近幾年，超濾膜分離技術(shù)作為再生水處理，工藝越來(lái)越成熟，它具有膜分離過(guò)程物質(zhì)不發(fā)生相變、分離系數較大、在室溫下操作和節能高效等特點(diǎn)，是解決環(huán)境污染等問(wèn)題的重要新技術(shù)。但在水廠(chǎng)運行管理中，也會(huì )出現各類(lèi)問(wèn)題，本次總結北京市昌平區再生水廠(chǎng)運行管理經(jīng)驗，并應用到再生水廠(chǎng)的工藝優(yōu)化改造方案中。

　　1、水廠(chǎng)概況

　　昌平再生水廠(chǎng)是在二級出水的基礎上新建污水處理水廠(chǎng)，為了使污水二級處理系統和再生水系統分離，污水處理不受膜設備穩定性的影響，再生水廠(chǎng)可以根據回用水要求靈活調整運行方式，減少運行成本；因此該再生水廠(chǎng)主要采用超濾膜系統，可以有效去除懸浮顆粒物、濁度與大分子有機物等。二級污水廠(chǎng)主要處理工藝為卡魯塞爾氧化溝工藝，后接沉淀池，有較好的脫氮除磷、去除有機物的效果。沉淀池出水進(jìn)入再生水廠(chǎng)，沉淀池出水水質(zhì)符合GB18918—2002《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》一級B標準，再生水廠(chǎng)主要進(jìn)水水質(zhì)指標如表1。從表1看出，二級出水水質(zhì)滿(mǎn)足超濾系統進(jìn)水水質(zhì)要求。

　　2、工藝介紹

　　再生水廠(chǎng)處理規模為2萬(wàn)m3/d，處理單元主要包括混凝劑投加裝置、自清洗過(guò)濾器、超濾膜組件、超濾裝置清洗系統和反沖洗系統等。來(lái)水通過(guò)投加混凝劑，進(jìn)入自清洗過(guò)濾器，去除來(lái)水中大的懸浮顆粒，保護超濾系統運行，作為超濾的保護處理手段，自清洗過(guò)濾器采用過(guò)濾精度為100μm，2套裝置(1用1備)，單套最大處理水量為1100m3/h，在進(jìn)水壓力滿(mǎn)足情況下可自動(dòng)反清洗。超濾膜組件為外置內壓超濾膜，每個(gè)膜組件長(cháng)1.5m，膜絲內徑0.8mm，外徑1.2mm，采用了4套超濾設備，形式為臥式超濾膜，總膜組件數量為368支，具體技術(shù)參數如表2。再生水廠(chǎng)處理工藝如圖1。

　　3、存在問(wèn)題及原因分析

　　該再生水廠(chǎng)運行至第5年，出現運行負荷低、產(chǎn)水量降低、自清洗過(guò)濾器或超濾膜堵塞及產(chǎn)水濁度過(guò)高等問(wèn)題，具體如下。

　　(1)再生水資源浪費。

　　設計出水回用于上游景觀(guān)，但水廠(chǎng)建成運行后，由于配套回用水管線(xiàn)未建好，處理出水直接排入河道，未能回用，造成再生水資源浪費。

　　(2)系統產(chǎn)水能力不足。

　?、儆捎诙脸爻鏊痪鶆?，水量波動(dòng)較大，并且集水池容積較小，未能起到調節水量的作用。再生水廠(chǎng)進(jìn)水波動(dòng)較大，白天，超濾系統供水量充足，可以持續產(chǎn)水;夜間，水量嚴重不足，該段時(shí)間超濾膜低負荷運行;因此超濾膜系統最大產(chǎn)水量約為1.3萬(wàn)m3/d，僅能達到設計水量的65%;

　?、谟捎诙壧幚聿捎没钚晕勰喾?，二沉池池面偶爾會(huì )有上浮污泥，導致二級出水濁度瞬時(shí)升高，出水直接進(jìn)入自清洗過(guò)濾器，自清洗過(guò)濾器無(wú)法全部濾清，超濾系統開(kāi)機后跨膜壓差過(guò)高，致使產(chǎn)水流量快速降低，無(wú)法達到產(chǎn)水量要求。

　　(3)自清洗過(guò)濾器和超濾膜系統污堵嚴重。

　?、儆捎谝归g再生水廠(chǎng)的來(lái)水量較少，集水池內水力停留時(shí)間較長(cháng)，滋生大量的微生物，而微生物的滋生造成了后續設備的堵塞;

　?、诙脸厮矔r(shí)來(lái)水濁度高，致使自清洗過(guò)濾器連續工作，過(guò)濾器濾芯快速堵塞，設備自動(dòng)清洗程序無(wú)法及時(shí)清洗濾芯，間隔2～3d還需將濾芯抽出人工清洗，設備故障率高;

　?、塾捎谧郧逑催^(guò)濾器經(jīng)常堵塞，進(jìn)入超濾系統的水質(zhì)濁度高，超濾膜短時(shí)間內跨膜壓差升高，增加了超濾膜的反洗次數，增加了運行費用，減少了超濾膜的使用壽命。同時(shí)，該超濾系統為內壓式超濾膜，對于進(jìn)水瞬時(shí)濁度較高的水質(zhì)情況，極易堵塞，在同等情況下，內壓式超濾膜與外壓式超濾膜相比較，產(chǎn)水透過(guò)率低、反洗頻次高與反洗周期短，平均跨膜壓差上升速度快。

　　(4)對4套超濾膜系統的運行情況進(jìn)行完整性檢測及分析，發(fā)現如下幾個(gè)問(wèn)題：

　?、?套超濾膜絲出現嚴重老化，斷絲情況已接近產(chǎn)品公司超濾膜的允許斷絲率;

　?、诔瑸V膜裝置上的排氣閥質(zhì)量較差，長(cháng)期運行后排氣作用失效，不能有效排氣，增加了超濾膜斷絲的頻率;

　?、圻\行多年后的超濾膜發(fā)生不可逆的污堵，導致透膜壓差升高，產(chǎn)水量不能滿(mǎn)足要求。

　　4、解決方案

　　針對出現的問(wèn)題及原因，對該再生水廠(chǎng)進(jìn)行改造，經(jīng)過(guò)對比分析，確定如下改造方案，新增提升泵及細格柵，更換自清洗過(guò)濾器濾芯，更換超濾膜組件。改造后工藝流程如圖2。

　　(1)隨著(zhù)市政污水管線(xiàn)的不斷接入水廠(chǎng)，市政來(lái)水量增多，白天夜間水量可以保證超濾膜系統的正常運行，確保再生水廠(chǎng)處理水量的充足。

　　(2)為降低對自清洗過(guò)濾器及膜系統的污堵，采取如下措施。

　?、贋榱朔乐辜貎任⑸锷L(cháng)，超濾進(jìn)水保持0.2～0.5mg/L以上的余氯，設置進(jìn)水加氯裝置，加氯量為2～3mg/L，投加點(diǎn)在集水池;

　?、谠谶M(jìn)水前端增加1.0mm細格柵及提升泵，用來(lái)對二沉池出水進(jìn)行過(guò)濾，去除較大的懸浮物;

　?、鄹鼡Q自清洗過(guò)濾器濾網(wǎng)，保證后續處理的穩定性。

　　(3)改造超濾系統。改造后的超濾膜為外壓式中空纖維膜，正常運行壓差30～60kPa，清洗觸發(fā)壓差小于150kPa，超濾過(guò)濾工藝采用全流量運行(死端過(guò)濾)工藝，以節省運行能耗。當達到設定的過(guò)濾時(shí)間時(shí)，系統自動(dòng)開(kāi)啟氣水聯(lián)合反洗工藝過(guò)程，高效的氣水聯(lián)合反洗工藝是保持外壓式超濾長(cháng)期穩定運行最重要的物理清洗方式。改造后的超濾膜組件技術(shù)參數如表2。

　　5、運行現狀

　　目前改造工程已完成，工程取得較好效果。設備運轉正常，故障率低，產(chǎn)水量大幅提高。

　　(1)工藝前端膜格柵有效去除懸浮物，集水池內投加氯，有效抑制了微生物的滋生，降低了自清洗過(guò)濾器和超濾系統的污堵，保證了后續的穩定運行。自清洗過(guò)濾器運轉正常，達到設定壓力自動(dòng)進(jìn)行反沖洗，運行穩定，效果較好。

　　(2)系統產(chǎn)水量由設計值的65%增加到90%。水質(zhì)也有所提高。

　　圖3為改造前后一個(gè)月的水量變化圖，改造前水量基本上在0.9萬(wàn)~1.3萬(wàn)m3/d，改造后，隨著(zhù)調試運行，水量由0.8萬(wàn)m3/d上升到1.8萬(wàn)m3/d，并保持穩定，處理水量大幅上升。

　　改造前后出水水質(zhì)如表3。從表3可以看出，超濾系統對BOD5、COD以及SS有一定的處理效果，改造后BOD5、COD以及SS去除率分別提高6%、12%和22%。

　　(3)根據水質(zhì)水量以及運行情況，系統設定目前每組膜大約每40min進(jìn)行空氣擦洗30s/次，氣水聯(lián)合反洗45s/次，次氯酸鈉清洗1次/d、酸洗1次(/60d)以及氯酸鈉清洗+酸洗1次(/90d)，具體化學(xué)清洗參數如表4。每組膜最大產(chǎn)水量為230m3/h，同時(shí)定期做好超濾膜系統維護保養工作，最大產(chǎn)水量1.8萬(wàn)m3/d，達到設計水量的90%。處理出水符合GBT18921—2002《城市污水再生利用—景觀(guān)環(huán)境用水》標準，出水進(jìn)入人工濕地，回用于上游景觀(guān)。

　　6、結論與建議

　　(1)結論。

　　超濾膜工藝運行處理效果明顯，出水水質(zhì)高，運行穩定，但在運行中存在產(chǎn)水量不足、濾膜堵塞、產(chǎn)水濁度高、濾膜老化和斷絲等一系列問(wèn)題，通過(guò)增加細格柵、投加氯、更換設備及組件等改造措施和做好系統組件的維護保養工作，有效地改善了運行狀況。

　　(2)建議。

　　對于老舊水廠(chǎng)的提標改造，在設計階段要充分考慮實(shí)際運行中存在的問(wèn)題、新舊工藝的銜接等問(wèn)題，才能提出更切實(shí)可行的改造方案。同時(shí)在運行過(guò)程中，做好設備的維護保養，增加設備的使用壽命，才能保證后續順利運行。(來(lái)源：北京昌平區水務(wù)局)