凈水工藝

1.工藝選擇
　　一期工程的水源為四灶浦水庫，原水已受到一定的污染，耗氧量、氯化物等指標不能達到生活飲用水原水水質標準，因此，必須進行預處理。
　　（1）有機污染物的去除
　　（2）藻類的去除
　　（3）氯化物的去除
　　四灶浦水庫原水水質中氯化物含量較高，三次檢測值均大于360mg/l，遠大于250mg/l。造成原水中氯化物濃度高的主要原因是四灶浦水庫庫底和四周堤壩土壤中的鹽分逐步滲溶所致。
　　常規凈水工藝對溶解性鹽類的去除率很低，為了降低水中氯化物，必須在常規工藝的基礎上增加處理單元。
　　從國內外水處理技術現狀來看，去除氯化物的處理工藝主要是膜分離法，包括電滲析、反滲透等。選用反滲透膜法去除氯化物。
反滲透膜法對氯化物的去除率可達95～98％，原水經一級反滲透處理后，出水氯化物濃度為8～20mg/l。本項目對出廠水的氯化物濃度控制指標為250mg/l。因此，進行一級反滲透處理的水量只需總水量的40％，處理出水與常規處理出水在清水池混合后，即可達到出水標準。據此，確定一級反滲透處理出水量為2.0萬噸/日。
　　為了適應反滲透膜的使用要求，原水經過常規處理后，需要設置超濾裝置和精密過濾器等處理裝置，以進一步去除懸浮物固體、膠體、有機污染物、微生物等物質。
　　（4）處理工藝
　　經上述分析，確定本項目一期（5萬噸/日）凈水處理工藝路線為：原水——生物接觸氧化——混凝沉淀——過濾——超濾——反滲透——勾兌——用戶。
　　主要凈水工藝過程描述
　　1.常規處理
　　(1)生物接觸氧化系統
　　四灶浦水庫水源已受到有機物的輕微污染，水質不能滿足飲用水水源二級標準，采用生物接觸氧化法進行預處理，去除水中有機污染物。
　　對微污染水源水預處理，近年來國內已進行過相關的研究和工程實際應用，取得了一定的成績。近年來，隨著環境污染源的擴大和加劇，眾多地區源水水質日益惡化，若采用傳統的凈水工藝，難以給人們提供安全、可靠的飲用水，為解決上述問題，并從經濟性和可靠性方面考慮，國家將生物接觸氧化法預處理微污染源水新工藝列為“九五”攻關課題。
　　接觸氧化法處理微污染水源水在寧波梅林水廠、嘉興石臼洋水廠得到了應用，均取得了良好的效果。
　　本工程設計采用接觸氧化池對原水進行預處理，設曝氣氧化池一座，有效水深4.5米，原水停留時間1.5小時，采用高分子聚合物半軟性填料，填料高度3.5米，原水和填料接觸時間不小于40分鐘，采用鼓風曝氣。氣水比0.5～1.5：1。通過池內溶解氧含量控制曝氣量。
　　⑵混凝沉淀系統
　　混凝沉淀是傳統的凈水處理工藝，廣泛應用于凈水廠給水的預處理。混凝劑添加是把原水中的懸浮顆粒物絮凝成較大的顆粒，以便進行有效的去除，提高原水凈化效果。
　　原水經投加混凝藥劑，需進行一段時間的絮凝反應以提高懸浮顆粒物的絮凝效果，設計采用折板反應池，反應池內分三段控制不同的流速，反應池內設折板反應器，折板夾角90～120度，以增加絮凝效果，反應時間16分鐘。
　　沉淀池采用平流式沉淀池，一座分兩格，設計處理能力為2500m3/h，沉淀時間1.6小時，考慮到運行操作管理方便等因素，反應池和沉淀合建，沉淀池前段為混合反應區，后段為沉淀區。反應區與沉淀區中間設配水廊道，沉淀區進水為穿孔花墻，出水為指形槽，排泥為虹吸式吸泥機出泥。
　　本系統擬選用硫酸鋁為混凝劑，平均投加量為30ppm。
　　⑶過濾系統
　　為提高凈水廠凈化效率，保證凈化效果，水廠過濾系統采用先進的氣水反沖濾池。濾池出水控制指標為濁度不大于3度。
　　過濾系統分兩個系列，每系列六組濾池設計處理能力按2500m3/h出水設計，一期工程先建一個系列。每組濾池分兩格布置，過濾面積為11×3×2（格）=66平方米，濾料采用均質石英砂，粒徑0.9～1.2mm， K80=1.2濾層厚度1.2m，濾池濾速按7.5m/h設計。
濾池通過進水總渠經電動閘板、溢過堰均勻分配給濾池的兩個濾格，水通過濾池兩側的孔進入V型進水槽，在流經濾層。經過濾層的濾后水由長柄濾頭入濾板下的空間，然后由方孔匯集于中央的氣水分配槽內，經出水調節閥后流入出水井，并經溢流堰流進清水渠道。
　　濾池進水量可以通過閘板的的開啟度控制，經過堰口可使待濾水均勻地分配進入濾格的側孔進V型水槽，槽的底部開有一排小孔，使水沿著池長均勻地分配在整個濾池面積上，同時在反沖洗時進行漂洗，將濾料上剝離的污泥均勻地掃向中央排水槽。
排水槽底部是氣水分配槽，在過濾時匯聚濾后水，由出水閥控制流入清水渠，沖洗時用以分配空氣和反沖洗水，空氣和水通過沿著氣水配水槽長度方向的小孔均勻分配進入濾板下的空間，濾板按濾格11m×3m分塊預制，然后固定在濾池的區格梁上，濾板上均勻的布置裝有長柄濾頭，平均每平方米50～60個。
　　濾池反沖洗分為氣沖洗、氣水沖洗、漂洗（水洗）和水表面掃洗四部分。
　　2.超濾q
　　隨著超濾膜的不斷開發及推廣，具有許多常規法無法企及的優點。下面將對超濾系統的作用、工藝、特點等加以詳細描述。
采用高分子材料制成的中空纖維式的超濾膜元件，主要去除水中的大分子有機物和膠體物質，部分降低水中的COD及細菌含量。懸浮物的去除率可達100％，膠體鐵的去除率一般可達99％，微生物的去除率一般可達99.9％，出水濁度一般可小于0.1NTU。出水一般SDI＜1。
　　由于超濾的特性可以廣泛的應用于生活飲用水處理，反滲透及納濾的預處理，中水以及污水的一級回用處理。
　　超濾系統簡單且出水水質穩定，易于自控，能適應由原水水質變化而造成的影響。出水可完全滿足反滲透系統的進水水質要求。
　　采用超濾工藝有如下特點：
　　⑴出水水質穩定，基本不受原水水質波動的影響；
　　⑵減少了藥劑添加從而降低運行成本，減少排放對環境造成的影響；
　　⑶可延長反滲透膜的使用壽命，降低清洗的頻率；
　　⑷增大反滲透膜的通透率（常規預處理，反滲透膜的通透率為8GFD），降低反滲透裝置的投資費用；
　　⑸操作簡單、運行費用低。
　　本工程采用錯流過濾的方法，即要過濾的流體與膜表面平行流動，這種過濾方式使膜通量增大且污染物不易沉積。
　　本工程進水采用上下原水口交錯進液的方式，這種操作方式可較有效的避免污染物在膜表面沉積形成的死角。
　　超濾系統具有很低的操作壓力，一般在0.15Mpa左右，導致系統能耗低，運行費用低。
　　超濾膜的反洗采用自動控制，用超濾產水定期反洗一次，將開始或已在膜表面沉積的污染物沖洗下來，延長超濾系統清洗間隔。
超濾膜運行一段時間后膜表面會出現沉淀物，為恢復膜的性能，需定期對超濾膜進行化學清洗。本系統化學清洗采用化學循環清洗模式，此方式藥劑與污染物接觸時間長，清洗效果好。
　　本工程擬采用6套產水量為185m3/h的超濾系統，每套系統選用型號為V1072-35-PM100的超濾膜28只。
　　經過以上各種工藝處理，水中大部分的懸浮物、細菌、微生物、膠體等均被除去，滿足反滲透的進水水質要求。

反滲透

　　反滲透技術是當今世界上領先發展的高新科技之一，其工作基本原理是：將被分離水施加一定的壓力，帶壓水與反滲透膜接觸，純水通過反滲透膜后被收集起來成為產品水，濃水則被截留在膜的另一側被排放掉或返回加以重新利用，從而實現水的凈化分離。j
與其他脫鹽技術相比，反滲透技術主要有以下優點：
　　⑴膜分離過程不發生相變，能耗低，因此又稱為節能技術。
　　⑵反滲透適用于有機物、無機物，從病毒、細菌到微粒的廣泛分離范圍。特別適用于各種水處理系統。
　　⑶由于只用壓力作為反滲透分離的推動力，因此，反滲透裝置操作簡單，便于自控和維修。
　　⑷反滲透分離過程是在常溫下進行，因此特別適用于對熱敏感的物質，如對果汁、酶、藥品的分離、分級、濃縮與富集過程。
　　反滲透技術由于它的應用范圍很廣，受到了眾多領域的重視，同時又具有常規分離方法所沒有的許多突出的優點，因此近年來在許多領域得到了很大的發展，廣泛應用于水處理、化工、電力、食品、醫藥、環保等領域，特別是在水處理領域中（如凈化水、醫藥用水、鍋爐給水等）應用得到了更大的發展。
　　以反滲透作為脫鹽、脫有機物的主工藝，則進入反滲透裝置的原水水質應達到反滲透膜的進水要求。
　　（1）增壓泵
　　超濾產水儲存在清水池中，反滲透系統操作壓力約為1.4Mpa，在進入反滲透系統前，原水必須增壓（不低于0.2Mpa），以使反滲透系統正常運行。
　　本系統采用sh單極雙吸中開式離心泵作為增壓泵，三臺，兩用一備，單臺流量為560m3/h，揚程為34米。
　　（2）高壓泵
　　作為反滲透脫鹽，外界必須施加大于溶液滲透壓的壓力。系統泵是為了給反滲透膜組提供足夠的進水水量和壓力，以使反滲透過程發生并維持其正常運行。
　　本系統采用世界著名廠商PENTAIR的泵作為系統泵，流量為280m3/h，揚程為140米。
　　（3）反滲透膜組
　　系統用水量可得一級反滲透系統產水量為840m3/h，擬定建4套產水量為210m3/h的反滲透系統。系統回收率為75％，則每套系統進水量為280m3/h。擬選用進口抗污染反滲透元件。取膜表面透水率12.6GPD，系統脫鹽率大于97％，進水壓力約為1.4Mpa。
　　（4）反滲透清洗系統
　　對于水中總含鹽量低于1000mg/l的待處理水而言，反滲透系統的正常壓力一般在1.1～1.6Mpa 左右，反滲透設備運行一段時間后，由于濃水側的污染物是將原水中的各種污染物濃縮2～4倍，由于濃差極化的原因，可能會在反滲透膜表面產生各類污垢，致使反滲透膜性能下降，產水量下降，脫鹽率下降，這時必須進行化學清洗來恢復膜的透水量。清洗周期的確定應在同樣產水量下，膜運行壓力超過10%%或同等壓力下，產水量減少10%%時清洗，膜的通量恢復較好，可使膜的產水量恢復到接近原有水平。為保證反滲透膜的性能，每次清洗過程時間約需1～2小時。清洗時采用藍星公司引進澳大利亞配方生產的專用膜清洗劑，特殊情況下可以采用特殊藥劑處理。
　　反滲透膜組有一套清洗裝置，清洗裝置包括：清洗泵、清洗水箱以及保安過濾器，可方便地對反滲透膜組進行化學清洗。
　　（5）反滲透沖洗系統
　　當反滲透系統停機時，膜元件內部的水處于4倍的濃縮狀態，在水流靜止的情況下，容易造成膜組件的污染，需用凈化水沖洗膜表面，防止表面沉積物的污染。我公司設計的系統中有膜沖洗系統，在系統停機時，可自動沖洗膜元件表面，將膜表面的污染水置換成凈化水，從而保證膜元件的正常壽命。

（說明：本文根據藍星公司投標文件編寫）