膜污染专题讨论

中水回用中的膜污染问题讨论
20 多年来, 国内外的实践经验表明, 城市污水的再生利用是开源节流、减轻水体污染、改善生态环境、解决城市缺水的有效途径之一, 不仅技术可行,而且经济合理.

城市污水的再生利用本身蕴含着合理性和必然性。

其合理性表现在, 城市污水再生利用过程是水自然再生循环过程的模拟与强化. 其必然性表现在, 城市用水的严重紧缺和水资源可持续利用的客观需求, 要求人们将污水加以净化处理和重新利用, 以保证水资源的开发利用能够满足社会经济可持续发展的需求.城市污水再生利用具有显著的经济效益和社会效益, 我国水资源短缺, 在缺水地区特别是城市、工业和人口比较集中的地区, 水资源已成为社会经济发展的严重制约因素. 城市污水的再生利用既可解决污染问题, 又可使污水得到有效利用、缓解水资源短缺的紧张状况, 是一举两得的措施.

例如: 降低给水处理和供水费用; 减少城市污水排放及相应的排水工程投资与运行费用; 改善生态与社会经济环境,促进工业、旅游业、水产养殖业、农林牧业的发展; 改善生存环境, 促进和保障人体健康, 减少疾病特别是致癌、致畸、致基因突变危害; 增加可供水量, 促进经济发展及避免缺水造成的损失.世界上一些缺水国家把城市污水再生利用作为解决水资源短缺的重要战略之一, 在城市污水再生处理后用于农业灌溉、工业生产、城市景观、市政绿化、生活杂用、地下水回灌和补充地表水等方面的研究与工程应用, 已有较长的历史, 不仅可以保护水环境, 而且缓解需水和供水之间的矛盾, 促进水质水量的再生循环, 取得了显著的环境、经济和社会效益.美国的城市污水处理等级基本上都在二级以上, 处理率达到100%. 城市污水再生利用已经从试验研究阶段进入生产应用阶段, 再生水作为一种合法的替代水源, 正在得到越来越广泛的利用, 成为城市水资源的重要组成部分, 城市再生水利用设施的数量和规模增长迅速. 美国城市污水再生利用的主要用途包括农作物灌溉、回灌地下水、景观与生态环境用水以及工业用水. 2000 年, 加利福尼亚州的污水再生利用量为8164 亿m3, 再生水水量占平水年份全州城市年用水总量的7% 左右; 再生水用水总量中, 农业灌溉约32% , 回灌地下水27% , 绿化灌溉17% , 工业生产7% , 补充地表径流、营造湿地和休闲娱乐水面等景观生态用水约3% , 屏蔽海水入侵约1% , 其余13% 用于城市公共建筑和居民家庭的多种非饮用用途, 包括冲厕、洗车、街道清洗、建筑物的卫生保洁、非食品和非饮食用具的洗涤等等.在水环境污染治理战略目标与技术路线方面,许多国家已经进行了重大调整, 水污染治理的战略目标已经由传统意义上的“污水处理、达标排放”转变为以水质再生为核心的“水的循环再用”, 由单纯的“污染控制”上升为“水生态的修复和恢复”. 许多发达国家已不再建设传统意义上的污水处理厂 (WW TP) , 而代之以“污水再生厂”.水污染治理的战略目标调整使污水处理技术路线也发生了重大变革, 关键性的转变是由单项技术转变为技术集成. 以往是以达标排放为目的, 针对某些污染物去除而开发的工艺技术, 现在要调整到以水的综合利用为目的, 进行技术的综合、集成, 以满足所设定的水质水量再生与资源化目标. 主要体现在以下两个方面: 一是城市污水处理厂普遍采用以除磷脱氮为重点的强化二级生物处理技术并增加三级处理流程, 包括多种类型的过滤技术和现代消毒技术; 二是采用当代高新技术如微滤膜过滤、反渗透、膜生物反应器等, 使处理后的再生水达到市政杂用、生活杂用、园林绿化、生态景观、工业冷却、回注地下水、发电厂锅炉补给水等多种用途要求.






关键字： 反渗透 环境 膜生物反应器 膜污染 微滤 污水处理 消毒 中水回用

本人在实际工作过程中，接触到很多工艺，目前非常流行膜技术，但膜的污染问题一直困扰着我们，尤其是MF和UF膜的污染，希望在论坛中与大家共同研究

我来介绍一下国内外的一些典型案例。

　国外膜技术用于污水再生回用水平与发展动态

1 　美国
再生水作为供水资源并不是新生事物。在美国的若干地区实施使用20 多年之久。在美国南加利福尼亚州的桔城水区的21 世纪水厂,自1976 年以来就将处理过的污水经膜技术处理提炼出的高质量的再生水注入到地面水中。美国弗吉尼亚州的UOSA污水处理厂自1978 年就将再生水排放到奥柯昆(Occoquan) 水库。该水库是华盛顿周边地区100 多万人口的供水源。再生水应用在美国及全世界正处于增长趋势。目前,美国有几个城际规模的再生水项目正在规划或建设中。其中两个项目位于佐治亚州亚特兰大城附近的格尼特( GWINNETT) 和位于亚利桑那州的菲尼克斯城附近的斯柯戴尔(SCOTTSDAL E) 。在美国,普遍采用这种被称为“可规划的间接再生回用”方式。
2 　新加坡
新加坡于1998 年开始再生水研究(“新水研究”,New water) 。由新加坡公共事业局与国家环保部共同发起倡导并形成理念。其最初目的是确定新水作为自然水源弥补新加坡自身供水的可能性。所谓新水就是对使用过的水通过先进的双膜(微滤和反渗透) 及紫外线工艺进行严格的净化及处理。新水可与水库水混合,再进行常规处理后作为饮用水。为达到可规划的间接适于饮用的再生水目的,新加坡再生水研究的策划与设计包括以下三大主要因素: (1) 评估高科技双膜(微滤及反渗透) 和紫外线灯技术日产1 万m3 先进再生水示范厂的设计、建设、试运行和营运,证明其可连续性的生产高质量新水的可靠性; (2) 进行取样与监测,对再生水进行物理、化学及微生物的全面分析,新水作为自然水源来进行饮用的可行性; (3) 进行健康影响测试,确定再生水的安全性。包括新水与来自BEDOK水库水源进行对比性的毒素方面的评估。对动物标本进行短期和长期健康影化学及水技术领域的专家组建成专家组,向公共事业局和国家环保部就新水研究提供独立研究报告。新水厂采用双膜及紫外线消毒处理工艺日产新水10 000 m3 。该厂位于BEDOK 再生水厂(即前BEDOK污水处理厂) 的下流的密集地带。所以选定BEDOK 再生水厂作为其示范新水厂,是因为该厂的废水收水95 %以上来自于新加坡国内。第二个是使用多重物理屏障来去除污水中的微生物病原体及化学污染物。新水厂于2000 年5 月开始运行,一直运转良好,其状态始终处于设计期望值范围内。表1 为自2000 年5 月以来原水厂设计标准与实际水厂运作结果(月平均数) 。　新水厂的平均单位功率消耗一直在017～019kW•h/ m3 范围内保持不变,远远低于原设计所规定的112 kW•h/ m3 。按照USEPA 国家初级和二级饮用水标准,以及WHO(世界卫生组织) 饮用水质量指针中所列出的饮用水参数,研究小组进行了全部的大约190 种与水质量有关的物理学、化学及微生物学的参数进分析与整理于2002 年6 月提交了“新加坡再生水研究”报告。　　2002 年6 月专家组对报告及数据进行评估, 达成如下结论: (1) 通过两年对新水物理学、化学及微生物学方面的分析, 新水可以作为饮用的再生水。新水的质量标准始终达到了美国环保局(USEPA) 国家一级和二级饮用水标准和世界卫生组织(WHO) 的饮用水质量标准。 (2) 基于下列原因,新加坡必须采取间接饮用的 ( IPR) 方法: ①与水库水相混合,弥补在RO 工艺中去除的微量矿物,有益于健康和饮水口味; ②可提供更多的安全性; ③民众的接受与认可。该方法与美国采用的可规划间接饮用方法相似。

国内膜技术用于污水再生回用水平与发展动态
3.1 　天津开发区污水回用深度处理工艺及特点
3.1.1 　工艺流程
由于在我国尚无污水脱盐处理的研究成果和工程实践,从2001 年1 月3 日开始进行的污水脱盐深度处理中间试验,确定天津开发区污水脱盐深度处理工艺路线见图1 。
3.1.2 　工艺特点
3.1.2.1 　预处理选择连续式微滤膜技术(CMF) 工艺
每根微滤膜柱的直径为120 mm ,高度为1 500mm ,内装的中空纤维外径为550 μm ,内径为300
μm ,壁孔径012μm ,单柱膜表面积为15 m2 ,20 ℃时单根膜柱水通量为1126 m3/ h 。CMF 工艺系统的主要特点是: ①采用错流式过滤,使处理效果不受进水水质的影响; ②灵活的模块设计有利于膜组件的更换和增容; ③专利的压缩空气对滤膜进行反冲洗,提高膜分离效果和膜组件的使用寿命; ④在线膜完整性测试,在任何时间均能保证出水水质; ⑤采用内含故障诊断,保证系统的全自动运行; ⑥系统占地少,可以在现有建筑物内安装,安装费用低。
3.1.2.2 　污水脱盐采用反渗透(RO) 工艺
反渗透膜选用美国耐污染反渗透膜,该膜具有较好的脱盐效果和较强的耐污染特性,以保证得到良好的出水水质和稳定的运行效果。万m3/ d ,反渗透(RO) 1 万m3/ d。
3.1.3　天津开发区污水集中回用项目新水源一厂工程建设情况
工程规模:一期为连续流微滤(CMF) 2.7～2.9万m3/ d ,反渗透(RO) 1 万m3/ d。

看来自己水平有限，这个贴子失败了

不要气馁啊~~~
呵呵,这不就有人看了嘛~~~
我发现,这个论坛对于纯水得探讨是比较薄弱的,我是比较注重这方面得,以后请多多指教.
膜法在回用水和纯水上得运用已经是非常广泛了. 只是针对3楼得例子我有几个问题:对于第一个,膜法无法避免得是浓缩水得处理,我想知道针对这么多得浓水,美国人是怎么处理得.对于第二个, 这是一个很好得例子,新加坡一直是一个缺水得国家,打从10年前他们就有自己制造纯水得规划了,但至今仍旧必须依赖对马来西亚得进口.这绝大得因素是因为预算.他们发现进口水反而比自己制造水来得便宜.但是毕竟生命线被人家掌握在手里,事情一旦上升到政治地位,就不好收拾了.就我新加坡得同行所说,新加坡也一直在做规划做预算,国产化也是必然之路的.

对于膜的污染问题始终是一个困扰着的问题.现在膜的使用已经不限于从洁净水制造成为纯水了.中水的回用,甚至污水的回用上都在尝试着使用.那么膜污染就成为了一个大问题.
就手册所言,我们需要考虑的仅限于SDI,PH,Fe,余氯等的含量.然后根据TDS的量来选用适当的膜,根据LSI的指数来确认预处理或者加药系统.
设计中考虑FLUX的值,浓水流速.
系统上考虑进水避免瞬间高压冲击,浓水侧的水锤.
其实还要考虑Al的值.Fe我们一般可以采用曝气过滤的方式去除,但是Al盐就很讨厌了.对于污水的回用往往会采用大量的PAC,使得水中的Al数值很高,达到100PPM,而RO的进水只能容忍0.XPPM的Al,否则结垢会变得非常迅速!

Al是一种两性物质,偏酸时形成沉降的铝酸盐,偏碱时形成氢氧化铝的沉淀.我曾经考虑提升谁的PH,造成Al盐的沉降,可是一计算,需要大量的氢氧化钠,而且处理后还需要大量的盐酸还原,绝对是劳民伤财的事情. 而采用石灰,效果差,还带来硬度?! 我实在是一筹莫展,就此和大家探讨一下~~~~

首先浓水的处理，应该主要存在于RO方面，对于CMF应该不是关键问题。说实话这个问题也一直困扰着我。对于浓水的再利用的确是个非常重要的问题，不过我会在近期查一下这方面的资料

关于AL的问题，我也做过这方面的研究，但从未发现达到过100PPM，而RO的进水只能容忍0.XPPM的Al不知道这个数您是从那里得到的，可能是我太粗心了，我并未见过这样的数据，还请多多指教

在中水回用的过程中，我们用的絮凝剂总共才不到5ppm，不知道你的100ppm是怎么来的，要么是你的絮凝剂加的太多，要么是你的钱处理不好，反正我感觉这里面有很大的问题，不应该在反渗透系统中出现的