再生水厂工艺改造试验及运行效果研究

□文 /唐福仓

1 再生水厂简介

再生水厂水源为污水处理厂出水，工艺流程见图1。

图1 再生水厂工艺流程

2 再生水厂运行现状

运行多年以来，再生水厂运行稳定，出水满足相关标准要求。再生水广泛用于居民冲厕、冲车、浇灌绿地、景观水体补水并用于园林绿化、建筑施工、道路喷洒等方面，安全的水质、经济的价格深得用户的好评，取得了良好的经济效益及社会效益。

3 再生水厂改造

随着再生水的进一步推广利用，用户逐渐增加，再生水用量呈现逐年增长的趋势，因此拟对该再生水厂进行改造工程，以扩大生产规模，提高出水水质。

3.1 改造工艺选择

由于是在原有水厂内进行改造，因此工程实施中尽量使用现有设施，以减少土建工程量，同时保证水厂不间断对外供水服务。

在明确了改造原则及限制条件的基础上，对砂滤工艺系统改造方案进行了详细的经济及技术论证，采用浸没式微滤膜工艺（CMF-S）对现有设施结构变动较少，故将现有砂滤池改造为浸没式微滤膜滤池。

由于自动化程度高等原因，微滤膜在许多行业得到了广泛的应用。常规使用的膜都是通过泵将滤液打入膜元件，对膜的一侧加压使滤液透过面膜面进行过滤操作。近年来出现的浸没式微滤膜是将膜元件浸没在滤液中，利用泵的抽吸作用使滤液透过膜面，将透过液从膜元件中抽出的新的操作方式。随着膜技术进入越来越多的处理领域，世界上主要膜公司都在致力于完善和推广浸没抽吸式膜技术。

选用浸没式微滤膜工艺对砂滤工艺进行改造主要有以下几个原因。

1）CMF-S是一种能耗低的膜过滤新技术。与常规膜技术相比而言，浸没式膜过滤操作压力更低，耗能也较低。同时，由于可以将许多膜元件放在一个体系内，在单位空间内装更多膜，使系统控制操作大大简化。虽然在土建等方面需要稍多的一次性投资，但从常年运行费用来看，浸没抽吸式技术的优势是明显的。

2）采用CMF-S工艺能尽可能减少对原有设施的改动。现状砂滤工艺中有6组砂滤池，见图2，浸没式微滤膜滤池与砂滤池结构有相似之处，见图3。改造中能充分利用现有管路、反洗泵等设备设施并尽可能减少对原有设施的改造。

图2 再生水厂现状砂滤池

图3 浸没式微滤膜池

3）CMF-S能够满足改造工艺要求。改造中需增加反渗透（RO）工艺，CMF-S出水水质较好，能够最为合格的反渗透系统进水，满足改造工艺要求。

4）采用CMF-S工艺能够增加再生水厂产水规模。由于CMF-S膜柱装填密度大，因此能够在现状设施的基础上大大提高产水规模，满足再生水用户需求。现状单侧3组砂滤池原设计规模1.6万t/d，可改造为4.5万t/d的微滤膜池。

3.2 相关试验研究

为验证浸没式微滤膜工艺在再生水厂改造中应用的可行性，针对水厂现状进行了不同规模相关工艺的试验研究。通过一系列针对性的试验对系统设备的性能和运行成本进行优化。

1）设备结构试验。设备结构对工艺的运行有较大的影响，例如，膜组件结构、布气结构对设备反洗效果，耗气量、均匀程度及运行成本影响较大。依据试验结果对设备结构进行了相应调整，使工艺运行更为有效、稳定。

2）设备运行试验。新生产的微滤膜由于膜丝附着的污染物较少，因此运行初期通量大、产水量高，单支膜产水最高可达到2.6 t/h。运行初期，膜表面附着的污染物能够通过普通气水反洗去除。

在恒流量运行阶段，将单支膜产水量调整为2.1 t/h，设备运行稳定，针对反洗频率，加药反洗频率及药剂浓度进行试验。试验发现，加药反洗频率越高，产水压力恢复越稳定；进水中细菌数对加药反洗效果影响较大，应根据进水中微生物密度调整药剂浓度。

3）污染物去除效果。对试验的进出水水质进行了检测，结果显示浸没式微滤膜工艺对进水浊度、SS和细菌数等指标有较好的去除效果，去除率可达到91%以上，对CODCr也有一定的去除效果，见表1。

表1 浸没式微滤膜试验进出水水质及污染物去除率 %

4 结论

通过近1 a时间的试验研究，结果证明，浸没式微滤膜现场试验运行稳定，出水合格。结合现场实际情况，对设备及运行参数进行了一系列调整后，浸没式微滤膜工艺基本满足对砂滤池的改造条件，出水水质良好。