岳軍武¹，田利²，韓宏大²
（1.天津市政工程學(xué)校，天津 300170；2.天津市自來水集團(tuán)有限公司，天津 300040）

　　摘要：采用浸入式中空纖維膜處理水廠沉淀池排泥水，試驗(yàn)結(jié)果表明膜裝置除可對(duì)排泥進(jìn)行濃縮外，分離水還可直接回用。?
　　關(guān)鍵詞：浸入式中空纖維膜；水廠沉淀池排泥水；回用
　　中圖分類號(hào)：X505
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
　　文章編號(hào)：1000-4602(2002)09-0071-02

1 裝置及流程

1.1 工藝流程
　　工藝流程見圖1。

　　吸泥井內(nèi)的沉淀池排泥水經(jīng)潛水泵提升進(jìn)入膜反應(yīng)器(將膜組件完全浸沒)，在此完成固液分離。膜反應(yīng)器出水流量為17m³/d，采用間歇運(yùn)行方式運(yùn)行，即水泵每運(yùn)行12min停止運(yùn)行2min。在停止運(yùn)行時(shí)進(jìn)行曝氣(對(duì)膜表面吹掃)以防止污泥顆粒在膜表面堆積。此外，在運(yùn)行過程中定期用濾出水對(duì)膜組件反沖，反沖周期約為48h。在試驗(yàn)過程中定時(shí)采樣進(jìn)行水質(zhì)分析。
1.2 膜反應(yīng)器
　　試驗(yàn)用膜為聚乙烯中空纖維膜(運(yùn)行壓差＜40kPa，最大反沖洗壓力＜20kPa)，將其封裝成為膜組件(膜面積為40m²)后放入一金屬容器內(nèi)(面積為.28m²，總高度為3.0m，有效容積為3.0m³)。膜內(nèi)部連通并接至水泵吸入口，在外部大氣壓和水泵抽吸所形成的負(fù)壓作用下膜的內(nèi)外兩側(cè)形成壓差(膜壓)，在膜壓作用下水中粒徑＜0.4μm的物質(zhì)被分離出來，而污泥被截留于反應(yīng)器中。濃縮污泥根據(jù)其濃度定期排放(含水率達(dá)到97%時(shí)自動(dòng)排放，含水率＞98.5%時(shí)停止排放)。

2 運(yùn)行情況與分析

　　試驗(yàn)表明，膜對(duì)懸浮顆粒及膠體截留效果好(截留率＞99%)，排泥被顯著濃縮(進(jìn)泥濃度愈高，濃縮效果愈好)。
　　膜濾出水濁度能始終保持較低水平(＜0.35NTU)，濾出水濁度變化見圖2。

　　在試驗(yàn)過程中膜通量［最佳膜通量為0.38m³/(m²·d)］會(huì)有所下降，這是由于膜面發(fā)生了濃差極化和受到了污染所致。此外，它也與進(jìn)水溫度有關(guān)。為降低制水成本應(yīng)采取措施以防止膜通量下降。
　　筆者在膜反應(yīng)器中安裝了曝氣裝置，曝氣可產(chǎn)生紊流，適度振動(dòng)中空纖維膜，并推動(dòng)水流沖刷膜表面使已沉積的顆粒返回流體，從而有效地減輕膜面物料的積累。另外，定期進(jìn)行反沖洗可有效地減輕濃差極化，延緩膜污染。浸入式中空纖維膜除了定期進(jìn)行反沖洗以外，當(dāng)橫跨膜壓力比最初值高20kPa時(shí)，須用化學(xué)藥劑對(duì)膜表面進(jìn)行逆流清洗。膜表面附著的主要是無機(jī)鐵鹽，所以清洗劑以酸液為主，經(jīng)化學(xué)清洗后膜通量的恢復(fù)率＞99%。
　　水溫對(duì)膜通量有影響(溫度降低，膜通量下降)，如水溫為5℃時(shí)的膜通量比水溫為20℃時(shí)下降30%左右。因此，當(dāng)原水水溫較低時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)加熱措施。
　　膜裝置的動(dòng)力設(shè)備為水泵和鼓風(fēng)機(jī)，運(yùn)行過程中能耗為1.5(kW·h)/m³(制水成本約為0.68元/m³)。
　　試驗(yàn)裝置對(duì)水中污染物具有良好的去除效果，膜濾出水水質(zhì)優(yōu)于國(guó)家飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(見表1)。

表1 水質(zhì)對(duì)比表 項(xiàng) 目 pH 濁度(NTU) 水溫(℃) 色度(倍) 堿度(mg/L) 硬度(mg/L) 氨氮(mg/L) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 6.5～8.5 3 　 15 　 450 　 濾
出
水 10月16日 8.03 0.05 14.5 5 94 150 0.072 10月23日 8.23 0.22 14.5 5 114 170 0.18 11月2日 8.12 0.3 12.2 10 120 170 0.31 11月6日 7.90 0.06 12.0 10 154 235 0.28 11月9日 7.62 0.25 8.0 5 156 265 0.28 項(xiàng) 目 亞硝酸氮（mg/L） 蛋白性氮（mg/L） CODMn（mg/L） 余氯mg/L） 余鐵（mg/L） 細(xì)菌總數(shù)（個(gè)/mL） 氯化物（mg/L） 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 　 　 　 0.3 0.3 100 250 濾
出
水 10月16日 0.003 0.08 2.5 0.1 0.002 4 43 10月23日 ＜0.001 0.08 2.2 0.3 ＜0.05 ＜1 28 11月2日 0.010 0.14 2.9 0.1 ＜0.05 58 27 11月6日 0.003 0.14 3.1 0.4 ＜0.05 ＜1 83 11月9日 0.002 0.08 2.6 0.2 ＜0.05 1 87

3 結(jié)論

　　① 浸入式中空纖維膜對(duì)排泥水的濃縮效果非常明顯，經(jīng)膜過濾處理后排泥含水率＜98%，優(yōu)于重力濃縮池。
　　② 水廠排泥水的膜濾出水水質(zhì)優(yōu)于國(guó)家飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，分離后的污泥可排入污泥調(diào)節(jié)池以進(jìn)行后續(xù)脫水處理，其經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益顯著。
　　③ 膜裝置占地少、工藝簡(jiǎn)潔、無需加藥和預(yù)處理，易于自動(dòng)化管理。
　　④ 對(duì)膜裝置采取一系列恢復(fù)膜通量的措施可有效地減輕濃差極化，延緩膜污染，化學(xué)清洗使膜通量恢復(fù)率＞99%。

　　電　　話：13612130520
　　收稿日期：2002-06-12