內(nèi)蒙古華電烏達(dá)熱電有限公司(以下簡稱烏達(dá)熱電)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏海市內(nèi)，全廠水源原設(shè)計(jì)為近河道的自備井地下水。由于近年來內(nèi)蒙古自治區(qū)不斷提升環(huán)保指標(biāo)要求，烏達(dá)熱電需停止使用地下水作為全廠水源，生產(chǎn)用水水源改為當(dāng)?shù)厥姓鬯畯S達(dá)標(biāo)排放水，黃河水作為備用水源，生活用水水源改為市政自來水。由于市政污水處理廠提供水源為低污染類水源，有機(jī)物含量較高，為了節(jié)約用水，考慮新建規(guī)模為97m3/h的冷卻塔排污水回收系統(tǒng)?？紤]到系統(tǒng)運(yùn)行安全和遠(yuǎn)期擴(kuò)建需要，設(shè)計(jì)建設(shè)3套每套出力為49m3/h的循環(huán)冷卻水回收系統(tǒng)，正常運(yùn)行2套，循環(huán)備用1套。市政污水處理廠提供水源通過該回收系統(tǒng)處理后，作為電廠生水補(bǔ)充水源回用到電廠生產(chǎn)用水中。

1、水質(zhì)分析

烏達(dá)熱電水源由近河道地下水改為市政污水廠達(dá)標(biāo)排放水，水源類型由水質(zhì)優(yōu)異的地下水調(diào)整為受污染的回用水，使整個(gè)電廠水處理系統(tǒng)都面臨較大的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，需要根據(jù)水源特性，選擇有針對性的工藝應(yīng)對方案。項(xiàng)目配套的市政污水處理廠水源水質(zhì)和循環(huán)水排污水回用取水點(diǎn)采樣水質(zhì)見表1。由表1可見，循環(huán)排污水水質(zhì)由于其濃縮倍率提升，表現(xiàn)為堿度、硬度、氯離子等增加，水中有機(jī)污染物指標(biāo)化學(xué)需氧量(COD)也相應(yīng)增高。在分析水源水質(zhì)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮控制有機(jī)污染物，減少對反滲透膜造成的污染。綜合目前成熟的應(yīng)用工藝技術(shù)，選擇機(jī)械加速澄清池和超濾的組合工藝作為反滲透預(yù)處理工藝，通過投加藥劑使污染物通過團(tuán)聚和分子鍵橋聯(lián)、靜電吸附等作用，形成穩(wěn)定的礬花沉淀下來，依靠超濾技術(shù)將水中不易沉降的懸浮物除去。

2、工藝流程

根據(jù)循環(huán)水排污水水質(zhì)特點(diǎn)，重點(diǎn)控制其懸浮物和有機(jī)污染物，通過比較確定工藝流程為“機(jī)械加速澄清池+浸沒式超濾+反滲透系統(tǒng)”，具體如圖1所示。其中，超濾組件選用HFS－30型浸沒式中空纖維超濾膜元件。

機(jī)械加速澄清池主要用于去除水體中的大顆粒物質(zhì)、大直徑懸浮物膠體等。機(jī)械加速澄清池具有處理效果較穩(wěn)定、適應(yīng)性較強(qiáng)的特點(diǎn)，常作為電廠原水預(yù)處理工藝，但其運(yùn)行操作有較高技術(shù)要求，加藥量、藥劑類型、水溫、藻類、攪拌器轉(zhuǎn)速等都會(huì)影響出水效果，甚至?xí)霈F(xiàn)礬花無法沉降的“翻池”現(xiàn)象，造成出水水質(zhì)超標(biāo)。

浸沒式超濾膜是將膜組件放置在膜池中，通過負(fù)壓抽吸或虹吸自流方式過濾水，通常用于原水水質(zhì)波動(dòng)較大的中水回用或已有濾池改造項(xiàng)目上。由于開放式的膜池結(jié)構(gòu)，使其具有進(jìn)水水質(zhì)要求較寬松、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、對預(yù)處理的要求較低等特點(diǎn);具有出水水質(zhì)穩(wěn)定、占地面積小、運(yùn)行成本低等優(yōu)勢，可用于反滲透前處理，去除膠體、濁度、細(xì)菌、病毒等，達(dá)到反滲透系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)要求。浸沒式超濾對預(yù)處理的要求較低、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，應(yīng)用于污染較嚴(yán)重的水質(zhì)處理和規(guī)模較大的工程時(shí)，更具優(yōu)勢。

反滲透技術(shù)主要用于除鹽，需要對反滲透膜的進(jìn)水污染指數(shù)(SDI)、進(jìn)水濁度進(jìn)行控制，通常要求SDI不高于4，濁度不高于0．2NTU。反滲透前的預(yù)處理效果越好，出水水質(zhì)越穩(wěn)定，反滲透膜運(yùn)行越穩(wěn)定。

3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3．1 浸沒式產(chǎn)品特點(diǎn)

HFS－30型浸沒式膜產(chǎn)品是一種具有內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)型浸沒式中空纖維膜產(chǎn)品，可應(yīng)用在浸沒式超濾和膜生物反應(yīng)器(MBR)工藝中。

浸沒式超濾系統(tǒng)流程如圖2所示，其工作方式為HFS－30膜箱直接浸沒在曝氣池中，或?qū)⒛は溲b于單獨(dú)的膜池中。多個(gè)膜箱并排排布在一起形成一個(gè)膜列，直接與出水母管連接，出水母管再透過產(chǎn)水泵將過濾水抽出，在運(yùn)行過程中通過鼓風(fēng)機(jī)曝氣，使得氣泡上升沖刷超濾膜表面，減少膜表面污染物附著。該項(xiàng)目所采用的浸沒式超濾膜產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格見表2。

3．2 烏達(dá)熱電水源切換超濾設(shè)計(jì)參數(shù)

浸沒式超濾用于循環(huán)水排污水回收利用，設(shè)置為3個(gè)系列單元，每個(gè)系列單元都能單獨(dú)運(yùn)行，也可以運(yùn)行，系統(tǒng)凈出力3×75m3/h，2用1備。表3為超濾系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)，膜凈通量為35L/h，回收率不低于90%。浸沒式超濾系統(tǒng)共采用222支HFS－30浸沒式超濾膜片，膜池為防腐處理鋼結(jié)構(gòu)，共3個(gè)膜池，每個(gè)膜池設(shè)置1個(gè)膜框架單元，每個(gè)單元安裝74片浸沒式超濾膜片。

3．3 浸沒式超濾系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)

浸沒式超濾系統(tǒng)的運(yùn)行分為產(chǎn)水、反洗、化學(xué)加強(qiáng)洗和化學(xué)清洗幾個(gè)部分。其中，日常制水過程中按照“產(chǎn)水+反洗”運(yùn)行，固定間隔時(shí)間進(jìn)行化學(xué)加強(qiáng)洗，當(dāng)化學(xué)加強(qiáng)洗無法保證運(yùn)行跨膜壓差在50kPa以內(nèi)運(yùn)行或每3個(gè)月到期時(shí)，需要進(jìn)行離線化學(xué)清洗。浸沒式超濾膜是將超濾膜置于構(gòu)筑物內(nèi)，污水進(jìn)入構(gòu)筑物后接觸到超濾膜外表面，超濾膜通過膜抽吸水泵的作用，將清水透過膜孔進(jìn)入膜管內(nèi)側(cè)從而分離出來，將污水中的顆粒物、污染物截留在水中。系統(tǒng)運(yùn)行一定時(shí)間后，需要程序控制對膜組件進(jìn)行反沖洗。反沖洗的主要目的是，防止?jié)B濾液中的污染物在膜表面沉積，利用清水反向沖洗，使膜外表面的污染物質(zhì)剝落下來。一般每次反洗時(shí)長為0．5～1．0min，超濾膜每過濾15．0～30．0min進(jìn)行一次反洗。反洗時(shí)曝氣風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，對膜絲表面進(jìn)行空氣擦洗，清除表面附著的污染物。為保持膜的長期運(yùn)行，需要定期對膜進(jìn)行短期的化學(xué)加藥浸泡，減緩膜表面的污染。通常為1～3天1次，每次30．0min，可以根據(jù)污染物的不同選擇不同的清洗劑。為保持膜的性能，膜組件應(yīng)該定期進(jìn)行化學(xué)清洗，一般推薦3個(gè)月進(jìn)行1次化學(xué)清洗。