織等工業(yè)廢水，原出水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918－2002），采用粗格柵提升泵站+細(xì)格柵曝氣沉砂池+水解酸化+氧化溝（多級(jí)A/O）+二沉池+二次提升泵站+高效沉淀池+濾布濾池+次氯酸鈉消毒池工藝，提標(biāo)改造工程二次提升后采用硫自養(yǎng)并聯(lián)異氧深床反硝化濾池+臭氧氧化工藝，提標(biāo)改造后出水水質(zhì)COD、NH3-N、TP達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，TN達(dá)到12 mg/L。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)見表1：
表1 進(jìn)、出水水質(zhì)
|
項(xiàng)目 |
CODcr (mg/L) |
BOD5 (mg/L) |
NH3-N (mg/L) |
TN (mg/L) |
TP (mg/L) |
|
進(jìn)水 |
500 |
150 |
50 |
80 |
8 |
|
出水 |
≤30 |
≤6 |
≤1.5 |
≤12 |
≤0.3 |
1.1 硫自養(yǎng)并聯(lián)異氧深床反硝化濾池
深床異氧反硝化濾池是集生物脫氮及過濾功能合二為一的處理單元，反硝化深床濾池采用2~3 mm石英砂介質(zhì)濾料，濾床深度通常為1.83~2.44 m。反硝化深床濾池系統(tǒng)在介質(zhì)固體表面生長(zhǎng)的脫氮衛(wèi)生物，在兼氧-無(wú)氧條件下將污水中的硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)?/font>[1]。作用是反硝化細(xì)菌的厭氧呼吸過程，硝酸鹽是電子受體，氮?dú)馐谴x產(chǎn)物，要完成這一厭氧過程，必須提供電子供體（外加碳源）。一般深床異氧反硝化應(yīng)用于污水深度處理，進(jìn)水碳源缺乏，溶解氧較高，去除總氮不能太多，否則投加碳源較多，出水COD、SS容易超標(biāo)[2]。
硫自養(yǎng)反硝化生物濾池是一種新型的固定床降流式生物膜反應(yīng)器，脫氮硫桿菌微生物利用無(wú)機(jī)碳（CO2、HCO3-、CO32-）作為碳源，主要以無(wú)機(jī)物（S、S2-、S2O32-等）作為硝酸鹽氮還原的電子供體完成微生物新陳代謝，將硝酸鹽氮污染的水中的NO3-N還原為N2釋放到大氣中，最終實(shí)現(xiàn)TN的去除。硫自養(yǎng)反硝化生物濾池不需要外加碳源。典型的代謝過程如下[3]：
以單質(zhì)硫?yàn)殡娮庸w的自養(yǎng)反硝化計(jì)量化學(xué)公式：
55S+50NO3-+38H2O+20CO2+4NH4+→C5H7O2N+25N2+55SO4-+64H+
計(jì)算后去掉1 gN消耗2.51 gS，產(chǎn)生7.54 g硫酸根。
以硫鐵礦為電子供體的自養(yǎng)反硝化計(jì)量化學(xué)公式：
2FeS2+6NO3-+4H2O→6N2+4SO4-+2H++2Fe(OH)3
計(jì)算后去掉1 gN，消耗1.42 gFeS2，產(chǎn)生2.28 g硫酸根。
將硫自養(yǎng)反硝化生物濾池和深床異氧反硝化濾池相結(jié)合，硫自養(yǎng)反硝化生物濾池和異氧反硝化深床濾池并聯(lián)運(yùn)行，可以互相切換運(yùn)行，可以揚(yáng)長(zhǎng)弊端，節(jié)省碳源、取得良好TN、SS去除效果的同時(shí)可保證出水COD不超標(biāo)（見圖1和圖2）。
圖1 自養(yǎng)及異養(yǎng)反硝化池
圖2 工藝流程
1.2 臭氧氧化原理
臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，與還原態(tài)污染物反應(yīng)時(shí)速度快，使用方便，不產(chǎn)生二次污染，可用于污水的消毒、除色、除臭、去除有機(jī)物和降低COD等。
臭氧在化學(xué)性質(zhì)上主要呈現(xiàn)強(qiáng)氧化性，氧化能力僅次于氟、·OH和O(原子氧)，其氧化能力是單質(zhì)氯的1.52倍。
2 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)
①預(yù)處理構(gòu)筑物
②氧化溝（多級(jí)A/O）
主要功能：前端設(shè)厭氧池，后設(shè)缺氧、好氧池為一體，利用生化池內(nèi)各類微生物降解污水中的有機(jī)物、總氮和總磷。其中，好氧池內(nèi)混合液回流至缺氧池，二沉池污泥回流至厭氧池。
缺氧池停留時(shí)間4 h，好氧池停留時(shí)間16 h（好氧池采用氧化溝溝型，采用分段曝氣組成多級(jí)A/O），污泥濃度4 000 mg/L，污泥負(fù)荷0.06 kgBOD5/（kgMLSS·d），硝化液回流比300%，污泥回流比100%。
③二次沉淀池、二次提升泵站
直徑為38m，數(shù)量4座，沉淀池表面負(fù)荷qave=0.55 m3/(m2·h)。
④硫自養(yǎng)并聯(lián)異氧深床反硝化濾池
主要功能：反硝化生物濾池是利用附著在生物濾料上的含有大量反硝化細(xì)菌的生物膜在將硝態(tài)氮（NO3-N）轉(zhuǎn)化為N2。
設(shè)計(jì)8格，硫自養(yǎng)和異養(yǎng)各4格。單格尺寸L×B =24.0 m×3.56 m。同時(shí)配套廢水池和清水池。反洗水泵自清水池取水，用于濾池反沖洗；廢水池用于緩沖濾池反沖洗廢水量；濾池反沖洗系統(tǒng)設(shè)備含反沖洗水泵、反沖洗風(fēng)機(jī)和反沖洗廢水排放泵等。設(shè)計(jì)進(jìn)水TN≤18 mg/L, SS≤20 mg/L，出水TN ≤8 mg/L, SS ≤10 mg/L。
濾池水頭損失小于2.0 m，填料層高度為2.4 m，平均濾速為3.66 m/h，峰值濾速為5.34 m/h，強(qiáng)制濾速為4.18 m/h。自養(yǎng)反硝化濾池：格數(shù)4格，濾料體積為820 m³，反硝化負(fù)荷為0.37 kgNOx-N/(m³·d)。異養(yǎng)反硝化濾池：格數(shù)為4格，濾料體積為820 m³，反硝化負(fù)荷為0.37 kgNOx-N/(m³·d)。
⑤臭氧氧化池
臭氧接觸池：反應(yīng)時(shí)間90 min，有效水深6.0 m，臭氧設(shè)計(jì)投加量20 mg/L，臭氧最大投加量30 mg/L，采用射流曝氣。
⑥高效沉淀池
平均表面負(fù)荷：6.66 m3/（m2·h）。
⑦次氯酸鈉消毒池
接觸反應(yīng)時(shí)間30 min。
3 運(yùn)行效果分析和經(jīng)濟(jì)分析
3.1 運(yùn)行效果
該污水處理廠提標(biāo)改造工程于2020年9月10日開工，2021年2月30日完成全部土建施工和設(shè)備安裝，2021年3月開始系統(tǒng)的試運(yùn)行和調(diào)試。
2021年COD運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見圖3。2021年全年進(jìn)水COD平均為297 mg/L，最小83 mg/L，最大909 mg/L，90%覆蓋率和95%覆蓋率分別為420 mg/L和489 mg/L，出水最小11.7 mg/L，最大57.8 mg/L，平均出水濃度27.9 mg/L，4月份之前原有工藝運(yùn)行，出水COD平均為37.8 mg/L，最小20.8 mg/L，最大27.8 mg/L，4月份之后采用新工藝運(yùn)行，出水COD平均為24.6 mg/L，最小11.7 mg/L，改造后出水平均COD下降13.2 mg/L。
a. 進(jìn)出水COD
b. 出水COD
圖3 2021年COD運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)
2021年TN運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見圖4。2021年全年進(jìn)水TN平均為44.9 mg/L，最小10.6 mg/L，最大106.2 mg/L，90%覆蓋率和95%覆蓋率分別為58和62 mg/L，出水最小1.48 mg/L，最大23.4 mg/L，出水平均濃度7.4 mg/L，采用新工藝之前，出水TN平均為12.9 mg/L，最小6.3 mg/L，最大23.4 mg/L，采用新工藝運(yùn)行后，出水TN平均為6.25 mg/L，最小1.49 mg/L，改造后出水TN平均下降6.65 mg/L。
硫自養(yǎng)濾池出水總氮較低，濾池平均進(jìn)水、出水分別為9.75和3.48 mg/L，異氧濾池由于沒有投加碳源，幾乎沒有去除，硫自養(yǎng)濾池和異氧反硝化濾池混合后出水平均TN為6.3 mg/L。
同時(shí)考察硫自養(yǎng)濾池總氮降低，進(jìn)出水硫酸鹽、堿度、COD變化情況，總氮平均去除6.27 mg/L，出水硫酸根平均增加22.70 mg/L，堿度平均下降22.33 mg/L，COD平均增加3.58 mg/L。
硫自養(yǎng)濾池出水COD增加，可能由于二氧化碳的加入反應(yīng)引起，堿度降低由于硫自養(yǎng)反應(yīng)產(chǎn)酸所致，出水硫酸鹽有所增加，去除一個(gè)氮約增加3.6 mg/L硫酸根，比計(jì)算的7.54 mg/L偏低較多，分析原因，可能進(jìn)水有一定的懸浮物，水中和填料中含有一定的二價(jià)硫，離子態(tài)的硫酸根和負(fù)二價(jià)硫離子在酸性環(huán)境下發(fā)生如下反應(yīng)：3H2S+H2SO4→4H2O+3S
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a. 進(jìn)出水TN b. 出水TN |
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c. 工藝段進(jìn)出水TN 圖3 2021年運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) |
3.2 經(jīng)濟(jì)分析
本項(xiàng)目工程總投資約為6 800萬(wàn)元[4]，深床反硝化未加碳源，去除單位TN消耗的濾料質(zhì)量比約為1:3，按去除6 mg/L NOx-N計(jì)算濾料消耗量為18 mg/L，自養(yǎng)脫氮濾料價(jià)格按5 000 元/t計(jì)算，折合噸水0.09元。而常規(guī)反硝化深床濾池需投加乙酸鈉碳源，去除6 mg/L NOx-N計(jì)算乙酸鈉消耗量為35 mg/L，25%乙酸鈉按照1 500元/t計(jì)算，藥劑費(fèi)折合噸水0.21元。
本項(xiàng)目將硫自養(yǎng)反硝化生物濾池和深床異氧反硝化濾池相結(jié)合，硫自養(yǎng)反硝化生物濾池和異氧反硝化深床濾池并聯(lián)運(yùn)行，可以互相切換運(yùn)行，可以揚(yáng)長(zhǎng)弊端，節(jié)省碳源、取得良好TN、SS去除效果的同時(shí)可保證出水COD不超標(biāo)。硫自養(yǎng)反硝化生物濾池對(duì)TN去除效果良好，大約有6~7 mg/L去除，硫自養(yǎng)出水總氮較低，平均為3.48 mg/L，能夠?qū)崿F(xiàn)極限脫氮。
采用射流曝氣臭氧氧化，氧化效果良好，對(duì)COD約有5~10 mg/L的去除，采用射流曝氣效果良好，臭氧:COD約為2:1~4:1，能夠節(jié)約一定的運(yùn)行成本。
4 結(jié)論與建議
①將硫自養(yǎng)并聯(lián)異氧深床反硝化濾池+臭氧氧化+高效沉淀池工藝應(yīng)用于某工業(yè)園污水處理廠提標(biāo)改造工程去除TN和COD效果明顯，穩(wěn)定達(dá)到準(zhǔn)四類標(biāo)準(zhǔn)，大大降低碳源投加，有一定的推廣價(jià)值。
②硫自養(yǎng)濾池總氮降低，進(jìn)出水硫酸鹽增加比例計(jì)算偏低，約為理論計(jì)算的一半左右，硫酸鹽降低的機(jī)理需進(jìn)一步研究，以產(chǎn)生更少的硫酸鹽，消耗更低的硫填料，進(jìn)一步降低對(duì)環(huán)境的影響和運(yùn)行費(fèi)用。
③需進(jìn)一步研究硫自養(yǎng)產(chǎn)生硫酸鹽和硫化氫的研究，確保生產(chǎn)安全。
參考文獻(xiàn)：
[1]楊晨宵，盛銘軍，黃繼會(huì)，等.“準(zhǔn)Ⅳ類”標(biāo)準(zhǔn)下城鎮(zhèn)污水廠提標(biāo)改造的難點(diǎn)與舉措[J]. 工業(yè)水處理，2020，40（11）：15-21．
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反滲透系統(tǒng)硅酸鹽結(jié)垢的特征及控制
劉超1，鄒高輝2，朱列平1，趙杰1，李永國(guó)1
（1.藍(lán)星東麗膜科技<北京>有限公司，北京 101318；2.東麗TARC水處理研究所，上海 201109）
摘 要：本文系統(tǒng)闡述了反滲透（RO）系統(tǒng)運(yùn)行過程中硅酸鹽結(jié)垢的形成機(jī)理及影響因素，結(jié)合煤化工行業(yè)的典型案例對(duì)RO系統(tǒng)中硅酸鹽結(jié)垢的特征及危害性進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，以及對(duì)硅酸鹽結(jié)垢的預(yù)防和清洗提出了建議措施。
關(guān)鍵詞：反滲透：硅酸鹽結(jié)垢：煤化工
硅酸化合物也是天然水中的一種主要雜質(zhì)，往往是由于水和含有硅酸鹽和鋁硅酸鹽的巖石相接觸后溶解在水中，一般地下水的硅酸化合物含量比地面水含量多，常規(guī)的水源中SiO2的含量<50 mg/L[1]。在工業(yè)廢水回用項(xiàng)目中，特別是煤化工廢水回用系統(tǒng)，由于廢水中的SiO2含量一般較高，造成RO系統(tǒng)易發(fā)生硅酸鹽結(jié)垢，從而嚴(yán)重影響了RO膜的使用壽命及系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在國(guó)內(nèi)目前熱門的零排放領(lǐng)域，由于SiO2的難以去除性，RO系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生硅酸鹽結(jié)垢問題，因此硅酸鹽結(jié)垢已成為目前最難解決的難題之一。本文以內(nèi)蒙古某煤化工企業(yè)廢水回用系統(tǒng)RO故障為例介紹硅酸鹽結(jié)垢的特點(diǎn)和解決方案。
1 RO系統(tǒng)硅酸鹽結(jié)垢的特征及控制
1.1 RO系統(tǒng)硅酸鹽結(jié)垢機(jī)理
RO系統(tǒng)中對(duì)于SiO2的含量較為敏感，原因是由于SiO2在飽和的狀態(tài)下能聚合為非常難溶解的膠體硅沉積于膜表面且難以清洗。SiO2在RO濃水段的濃度允許值取決于SiO2的溶度積，同時(shí)受水溫和pH影響很大。SiO2的溶解度與水溫成正比，如25 ℃時(shí)溶解度為100 mg/L，40 ℃時(shí)則為160 mg/L[2]。SiO2的溶解度與pH的關(guān)系：
H2SiO3≒H++HSiO3- （1）
HSiO3- ≒H++SiO32- （2）
其中K1=〔H+〕×〔HSiO3-〕（25 ℃時(shí)，K1=1×10-11），K2=〔H+〕×〔SiO32-〕/〔HSiO3-〕（25 ℃時(shí)，K2=1×10-13）。根據(jù)這2個(gè)常數(shù)可算出不同pH時(shí)各種硅酸化合物的相對(duì)百分含量。
pH=7~8時(shí)SiO2呈溶解態(tài)硅酸，水中同時(shí)有H2SiO3和HSiO3-；pH較低時(shí)，呈游離酸的溶液，或鈣鎂硅酸鹽膠溶狀態(tài)存在；當(dāng)pH較高時(shí)，如水中有鈣鎂離子則呈鈣鎂硅酸鹽的膠溶狀態(tài)。
RO進(jìn)水中SiO2濃度根據(jù)濃水側(cè)最大溶解度和濃縮倍數(shù)決定，一般規(guī)定RO進(jìn)水SiO2濃度為20 ppm。進(jìn)水中鐵、鋁離子含量對(duì)硅酸鹽結(jié)垢影響較大，因此前提條件設(shè)定為水中含氧量（DO）<0.5 mg/L、當(dāng)pH<6時(shí)，鐵離子、鋁離子<0.05 mg/L。實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，硅結(jié)垢的發(fā)生大多數(shù)為水中存在鋁或鐵離子。鐵和鋁離子會(huì)與硅發(fā)生反應(yīng)，形成難溶金屬硅酸鹽（硅酸鋁和硅酸鐵），而且所形成的金屬硅酸鹽會(huì)改變SiO2溶解度，從而進(jìn)一步快速污堵膜元件。研究表明，即使水中的硅濃度較低（10 ppm），50 ppb濃度的鋁，也會(huì)引起系統(tǒng)性能的下降[3]。RO進(jìn)水中如果存在SiO2的話，應(yīng)盡量保證進(jìn)水中沒有鋁或鐵，并且推薦使用1 μm的保安濾器濾芯，同時(shí)采取預(yù)防性的酸性清洗措施，或增加預(yù)處理工藝盡量降低SiO2濃度并采用合適的阻垢劑以降低硅酸鹽結(jié)垢的可能性。
內(nèi)蒙古某煤化工企業(yè)廢水回用項(xiàng)目工藝為高密池+V型濾池+超濾+陽(yáng)離子交換樹脂+中壓RO、高壓RO，其中高壓RO系統(tǒng)用于處理中壓RO系統(tǒng)濃水。項(xiàng)目水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果如表1所示。從水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果中可以看出，項(xiàng)目原水和RO進(jìn)水中Al和SiO2的含量均比較高。
表1 項(xiàng)目水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果
|
測(cè)試項(xiàng)目 |
單位 |
原水 |
高密產(chǎn)水 |
V濾產(chǎn)水 |
RO進(jìn)水 |
一段產(chǎn)水 |
二段產(chǎn)水 |
|
濁度 |
NTU |
12.3 |
18.6 |
0.38 |
1.15 |
0.12 |
0.21 |
|
pH |
— |
8.11 |
9.64 |
8.87 |
8.79 |
9.08 |
8.67 |
|
DOC |
mg/L |
8.4 |
8.0 |
7.8 |
7.7 |
1.2 |
4.5 |
|
EC |
μs/cm |
7710 |
8380 |
8150 |
8150 |
3850 |
7280 |
|
CODcr |
mg/L |
62 |
58 |
68 |
56 |
16 |
40 |
|
總硬度(以 CaCO3 計(jì)) |
mg/L |
317 |
43 |
52 |
8 |
2 |
3 |
|
K |
mg/L |
52.7 |
51.6 |
54.7 |
53.7 |
20.7 |
45.1 |
|
Na |
mg/L |
1460 |
1670 |
1590 |
1610 |
538 |
1450 |
|
Ca |
mg/L |
85.6 |
10.0 |
14.0 |
2.37 |
0.55 |
1.05 |
|
Mg |
mg/L |
24.6 |
4.26 |
4.02 |
0.46 |
0.08 |
0.19 |
|
Al |
mg/L |
0.140 |
0.058 |
0.126 |
0.100 |
0.011 |
0.026 |
|
Fe |
mg/L |
0.15 |
<0.01 |
<0.01 |
0.02 |
<0.01 |
<0.01 |
|
Mn |
mg/L |
0.03 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
<0.01 |
|
Si(以 SiO2計(jì)) |
mg/L |
38.5 |
27.7 |
28.5 |
28.2 |
18.7 |
15.8 |
|
F- |
mg/L |
21.3 |
20.5 |
17.4 |
19.2 |
5.0 |
16.1 |
|
Cl- |
mg/L |
2019 |
2318 |
2222 |
2206 |
735.3 |
2091 |
|
NO3- |
mg/L |
120.2 |
123.3 |
117.4 |
116.3 |
81.8 |
86.9 |
|
NO2- |
mg/L |
0.70 |
1.10 |
0.80 |
1.10 |
0.60 |
0.90 |
|
PO43- |
mg/L |
0.56 |
0.09 |
0.08 |
0.08 |
<0.01 |
0.04 |
|
SO42- |
mg/L |
348.5 |
346.8 |
326.2 |
327.5 |
16.2 |
207.1 |
|
TN |
mg/L |
175.2 |
172.3 |
167.6 |
155.4 |
99.7 |
125.7 |
|
TP |
mg/L |
3.32 |
0.94 |
0.84 |
0.76 |
0.22 |
0.43 |
1.2 RO系統(tǒng)硅酸鹽結(jié)垢特征及危害性
RO系統(tǒng)一旦發(fā)生硅酸鹽結(jié)垢，就會(huì)出現(xiàn)脫鹽率快速下降，產(chǎn)水量快速下降，常規(guī)化學(xué)清洗后雖然系統(tǒng)產(chǎn)水量能夠恢復(fù)，但系統(tǒng)脫鹽率小幅下降約0.5%且不可逆。嚴(yán)重結(jié)垢時(shí)會(huì)出現(xiàn)壓差快速上升，甚至發(fā)生濃水格網(wǎng)沖出現(xiàn)象。嚴(yán)重結(jié)垢的膜片在顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)膜表面存在細(xì)小劃痕（如圖1所示），膜片已經(jīng)出現(xiàn)不可逆的物理劃傷。這主要是因?yàn)楣杷猁}水垢是眾多類型水垢中最為堅(jiān)硬的，化學(xué)清洗過程中結(jié)垢物松脫，沖洗時(shí)硅酸鹽垢隨水流在膜表面移動(dòng)，因而造成膜表面脫鹽層劃傷。典型結(jié)垢物中，碳酸鈣的莫氏硬度（金剛石為10）約為3，氟化鈣的莫氏硬度約為4，而硅酸鹽的莫氏硬度與含水量有關(guān)，為4.5～7.5，因此硅酸鹽結(jié)垢造成的物理?yè)p傷最為嚴(yán)重。硅酸鹽結(jié)垢的電鏡照片見圖2。
圖1 電子顯微鏡下膜片圖像
圖2 電子顯微鏡下污染物圖像
該煤化工企業(yè)的廢水回用RO系統(tǒng)最惡劣運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，運(yùn)行8 h即需要進(jìn)行化學(xué)清洗，否則產(chǎn)水量不斷下降進(jìn)而造成RO濃水溢流并回流至進(jìn)水，最終導(dǎo)致RO進(jìn)水含鹽量不斷上升。對(duì)發(fā)生污堵的膜元件進(jìn)行解剖分析發(fā)現(xiàn)，膜表面底層為黑色污染物而表層為灰色結(jié)垢物，灰色結(jié)垢物干燥后呈白色。對(duì)膜片進(jìn)行染色后發(fā)現(xiàn)膜片背面存在刮傷滲漏點(diǎn)及點(diǎn)狀面滲漏，說(shuō)明已經(jīng)出現(xiàn)物理?yè)p傷。對(duì)膜片不同部位進(jìn)行性能評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)脫鹽率和產(chǎn)水量分布不均且明顯下降，平均脫鹽率為68.27%，平均通量為0.16 m/d（如圖3所示）。
圖3 膜片性能評(píng)價(jià)結(jié)果
膜表面污染物能量色散X射線光譜法（EDX）分析結(jié)果見圖4和表2。
圖4 污染物EDX譜圖
表2 污染物無(wú)機(jī)成分EDX分析結(jié)果
|
污染物狀態(tài) |
膜面刮取后污染物無(wú)機(jī)成分 |
|
元素 |
質(zhì)量含量（%） |
|
O |
56.00 |
|
Si |
26.60 |
|
Al |
9.13 |
|
Na |
7.13 |
|
Cl |
1.14 |
值得注意的是，EDX法主要用于鑒別膜表面污染物，并且可以定量分析污染物的元素含量。通過分析污染物中元素的種類和含量來(lái)確定污染物的主要成分。圖4和表2顯示無(wú)機(jī)物比例為80.5%，主要為無(wú)機(jī)污染物，污染物無(wú)機(jī)成分主要含有O（56.00%），Si（26.60%）和Al（9.13%），即硅酸鋁結(jié)垢。
1.3 RO系統(tǒng)硅酸鹽結(jié)垢的預(yù)防和清洗
RO系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中可采取以下措施預(yù)防或減緩硅酸鹽結(jié)垢：
①控制進(jìn)水SiO2濃度及控制RO系統(tǒng)的回收率，使?jié)馑械?/font>SiO2濃度降低，避免超過溶度積，是防止SiO2結(jié)垢的主要方法；
②采用增加或加強(qiáng)預(yù)處理工藝，如用石灰軟化，可降低給水中約50%的SiO2，或是進(jìn)行石灰－純堿軟化預(yù)處理時(shí)添加氧化鎂或鋁酸鈉以減少進(jìn)水中的SiO2濃度；
③適當(dāng)提高水溫（不得超過40℃），有助于提高SiO2的溶解度，減緩硅酸鹽結(jié)垢；
④適當(dāng)提高進(jìn)水的pH有助于提高SiO2的溶解度，減緩硅酸鹽結(jié)垢；
⑤預(yù)處理投加對(duì)硅結(jié)垢有針對(duì)性的阻垢分散劑，不同阻垢分散劑的濃水側(cè)允許最大SiO2濃度不同，詳情請(qǐng)咨詢阻垢劑廠商；
⑥可使用強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂吸附或采用切割分子量小于10000的超濾膜去除膠體硅。
常規(guī)化學(xué)清洗一般可以恢復(fù)部分產(chǎn)水量，但清洗后系統(tǒng)脫鹽率下降約0.5%且不可逆。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，氫氟酸可以用于清洗硅酸鹽結(jié)垢，可采用0.1%的HF+0.4%HCI混合進(jìn)行化學(xué)清洗，或采用0.1%NaF+0.4%HCI[4]，但清洗過程中須特別注意以下兩點(diǎn)：（1）清洗液濃度須根據(jù)實(shí)際污堵情況進(jìn)行調(diào)整，建議進(jìn)行試驗(yàn)性清洗后確定適宜清洗濃度；（2）氫氟酸具有極強(qiáng)的腐蝕性，吸入蒸汽或接觸皮膚均會(huì)造成難以治愈的灼傷甚至死亡，因此化學(xué)清洗時(shí)必須做好防護(hù)措施且須專業(yè)人員進(jìn)行操作。
該煤化工企業(yè)的廢水回用RO系統(tǒng)針對(duì)硅酸鹽結(jié)垢問題首先進(jìn)行了阻垢劑的調(diào)整，投加對(duì)硅結(jié)垢有針對(duì)性的阻垢劑，但效果并不明顯。于是在后續(xù)技改中在預(yù)處理工藝段增加一套除硅高密池，因受場(chǎng)地限制采用部分原水除硅工藝，即部分原水經(jīng)過新建除硅高密池后與原高密池產(chǎn)水混合進(jìn)入后續(xù)工藝，新建高密池內(nèi)投加氧化鎂以降低硅酸鹽濃度。目前RO進(jìn)水SiO2濃度已降至20mg/L以下，化學(xué)清洗周期延長(zhǎng)至3天左右。
2 結(jié)語(yǔ)
近年來(lái)隨著零排放項(xiàng)目的不斷增多，由于原水水質(zhì)復(fù)雜、預(yù)處理效果不佳等問題頻繁造成RO膜發(fā)生硅酸鹽結(jié)垢問題，并造成運(yùn)行成本的上升，因此如何避免或緩解硅酸鹽結(jié)垢成為亟待解決的難題。運(yùn)行過程中如發(fā)生硅酸鹽結(jié)垢，須及時(shí)進(jìn)行化學(xué)清洗并采取預(yù)防措施，否則RO膜會(huì)發(fā)生不可逆損傷。同時(shí)，有效的清洗藥劑和易操作的清洗方案已成為RO領(lǐng)域?qū)I(yè)人士研究開發(fā)的重要課題，以期延長(zhǎng)RO膜的使用壽命。
參考文獻(xiàn)
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滲濾液處理中膜法應(yīng)用與反滲透應(yīng)用故障淺析
高振
（藍(lán)星東麗膜科技<北京>有限公司，天津 300073）
摘 要：本文從膜法工藝在垃圾滲濾液處理過程中的主要功能出發(fā)，結(jié)合本人在垃圾滲濾液項(xiàng)目中遇到的兩個(gè)反滲透項(xiàng)目典型故障案例的實(shí)際情況進(jìn)行了介紹，提出了垃圾滲濾液項(xiàng)目目前遇到的主要問題，并針對(duì)問題提出了改善方法。
關(guān)鍵詞：垃圾滲濾液；膜法；反滲透
1 垃圾滲濾液危害與膜法垃圾滲濾液處理特點(diǎn)
垃圾滲濾液具有高濃度有毒有害物質(zhì)，成分復(fù)雜，有機(jī)物含量高，水質(zhì)和水量波動(dòng)大，處理困難等特點(diǎn)，其對(duì)環(huán)境危害很大。目前主要處理垃圾滲濾液的方法有：并入城市污水廠處理、垃圾填埋場(chǎng)循環(huán)處理、到垃圾焚燒發(fā)電廠焚燒，廢渣再處理等。膜法工藝由于其設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，出水水質(zhì)較好等特點(diǎn)，在垃圾滲濾液處理過程中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。
2 常見膜法處理工藝簡(jiǎn)介
目前常見的膜法垃圾滲濾液處理工藝主要為：生化法（A/O或A2/O）+MBR/管式超濾+納濾+反滲透（+DTRO）。在常見的膜法垃圾滲濾液處理工藝中，各工藝的主要功能如下：
①非膜法工藝（如傳統(tǒng)的生化法或一些厭氧/好氧反應(yīng)器等）通常做為膜法工藝的預(yù)處理工藝；
②MBR：MBR工藝是整個(gè)垃圾滲濾液處理系統(tǒng)的核心，是脫除垃圾滲濾液中有機(jī)物的主體之一。目前常見的MBR膜組件主要有板式膜組件和中空纖維膜組件，兩種MBR組件各有優(yōu)缺點(diǎn)，板式MBR膜組件較中空纖維膜組件具有跨膜壓差低、污泥濃度較高、預(yù)處理要求較低、維護(hù)清洗頻率較低、無(wú)需反洗、操作相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；中空纖維MBR膜組件則具有裝填密度相對(duì)較高，膜池占地面積較小，膜組件設(shè)備投資較低等優(yōu)點(diǎn)。垃圾滲濾液有機(jī)物濃度較高，在相同的污泥負(fù)荷情況下，MBR膜池內(nèi)活性污泥濃度越高，也就意味著其處理有機(jī)物能力越強(qiáng)。
③超濾：超濾由于過濾精度較高，可將生化部分帶來(lái)的微生物菌體、沉淀物從污水中分離出來(lái)，此外超濾也能脫除廢水中一部分分子量較大的有機(jī)物。垃圾滲濾液經(jīng)過生化法處理，其含有的污染物濃度往往仍然較高，進(jìn)入超濾工藝的水往往具有較高的濁度、色度、COD以及較重的味道，因此，在垃圾滲濾液處理工藝中的超濾（常見管式超濾）用于MBR之后，做為NF和RO的預(yù)處理，可進(jìn)一步去除水中雜質(zhì)，確保后續(xù)工藝的穩(wěn)定運(yùn)行。
④納濾：MBR或超濾工藝產(chǎn)水中的主要污染物通常為有機(jī)物、微生物、硬度、堿度及重金屬等。納濾工藝可以去除MBR或超濾工藝產(chǎn)水中的絕大部分有機(jī)物和多價(jià)無(wú)機(jī)鹽，其產(chǎn)水基本可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。納濾工藝的濃水一般回流到垃圾填埋場(chǎng)或者進(jìn)一步蒸發(fā)處理；目前垃圾滲濾液處理過程中納濾系統(tǒng)回收率一般比較高（80%~85%），且進(jìn)水有機(jī)物含量較高，這導(dǎo)致了納濾面臨的最大問題是膜污染和結(jié)垢。垃圾滲濾液納濾處理膜元件壽命往往較低。就目前已了解到的一些垃圾滲濾液處理項(xiàng)目來(lái)看，絕大部分納濾工藝產(chǎn)水的水質(zhì)都不能滿足反滲透進(jìn)水的要求，一般都會(huì)帶有較高的色度以及難聞的味道，處理效果并不理想。
⑤反滲透工藝在滲濾液處理工藝中主要起到降低外排水的電導(dǎo)率和有機(jī)物含量的作用，此外，反滲透工藝可以大幅度截留垃圾滲濾液中離子態(tài)氮（如硝酸根等），降低產(chǎn)水中的總氮值，最終使排放水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)以下。就目前了解到的垃圾滲濾液處理現(xiàn)場(chǎng)反滲透使用情況看，主要存在以下問題：
a. 濃水回流增大系統(tǒng)回收率：反滲透或納濾工藝往往考慮濃水回流的方式來(lái)提高系統(tǒng)回收率，很多垃圾滲濾液處理系統(tǒng)也采用了兩段式濃水回流的納濾或反滲透工藝，由于垃圾滲濾液進(jìn)水往往高含鹽量和高有機(jī)物的特點(diǎn)，濃水回流往往會(huì)導(dǎo)致納濾或反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水進(jìn)一步惡化，加速了膜污染的速度，進(jìn)而影響了膜元件的使用壽命；
b. 段內(nèi)循環(huán)增壓泵的使用：在已了解過的垃圾滲濾液處理現(xiàn)場(chǎng)，很多反滲透處理系統(tǒng)都設(shè)置了單段濃水回流（即每一段的濃水通過段內(nèi)循環(huán)增壓泵泵在本段內(nèi)部循環(huán)，段內(nèi)循環(huán)量是反滲透系統(tǒng)進(jìn)水量的幾倍），這樣做可以增大膜元件進(jìn)水側(cè)流速，防止污染物沉積污染膜元件，但濃水的大量回流又會(huì)導(dǎo)致段進(jìn)水水質(zhì)的惡化，從而加重膜污染。在水質(zhì)較差的垃圾滲濾液系統(tǒng)中，回流會(huì)導(dǎo)致膜清洗頻繁，從而影響膜元件壽命。
c. 儀表設(shè)置存在問題：由于垃圾滲濾液項(xiàng)目普遍較小，且為了提高回收率往往采用兩段式設(shè)計(jì)。但在我們現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的垃圾滲濾液項(xiàng)目中，一些系統(tǒng)設(shè)置監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)往往存在問題，如兩段式系統(tǒng)僅設(shè)置進(jìn)水和濃水壓力表，段間壓力不能監(jiān)控；或者單支膜殼設(shè)置段內(nèi)循環(huán)增壓泵，但無(wú)法檢測(cè)進(jìn)該支膜殼進(jìn)膜的壓力以及電導(dǎo)率等，這都會(huì)造成運(yùn)行過程中無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)膜系統(tǒng)的故障，最終導(dǎo)致膜元件的嚴(yán)重污染或損傷。
d. DTRO：DTRO主要作用是進(jìn)一步降低系統(tǒng)濃水排放量，但也會(huì)造成循環(huán)水濃度的進(jìn)一步提升。
3 生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB 16889—2008)
部分垃圾填埋場(chǎng)是通過膜法來(lái)去除滲濾液中的有機(jī)物，解決滲濾液處理處理過程中COD排放不達(dá)標(biāo)的問題。我國(guó)制定的生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB 16889—2008)對(duì)污染物排放做出了相關(guān)規(guī)定，參考表1：
表1 生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB 16889—2008）
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序號(hào) |
控制污染物 |
排放濃度限值 |
污染物排放監(jiān)控位置 |
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1 |
色度（稀釋倍數(shù)） |
40 |
常規(guī)污水處理設(shè)施排放口 |
|
2 |
化學(xué)需氧量（CODCr）（mg/L） |
100 |
常規(guī)污水處理設(shè)施排放口 |
|
3 |
生化需氧量（BOD5）（mg/L） |
30 |
常規(guī)污水處理設(shè)施排放口 |
|
4 |
懸浮物(mg/L) |
30 |
常規(guī)污水處理設(shè)施排放口 |
|
5 |
總氮（mg/L） |
40 |
常規(guī)污水處理設(shè)施排放口 |
|
6 |
氨氮（mg/L） |
25 |
常規(guī)污水處理設(shè)施排放口 |
|
7 |
總磷（mg/L） |
3 |
常規(guī)污水處理設(shè)施排放口 |
|
8 |
糞大腸菌群數(shù)（個(gè)/L） |
10 000 |
常規(guī)污水處理設(shè)施排放口 |
|
9 |
總汞（mg/L） |
0.001 |
常規(guī)污水處理設(shè)施排放口 |
|
10 |
總鎘（mg/L） |
0.01 |
常規(guī)污水處理設(shè)施排放口 |
|
11 |
總鉻（mg/L） |
0.1 |
常規(guī)污水處理設(shè)施排放口 |
|
12 |
六價(jià)鉻（mg/L） |
0.05 |
常規(guī)污水處理設(shè)施排放口 |
|
13 |
總砷（mg/L） |
0.1 |
常規(guī)污水處理設(shè)施排放口 |
|
14 |
總鉛（mg/L） |
0.1 |
常規(guī)污水處理設(shè)施排放口 |
4 垃圾填埋場(chǎng)故障介紹
下面結(jié)合兩個(gè)典型故障案例給大家介紹一下垃圾填埋廠項(xiàng)目反滲透系統(tǒng)所面臨主要問題，參考表2：
表2 垃圾滲濾液項(xiàng)目典型反滲透案例故障介紹
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案例1 |
案例2 |
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處理水去處 |
排放至市政污水管道 |
排放至市政污水管道 |
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故障情況 |
業(yè)主反映反滲透早期產(chǎn)水正常，但運(yùn)行近3年，產(chǎn)水量逐漸降低至最后無(wú)法產(chǎn)水 |
產(chǎn)水COD超過排放標(biāo)準(zhǔn) |
|
故障原因 |
反滲透濃水回灌至垃圾填埋場(chǎng)，導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)水電導(dǎo)率逐年提升，早期電導(dǎo)約為2000-3000us/cm，到廠檢測(cè)時(shí)進(jìn)水電導(dǎo)率已達(dá)26000us/cm，當(dāng)初選擇的苦咸水膜已無(wú)法正常使用。 |
現(xiàn)場(chǎng)觀察，可能由于系統(tǒng)污染導(dǎo)致部分膜殼適配器發(fā)生內(nèi)漏，引起產(chǎn)水水質(zhì)變化。 |
|
處置方法 |
暫時(shí)措施：建議更換海水膜元件，并對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)改造，提高運(yùn)行壓力； 長(zhǎng)期措施：濃水不要回灌，建議設(shè)置濃水處理單元。 |
檢測(cè)膜殼內(nèi)漏情況，排除內(nèi)漏點(diǎn) |
案例1是典型的垃圾滲濾液處理過程中由于回灌導(dǎo)致的膜系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行的案例。這類情況經(jīng)常發(fā)生于處理后的濃水無(wú)法外排或處理的垃圾滲濾液項(xiàng)目中，最終的結(jié)果往往是由于進(jìn)水含鹽量過高，導(dǎo)致反滲透膜系統(tǒng)無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行，而這個(gè)過程一般在2~3年左右就能顯現(xiàn)出來(lái)。另外，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，現(xiàn)場(chǎng)采用電導(dǎo)率為2 000~3 000us/cm的水源模擬初期設(shè)計(jì)反滲透進(jìn)水時(shí)，反滲透產(chǎn)水電導(dǎo)率及產(chǎn)水量基本正常，但切換至垃圾滲濾液后，脫鹽率大幅度降低（參考表3）。
表3 不同水源膜殼產(chǎn)水電導(dǎo)率對(duì)比
|
RO1 自來(lái)水 |
膜殼進(jìn)水 電導(dǎo)率（us/cm） |
膜殼產(chǎn)水 電導(dǎo)率（us/cm） |
原水 電導(dǎo)率（us/cm） |
膜殼 脫鹽率（%） |
|
下 |
8 900 |
110 |
2 700 |
98.76 |
|
RO1 滲濾液 |
膜殼進(jìn)水 電導(dǎo)率（us/cm） |
膜殼產(chǎn)水電導(dǎo)率（us/cm） |
原水 電導(dǎo)率（us/cm） |
膜殼 脫鹽率（%） |
|
下 |
28 300 |
8 500 |
26 000 |
69.96 |
此外，在對(duì)案例1的調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，采用垃圾滲濾液做為進(jìn)水時(shí)，隨著時(shí)間的推移，同位置膜殼的產(chǎn)水電導(dǎo)率快速升高，見表4：
表4 膜殼產(chǎn)水電導(dǎo)率隨時(shí)間增長(zhǎng)情況
|
時(shí)間 |
RO1 滲濾液 |
膜殼產(chǎn)水電導(dǎo)率（us/cm） |
原水電導(dǎo)率(us/cm) |
|
16:55 |
上 |
12 800 |
26 000 |
|
中 |
10 800 |
||
|
下 |
8 500 |
||
|
17:00 |
上 |
31 800 |
26 000 |
|
中 |
30 400 |
||
|
下 |
28 300 |
由于產(chǎn)水量過低，各個(gè)膜殼產(chǎn)水量已無(wú)法在流量計(jì)上顯示（即產(chǎn)水量達(dá)不到流量計(jì)最下限），而在每支膜殼產(chǎn)水取樣管取得的單支膜殼產(chǎn)水電導(dǎo)率隨時(shí)間而快速增長(zhǎng)，這表明膜表面發(fā)生了濃差極化，導(dǎo)致產(chǎn)水電導(dǎo)率快速升高，這是主要是由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)單支膜殼內(nèi)循環(huán)泵導(dǎo)致濃水不斷回流，超出原有系統(tǒng)設(shè)計(jì)范圍，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的濃差極化；
在隨后對(duì)膜元件性能的檢測(cè)結(jié)果中我們發(fā)現(xiàn)，盡管已經(jīng)使用了接近3年時(shí)間，外觀存在較多污染的痕跡，但膜元件在標(biāo)準(zhǔn)評(píng)測(cè)條件下的脫鹽率衰減不是很突出。參考下表（表5）：
表5 膜元件性能檢測(cè)結(jié)果
|
測(cè)試狀態(tài) |
脫鹽率（%） |
產(chǎn)水量（m3/d) |
|
出廠性能 |
99.7 |
50.9 |
|
返送膜元件 |
99.68 |
39.6 |
|
堿洗后 |
99.51 |
57.6 |
案例2可以看作是一例典型的反滲透故障，由于新系統(tǒng)安裝不當(dāng)或者反滲透系統(tǒng)的高壓差導(dǎo)致的部分膜殼內(nèi)的膜元件與連接件之間發(fā)生內(nèi)漏問題，導(dǎo)致部分膜殼產(chǎn)水水質(zhì)變差，從而影響整體產(chǎn)水水質(zhì)。
5 垃圾填埋場(chǎng)故障淺析與改善建議
通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)垃圾填埋廠膜法滲濾液處理項(xiàng)目存在以下問題：
①膜污染較快，清洗頻繁，運(yùn)行故障較多，膜元件壽命普遍較短。
②設(shè)備、管道以及儀表腐蝕比較嚴(yán)重。
③濃水回灌導(dǎo)致進(jìn)水含鹽量逐年提高，最終導(dǎo)致反滲透膜系統(tǒng)難以運(yùn)行。
④反滲透系統(tǒng)自身的濃水回流也是導(dǎo)致垃圾滲濾液項(xiàng)目膜元件壽命較低的重要原因。
⑤現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)置往往不能滿足設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控的需要。
從目前垃圾填埋廠運(yùn)行項(xiàng)目的調(diào)查結(jié)果來(lái)看，需要考慮以下幾個(gè)方面的改善：
①設(shè)備及儀表的及時(shí)檢測(cè)與更換，確保系統(tǒng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確；
②對(duì)于無(wú)法外排濃水的項(xiàng)目，可以考慮采用蒸發(fā)結(jié)晶的方法，經(jīng)高濃度廢水轉(zhuǎn)化為固體廢棄物處理。如果后續(xù)有垃圾焚燒項(xiàng)目，可以將最終濃水引致焚燒爐焚燒處理。
③及時(shí)化學(xué)清洗，如無(wú)法恢復(fù)系統(tǒng)性能，則更考慮換膜元件，確保各工段水質(zhì)合格。
④對(duì)于由于回灌導(dǎo)致進(jìn)水含鹽量過高，從而導(dǎo)致無(wú)法正常工作的系統(tǒng)，可考慮采用海水膜或高壓反滲透膜元件代替原有的苦咸水膜元件，但選擇這種方案需要考慮對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)改造，如：更換高壓泵至更高揚(yáng)程、更高等級(jí)的耐壓管路、現(xiàn)有儀表量程是否與過高的含鹽量匹配以及現(xiàn)有藥劑是否能在新的工況下發(fā)揮作用，是否需要更換新種類的藥劑等等，而且，這種方案只能在一定時(shí)期內(nèi)有效，隨著濃縮液的不斷回灌，反滲透的進(jìn)水不斷的循環(huán)濃縮，最終仍會(huì)導(dǎo)致含鹽量過高而導(dǎo)致反滲透系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行。因此，解決循環(huán)液濃縮的問題需要考慮將其外運(yùn)或者轉(zhuǎn)換為固體廢棄物排出系統(tǒng)，而不能在系統(tǒng)內(nèi)部無(wú)限制循環(huán)濃縮。
⑤可以考慮采用高級(jí)氧化技術(shù)處理反滲透或納濾濃水，降低回灌水或后續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶進(jìn)水中的有機(jī)物含量。
6 展望與思考
隨著各地垃圾焚燒電廠項(xiàng)目的出現(xiàn)，一定程度上可以解決垃圾填埋廠滲濾液膜法處理濃水排放的問題。此外，對(duì)于有機(jī)物濃度較高、且可生化性能較好的回灌水是否也可以考慮采用厭氧工藝處理，進(jìn)一步回收利用有機(jī)物，將其變廢為寶？不論如何，垃圾滲濾液處理工藝中仍存在很多問題需要我們發(fā)現(xiàn)和解決。
參考文獻(xiàn)：
[1]袁維芳,湯克敏.反滲透法處理城市垃圾填埋場(chǎng)滲濾液[J].水處理技術(shù),1997,23(6):333-335.
[2]任鶴云,李月中.MBR法處理垃圾滲濾液工程實(shí)例[J].給水排水, 2004,30(10):36-38.
雙級(jí)聯(lián)動(dòng)反滲透系統(tǒng)故障分析
高振1，聶明2
（1.藍(lán)星東麗膜科技<北京>有限公司，北京，101318；2.中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院有限公司，天津，300000）
為了提高反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水水質(zhì)，在工程應(yīng)用中往往采用雙級(jí)反滲透系統(tǒng)，后續(xù)工藝根據(jù)需要采用EDI、混床工藝或直接使用。本文針對(duì)某電廠雙級(jí)反滲透運(yùn)行中的故障進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，并對(duì)故障產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析。
1 故障概述
現(xiàn)場(chǎng)采用地下水為水源，工藝為超濾+雙級(jí)反滲透+EDI，雙級(jí)反滲透直接通過管路連接，一級(jí)8：6排列，二級(jí)6：3排列，均為6芯。啟動(dòng)系統(tǒng)后約3個(gè)月左右，現(xiàn)場(chǎng)一級(jí)反滲透系統(tǒng)脫鹽率大幅度降低。
2 系統(tǒng)檢測(cè)與分析
2.1 系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集與分析
根據(jù)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)看，該系統(tǒng)一級(jí)膜組回收率接近80%，但系統(tǒng)壓差較小，脫鹽率較差（僅73%左右）。初步懷疑系統(tǒng)由于回收率過高導(dǎo)致結(jié)垢問題（見表1）。
表1 一級(jí)系統(tǒng)原始運(yùn)行數(shù)據(jù)
|
膜組編號(hào) |
進(jìn)水溫度 |
運(yùn)行壓力 |
運(yùn)行水量 |
電導(dǎo)率 |
一段 壓差 |
二段 壓差 |
回收率 |
脫鹽率 |
|||||
|
進(jìn)水 |
段間 |
濃水 |
產(chǎn)水 |
產(chǎn)水 |
濃水 |
進(jìn)水 |
產(chǎn)水 |
||||||
|
℃ |
Bar |
Bar |
Bar |
Bar |
m3/h |
m3/h |
us/cm |
us/cm |
Bar |
Bar |
% |
% |
|
|
一級(jí)膜組 |
31 |
6.6 |
6 |
5.6 |
- |
60.3 |
15.5 |
496 |
133 |
0.6 |
0.4 |
79.55 |
73.2 |
2.2 膜殼電導(dǎo)率檢測(cè)
從膜殼電導(dǎo)率看，一段整體較低且平均，二段約是一段電導(dǎo)率的14~30倍，表明二段存在影響系統(tǒng)整體脫鹽率的故障（見表2）。
表2 膜組單支膜殼電導(dǎo)率檢測(cè)數(shù)據(jù)
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膜組信息 |
一級(jí) |
進(jìn)水電導(dǎo) (us/cm) |
496 |
產(chǎn)水電導(dǎo) （us/cm） |
133 |
|
|
|
|
一段膜殼 |
1# |
2# |
3# |
4# |
5# |
6# |
7# |
8# |
|
電導(dǎo)率 (us/cm) |
10.45 |
10.45 |
10.8 |
10.6 |
- |
10.4 |
10.7 |
10.5 |
|
二段膜殼 |
9# |
10# |
11# |
12# |
13# |
14# |
|
|
|
電導(dǎo)率 (us/cm) |
139 |
230 |
471 |
190 |
299 |
278 |
|
|
2.3 二段進(jìn)行探針檢測(cè)
探針結(jié)果發(fā)現(xiàn)膜殼在濃水側(cè)的產(chǎn)水電導(dǎo)率約是進(jìn)水側(cè)產(chǎn)水電導(dǎo)率的2.3~3.6倍，在靠近濃水側(cè)均出現(xiàn)先降低后升高的現(xiàn)象，且二段單支膜殼電導(dǎo)率波動(dòng)較大，波動(dòng)較大不符合結(jié)垢現(xiàn)象導(dǎo)致的脫鹽率降低現(xiàn)象，因此暫時(shí)無(wú)法判斷是否存在結(jié)垢問題或者由于機(jī)械泄漏導(dǎo)致電導(dǎo)率升高（見圖1）。
圖1 探針結(jié)果
2.4 根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模擬計(jì)算
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)獲取的水質(zhì)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，采用計(jì)算軟件進(jìn)行了模擬，發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果存在以下問題（報(bào)警信息參考圖2）：
①二段濃水量不足的報(bào)警，這表明膜表面濃水量無(wú)法滿足系統(tǒng)需要的最低流速，易造成膜污染或結(jié)垢；
②濃水LSI較高，系統(tǒng)結(jié)垢報(bào)警。正常情況下通過阻垢劑可控制系統(tǒng)結(jié)垢，但系統(tǒng)由于回收率過高時(shí)，原有阻垢劑加藥量可能無(wú)法阻止結(jié)垢問題的發(fā)生。
圖2 模擬計(jì)算報(bào)警信息
2.5 拆膜殼檢測(cè)
現(xiàn)場(chǎng)拆膜殼進(jìn)行檢測(cè)，開啟膜殼后發(fā)現(xiàn)二段膜元件存在較為嚴(yán)重的結(jié)垢問題（見圖3）：
圖3 拆膜殼檢測(cè)結(jié)果
①濃水側(cè)端蓋存在較多白色垢體，經(jīng)過鹽酸處理，出現(xiàn)較多泡沫，之后溶解（初步判斷為碳酸鹽結(jié)垢）；
②二段濃水側(cè)最后兩支膜元件存在明顯結(jié)垢現(xiàn)象，前四支膜元件結(jié)垢現(xiàn)象不能通過眼睛觀察到。
但由于二段膜殼產(chǎn)水電導(dǎo)率波動(dòng)較大，不符合反滲透系統(tǒng)結(jié)垢后二段膜殼電導(dǎo)率相對(duì)均勻升高的現(xiàn)象，盡管發(fā)現(xiàn)有結(jié)垢問題，仍不能排除存在其它故障。為了安全起見，后期從現(xiàn)場(chǎng)取走一支二段膜元件進(jìn)行了膜元件解剖分析。
2.6 膜元件分析結(jié)果
①膜元件超重：膜元件重量17.04 kg，超重較多；
②膜元件脫鹽率非常低：產(chǎn)水電導(dǎo)率接近原水；
③膜元件解剖：
膜表面觀察無(wú)明顯污染物，但手觸摸存在顆粒物，滴酸產(chǎn)生氣泡，表明存在碳酸鹽結(jié)垢；膜表面存在鼓泡現(xiàn)象，表明二段存在背壓現(xiàn)象；膜片染色試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)膜片存在明顯滲漏，表明膜元件膜片損傷（見圖4）；SEM觀察發(fā)現(xiàn)大量片狀結(jié)垢，主要成分為碳酸鹽，同時(shí)存在磷酸鹽（見圖5）。
圖4 染色試驗(yàn)結(jié)果
圖5 膜表面污染物分析結(jié)果
通過膜元件分析，表明二段膜元件存在嚴(yán)重的結(jié)垢問題導(dǎo)致系統(tǒng)脫鹽率降低，同時(shí)二段存在背壓現(xiàn)象，這使得二段膜殼產(chǎn)水電導(dǎo)率分布不均衡。因此，系統(tǒng)同時(shí)存在背壓和結(jié)垢兩種故障導(dǎo)致整體脫鹽率降低。
3 系統(tǒng)故障處理過程
3.1 化學(xué)清洗
于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)無(wú)法判斷是否存在背壓，僅發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)垢問題，因此現(xiàn)場(chǎng)對(duì)結(jié)垢嚴(yán)重的二段膜元件進(jìn)行了徹底在線清洗。清洗過程中及時(shí)檢測(cè)pH值的變動(dòng)，及時(shí)補(bǔ)充藥劑直至pH不再增長(zhǎng)為止。清洗前后數(shù)據(jù)如下：
3.1.1 二段清洗前后膜殼電導(dǎo)率變化
表3 清洗前后膜殼電導(dǎo)率變化
|
化學(xué)清洗前 單位：（us/cm） |
||||
|
143 |
234 |
458 |
|
|
|
188 |
295 |
273 |
二段平均 |
265.2 |
|
化學(xué)清洗后 單位：（us/cm） |
||||
|
138 |
228 |
503 |
|
|
|
186 |
309 |
314 |
二段平均 |
279.7 |
3.1.2 系統(tǒng)清洗前后運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比
通過清洗前后對(duì)比發(fā)現(xiàn)：清洗后系統(tǒng)脫鹽率進(jìn)一步降低，表明碳酸鹽結(jié)垢問題處理之后，系統(tǒng)仍存在明顯的故障導(dǎo)致脫鹽率降低，這說(shuō)明二段可能存在機(jī)械泄漏或背壓?jiǎn)栴}，這一點(diǎn)在后來(lái)的膜元件檢測(cè)中得到了驗(yàn)證（見表4）。
表4 清洗前后運(yùn)行數(shù)據(jù)變化
|
膜組編號(hào) |
進(jìn)水溫度 |
運(yùn)行壓力 |
運(yùn)行水量 |
電導(dǎo)率 |
一段 壓差 |
二段 壓差 |
回收率 |
脫鹽率 |
|||||
|
進(jìn)水 |
段間 |
濃水 |
產(chǎn)水 |
產(chǎn)水 |
濃水 |
進(jìn)水 |
產(chǎn)水 |
||||||
|
℃ |
Bar |
Bar |
Bar |
Bar |
m3/h |
m3/h |
us/cm |
us/cm |
Bar |
Bar |
% |
% |
|
|
化學(xué)清洗前 |
31 |
7.2 |
5.8 |
5.6 |
1.2 |
60 |
19 |
500 |
117 |
1.4 |
0.2 |
75.6 |
76.7 |
|
化學(xué)清洗后 |
30.3 |
7.2 |
5.8 |
5.6 |
1.3 |
61 |
19 |
500 |
134 |
1.4 |
0.2 |
76.5 |
73.2 |
3.2 回收率調(diào)節(jié)
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)回收率過高，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)回收率進(jìn)行了調(diào)節(jié)，從80%左右降低到75%左右，調(diào)節(jié)前后運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比如下：
3.2.1 系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比
表5 回收率調(diào)節(jié)前后運(yùn)行數(shù)據(jù)變化
|
膜組編號(hào) |
進(jìn)水 溫度 |
運(yùn)行壓力 |
運(yùn)行水量 |
電導(dǎo)率 |
一段 壓差 |
二段 壓差 |
回收率 |
脫鹽率 |
|||||
|
進(jìn)水 |
段間 |
濃水 |
產(chǎn)水 |
產(chǎn)水 |
濃水 |
進(jìn)水 |
產(chǎn)水 |
||||||
|
℃ |
Bar |
Bar |
Bar |
Bar |
m3/h |
m3/h |
us/cm |
us/cm |
Bar |
Bar |
% |
% |
|
|
回收率 調(diào)整前 |
31 |
7.4 |
5.9 |
5.7 |
1.3 |
61 |
14.8 |
500 |
126 |
1.5 |
0.2 |
80.47 |
74.8 |
|
回收率 調(diào)整后 |
31 |
7 |
5.5 |
5.3 |
1.1 |
60 |
20.7 |
500 |
107.8 |
1.5 |
0.2 |
74.35 |
78.4 |
3.2.2 二段膜殼電導(dǎo)率數(shù)據(jù)對(duì)比
表6 回收率調(diào)節(jié)前后二段膜殼電導(dǎo)率變化
|
調(diào)整前（80%左右回收率） 單位：（us/cm） |
||||
|
143 |
234 |
458 |
|
|
|
188 |
295 |
273 |
二段平均 |
265.2 |
|
調(diào)整后（75%左右回收率） 單位：（us/cm） |
||||
|
113 |
191 |
355 |
|
|
|
162 |
253 |
222 |
二段平均 |
216.0 |
通過回收率調(diào)節(jié)，二段膜殼電導(dǎo)率平均值降低了49.2 us/cm。
4 故障原因分析
4.1 結(jié)垢原因分析
①系統(tǒng)結(jié)垢的主要原因是系統(tǒng)回收率過高，一般6芯兩段系統(tǒng)的典型回收率是75%，回收率過高易造成二段結(jié)垢問題，該系統(tǒng)結(jié)垢主要是由于過高的回收率導(dǎo)致；
②通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查了解到導(dǎo)致結(jié)垢的另一個(gè)特殊原因：現(xiàn)場(chǎng)安裝二段膜元件時(shí)膜元件安裝方向錯(cuò)誤，即膜元件鹽水密封圈放置在了膜元件前端，由于鹽水密封圈為楔形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致部分原水（N1）未經(jīng)過膜元件過濾，直接經(jīng)過膜元件外壁與膜殼的縫隙成為濃水的一部分，使得膜系統(tǒng)在產(chǎn)水量（P）相同情況下，實(shí)際的濃水量（N2）數(shù)值上低于表觀濃水量（N1+N2），實(shí)際膜系統(tǒng)的回收率（R=P/（P+N2））高于表觀回收率（R表=P/（N1+N2）），導(dǎo)致嚴(yán)重的結(jié)垢問題。
③膜表面污染物中含有較多的磷元素，不能排除阻垢劑問題導(dǎo)致結(jié)垢。
4.2 背壓原因分析
現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)沒有發(fā)現(xiàn)明顯的可能導(dǎo)致背壓現(xiàn)象的故障，但初步懷疑背壓的產(chǎn)生與兩級(jí)反滲透之間直接管路連接有關(guān)，在系統(tǒng)停機(jī)時(shí)，兩級(jí)反滲透同時(shí)停機(jī)，導(dǎo)致一級(jí)產(chǎn)水管出現(xiàn)瞬時(shí)背壓?jiǎn)栴}。但現(xiàn)場(chǎng)儀表無(wú)法顯示背壓的產(chǎn)生。一般來(lái)講，在運(yùn)行中常見的背壓故障發(fā)生情況如下：
①分段化學(xué)清洗時(shí)產(chǎn)水側(cè)回流閥未開啟導(dǎo)致未清洗的膜元件背壓受損；
②產(chǎn)水側(cè)壓力較高，意外停機(jī)導(dǎo)致背壓；
③產(chǎn)水管路出口過高，且膜組產(chǎn)水管路未設(shè)置單向閥或單向閥失效；
④膜組產(chǎn)水管路閥門內(nèi)漏，且產(chǎn)水管路單向閥失效，導(dǎo)致未運(yùn)行膜組反向進(jìn)水導(dǎo)致背壓。由于內(nèi)漏產(chǎn)生的背壓很難在運(yùn)行過程中被發(fā)現(xiàn)。
5 故障處理的建議
5.1 系統(tǒng)故障建議
①系統(tǒng)回收率需要控制，不可盲目提高回收率；
②對(duì)于兩級(jí)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，建議考慮在一級(jí)系統(tǒng)和二級(jí)系統(tǒng)之間增設(shè)緩沖水箱，防止由于故障停機(jī)或系統(tǒng)自控問題導(dǎo)致的背壓?jiǎn)栴}；
③安裝膜元件時(shí)必須按照正確的安裝方法進(jìn)行；
5.2 其它問題建議
①考慮在一級(jí)反滲透進(jìn)水加酸控制pH值，降低碳酸鹽結(jié)垢趨勢(shì)；
②對(duì)于新項(xiàng)目，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行最好考慮進(jìn)行水質(zhì)全分析，以防建設(shè)期水質(zhì)檢測(cè)與運(yùn)行期水質(zhì)不符，導(dǎo)致系統(tǒng)污堵或結(jié)垢。
