雙膜分離技術(shù)是實(shí)現(xiàn)污水深度回用的有效手段，在污水處理領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。由于預(yù)處理效果對膜分離技術(shù)影響較大，在一定程度上決定著雙膜污水深度回用技術(shù)的可行性�！靶跄�—沉淀—過濾”的傳統(tǒng)預(yù)處理工藝組合存在投資費(fèi)用高、運(yùn)行成本高、占地面積大、操作維護(hù)繁瑣等劣勢。因此，新型高效的三法凈水一體化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。該技術(shù)引入了電絮凝工藝，實(shí)現(xiàn)了電化學(xué)技術(shù)與沉淀、過濾技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，可有效去除水中的結(jié)垢物、膠體顆粒、懸浮物、重金屬離子、氨氮、油類等。該技術(shù)已應(yīng)用于工業(yè)循環(huán)冷卻水排污水處理、工業(yè)凈化污水處理、工業(yè)給水處理、生活飲用水除硬除氟處理、除鹽水預(yù)處理等領(lǐng)域，取得了令人滿意的效果。

　　中國石化集團(tuán)資產(chǎn)經(jīng)營管理有限公司齊魯石化分公司熱電廠( 簡稱齊魯熱電廠) 裝有 8 臺 410t / h 固態(tài)排渣蒸汽鍋爐，對應(yīng) 8 臺 60 MW 抽汽冷凝式發(fā)電機(jī)組，其配套的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用雙曲線冷卻塔，原化學(xué)水處理裝置由一級復(fù)床 +混床離子交換除鹽單元、反滲透和預(yù)處理單元組成。為緩解用水壓力，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會效益，對該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的循環(huán)冷卻排污水和反滲透濃水利用雙膜分離技術(shù)，采用電絮凝—斜板沉淀池—多介質(zhì)濾池( 即三法凈水一體化) + 超濾 + 反滲透工藝進(jìn)行深度處理，處理后回用至目前的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，即現(xiàn)在的中國石化齊魯分公司供排水廠改造后的三法凈水一體化裝置( 簡稱一體化裝置) 。

　　在齊魯熱電廠配套的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)現(xiàn)場中試的基礎(chǔ)上，于 2009 年 4 月開始建設(shè)一體化裝置，2009 年 12 月建成投產(chǎn)，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行至今。該項(xiàng)目投用后，每年節(jié)水減排 1. 3 Mt，年創(chuàng)效益650 萬元。

　　1 三法凈水一體化技術(shù)原理及工藝流程

　　三法凈水一體化裝置整體采用鋼結(jié)構(gòu)，分為反應(yīng)池、沉淀池、過濾池三部分。

　　三法凈水一體化裝置設(shè)備流程示意見圖 1。

圖 1  三法凈水一體化裝置設(shè)備流程示意

　　齊魯熱電廠配套循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的循環(huán)水流量 100 m3 / h 和反滲透濃水 100 m3 / h( 活性炭反洗水流量 60 m3 / h、多介質(zhì)反洗水流量 40 m3 / h) 混合后依次進(jìn)入 4 個(gè)反應(yīng)池、2 個(gè)沉淀池、4 個(gè)過濾池，合格出水進(jìn)入濾后水池。

　　污水首先進(jìn)入三法凈水一體化裝置的反應(yīng)池，4 個(gè)反應(yīng)池的前兩個(gè)是電極反應(yīng)池，通過電極加電產(chǎn)生高活性的吸附基團(tuán)。通過吸附架橋、網(wǎng)捕卷掃等作用與水中的膠體顆粒、懸浮物顆粒等形成較大的絮體礬花而共同沉降，從而有效的去除污水中的膠體顆粒和懸浮物等。由于反應(yīng)過程中采用了電絮凝技術(shù)，產(chǎn)生的吸附基團(tuán)具有很強(qiáng)的吸附作用，提高了形成礬花的密度，使礬花能夠承受后續(xù)高強(qiáng)度的混合。第三個(gè)是加堿反應(yīng)池，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 45% 的燒堿，以調(diào)整水的 pH值達(dá)到10. 5左右，形成有利于Ca2 + 、Mg2 + 的沉降，從而形成 Ca( OH) 2 、Mg( OH) 2 析出的工作環(huán)境。出水進(jìn)入第四個(gè)反應(yīng)池緩沖，使沉渣平穩(wěn)初步沉降。

　　經(jīng)過反應(yīng)池處理后的出水進(jìn)入三法凈水一體化裝置的斜板沉淀池中，一部分絮體在反應(yīng)池內(nèi)沉降到池底，經(jīng)設(shè)備下部錐形斗定期排放污泥。反應(yīng)池處理后的出水進(jìn)入三法凈水一體化裝置的沉淀池，因其流速降低，大部分的絮體和雜質(zhì)在斜板上沉降下來，也通過設(shè)備下部錐形斗定期排放污泥.

　　剩余的少量絮體雜質(zhì)隨著沉淀池出水進(jìn)入三法凈水一體化裝置的過濾池中，過濾池中的高效多介質(zhì)濾料( 由鵝卵石、石英砂、無煙煤組成) 可有效地濾除水中余留的絮體、懸浮物、泥沙、鐵銹等雜質(zhì)，以確保三法凈水一體化裝置出水的品質(zhì)。過濾池合格出水進(jìn)入濾后水池。

　　1 三法凈水一體化裝置的技術(shù)特點(diǎn)

　　2. 1 進(jìn)水指標(biāo)寬

　　三法凈水一體化裝置的水質(zhì)適應(yīng)性比較好，抗沖擊能力強(qiáng)，可以接納高硬度、高濁度的污水。即適合于鈣硬度( 以CaCO3 計(jì)) 不大于 750 mg / L、總硬度( 以 CaCO3 計(jì)) 不大于1300mg/ L、濁度不大于 100 FTU 的污水。

　　2. 2 出水品質(zhì)高

　　三法凈水一體化裝置對污水中鈣硬度、總硬度和濁度的去除率分別達(dá)到 80% 、60% 和 98% 以上。去除率與加堿量、電流強(qiáng)度有關(guān)，加電、加藥、排污、反沖洗等工藝操作參數(shù)可根據(jù)水質(zhì)、水量確定，出水主要控制指標(biāo)穩(wěn)定性好。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　2. 3 產(chǎn)水率高

　　三法凈水一體化裝置過濾池反沖洗水源采自濾后水池，反應(yīng)池和沉淀池排出的污漿經(jīng)沉清后可實(shí)現(xiàn)上清液回流，有效控制了排污率，并使產(chǎn)水率接近 97% 。

　　2. 4 投資費(fèi)用低

　　三法凈水一體化裝置實(shí)現(xiàn)了模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)不同水質(zhì)靈活采取有針對性的工藝組合，一次性投資( 含設(shè)備及配套設(shè)施，以產(chǎn)水計(jì)) 約 2. 05萬元/ t，遠(yuǎn)低于“絮凝—沉淀—過濾”的傳統(tǒng)預(yù)處理工藝流程組合的投資水平。

　　2. 5 運(yùn)行成本低

　　三法凈水一體化裝置運(yùn)行穩(wěn)定，該裝置每噸產(chǎn)品水的運(yùn)行設(shè)計(jì)成本為 0. 440 元，技術(shù)具有明顯的成本優(yōu)勢。運(yùn)行設(shè)計(jì)成本見表 1。

　　2. 6 控制水平高

　　三法凈水一體化裝置采用全程自動化監(jiān)控模式，設(shè)置了手動/ 自動、就地/ 遠(yuǎn)控切換開關(guān)，運(yùn)行可靠，操作維護(hù)簡單，無需增加定員。

　　2. 7 占地面積小

　　三法凈水一體化工業(yè)裝置的現(xiàn)場布局美觀合理，且此技術(shù)適用于空間局促的改擴(kuò)建項(xiàng)目。

　　2. 8 采購?fù)ㄓ眯院?/p>

　　三法凈水一體化裝置的主要備件有碳鋼消耗電極、pH 計(jì)探頭、電磁閥、機(jī)械密封等，主要消耗品有燒堿、鹽酸、無煙煤、石英砂和鵝卵石等，均可由市場采購。

　　3 一體化裝置的運(yùn)行情況

　　3. 1 進(jìn)水、出水水質(zhì)

　　一體化裝置來水分別為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的循環(huán)冷卻排污水和反滲透濃水，連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。運(yùn)行期間對污水回用系統(tǒng)各進(jìn)、出水水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，以便正�；赜谩�

　　一體化裝置進(jìn)水為循環(huán)水排污、反滲透濃水的混合水，經(jīng)過反應(yīng)池、沉淀池、過濾池處理后的出水進(jìn)入濾后水池，即為一體化裝置出水。改造后的一體化裝置水質(zhì)情況見表 2。

　　由表 2 可知: 改造后的一體化裝置進(jìn)出水水質(zhì)優(yōu)于設(shè)計(jì)的出水水質(zhì)指標(biāo)。

　　3. 2 運(yùn)行參數(shù)

　　一體化裝置處理能力為 240 t / h，設(shè)備外形尺

　　寸為 18. 50 m × 12. 00 m × 5. 85 m，電極板材質(zhì)為普通碳鋼。實(shí)際運(yùn)行過程中，根據(jù)水質(zhì)情況，及時(shí)調(diào)整參數(shù)。進(jìn)水量在 200 m3 / h 左右時(shí)，加電電流為 100 A，加堿調(diào)整 pH 值在 10. 5 左右，出水pH 值為 7. 0 ～ 8. 0。加藥參數(shù)動態(tài)調(diào)整，排污時(shí)間設(shè)定 3 ～ 10 s / 次，排污間隔時(shí)間為 6 h，過濾池采取氣、水合洗方式。為避免濾料板結(jié)，在沉淀池出水槽加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30% 的鹽酸調(diào)節(jié) pH 值，使 pH 值控制在7. 0 ～ 8. 0。多介質(zhì)過濾池運(yùn)行一段時(shí)間需要進(jìn)行反洗，反沖洗水來自濾后水池，由反沖洗泵增壓進(jìn)行反洗。

　　3. 3 排污周期

　　( 1) 反應(yīng)池。其排污次數(shù)、歷時(shí)可根據(jù)排污濁度調(diào)整，滿負(fù)荷調(diào)試定為 8 次/ d、5 s / 次。

　　( 2) 沉降池。其次數(shù)、歷時(shí)可根據(jù)排污濁度調(diào)整，滿負(fù)荷調(diào)試定為 8 次/ d、10 s / 次。

　　3. 4 濾池反沖洗( 氣、水合洗方式)

　　每個(gè)濾池反洗次數(shù)根據(jù)水質(zhì)及運(yùn)行情況設(shè)定，一般為 1 ～ 3 次/ d。反洗歷時(shí)可根據(jù)反沖出水濁度調(diào)整，一般為反洗進(jìn)氣時(shí)間 3 ～ 8 min，反洗進(jìn)水時(shí)間為 5 ～ 15 min。滿負(fù)荷調(diào)試: 反洗次數(shù) 1次/ d，氣反沖歷時(shí) 5 min，水反沖歷時(shí) 15 min，且每個(gè)濾池反洗間隔時(shí)間為 6 h。

　　3. 5 輔助材料消耗量

　　一體化裝置的電極板每年更換 1 次，過濾池濾料每年補(bǔ)充 10% ，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 45% 的燒堿耗量 48 kg / h，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30% 鹽酸耗量 24 kg / h，噸水電耗 0. 3 kW·h，反洗用非凈化風(fēng)為 2 m3 / min，反應(yīng)池曝氣用非凈化風(fēng)為 0. 25 m3 / min。經(jīng)核算，一體化裝置的噸水運(yùn)行成本 0. 21 元，低于設(shè)計(jì)成本 0. 440 元。

　　4 結(jié)語

　　( 1) 三法凈水一體化技術(shù)已在污水處理領(lǐng)域取得了成功應(yīng)用。因其性能優(yōu)、投資省、成本低、易維護(hù)、占地少等諸多優(yōu)點(diǎn)得到了用戶的認(rèn)可。特別是電絮凝技術(shù)的引入，使得該技術(shù)在處理高硬度、高濁度污水方面優(yōu)勢明顯，是“絮凝—沉淀—過濾”傳統(tǒng)預(yù)處理工藝路線的升級。該技術(shù)作為雙膜分離技術(shù)的預(yù)處理系統(tǒng)，用于污水深度處理是成熟的技術(shù)。

　　( 2) 改造后的一體化裝置的運(yùn)行情況表明，其運(yùn)行穩(wěn)定，且運(yùn)行成本低，優(yōu)于設(shè)計(jì)要求。(來源：中國石化齊魯分公司物裝中心)