【污水處理技術(shù)】全膜法應(yīng)用于市政供水
荷蘭“Jan-Langrand"——最早最大的雙膜法水廠
"Jan-Lagrand"位于荷蘭首都阿姆斯特丹附近的Heemskerk城，于1999年投運(yùn)至今。"Jan-Lagrand"是世界最大規(guī)模的雙膜法市政供水廠，產(chǎn)水量2250m3/h。Heemskerk供水廠，將經(jīng)過預(yù)處理的地表水連續(xù)的由X-FLOW超濾預(yù)處理后，進(jìn)入反滲透系統(tǒng)。反滲透出水直接混合后用于飲用，不經(jīng)任何化學(xué)消毒。Heemskerk水廠有很多創(chuàng)新之處：
1.反滲透膜（RO）的選擇和預(yù)處理原則
在1994年初，Heemskerk水廠在設(shè)計(jì)階段，醋酸纖維素RO膜加介質(zhì)過濾器是當(dāng)時(shí)通常采用的膜法地表水處理工藝。但是PWN決定考慮采用復(fù)合RO膜加膜法進(jìn)行預(yù)處理。當(dāng)包括微濾和超濾在內(nèi)的中試試驗(yàn)結(jié)果出來后，PWN決定采用復(fù)合RO膜，由此Heemskerk成為世界第一個(gè)大型的采用復(fù)合RO膜加UF預(yù)處理的工程項(xiàng)目。
2.預(yù)處理膜的選擇
微濾MF和超濾UF膜的選擇是該項(xiàng)目一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。預(yù)處理膜的選擇需要考慮非常成功的中試試驗(yàn)結(jié)果，系統(tǒng)選擇前首先對(duì)超濾膜供應(yīng)商進(jìn)行資格認(rèn)證，使真正“先進(jìn)”的和有實(shí)力膜產(chǎn)品在Heemskerk這樣大型水廠中應(yīng)用。當(dāng)時(shí)一般的膜要滿足Heemskerk水廠的要求，需要30到40套超濾膜設(shè)備。荷蘭X-FLOW公司完成了一個(gè)全新的設(shè)計(jì)理念，包括采用與NF/RO類似標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。
3.采用膜過濾的消毒方式
在項(xiàng)目開始階段，普遍認(rèn)為UF和RO在理論上可以提供完全無菌消毒的供水。但是在90年代沒有可用的在線監(jiān)視裝置可以在線連續(xù)檢測(cè)去除率達(dá)到3個(gè)log或以上的精度，PWN面臨由實(shí)際數(shù)據(jù)驗(yàn)證理論概念的挑戰(zhàn)。為此在Heemskerk水廠采用了兩種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：
1）對(duì)RO系統(tǒng)，采用了硫酸鹽監(jiān)視器。當(dāng)硫酸鹽的去除率超過99.9%時(shí)，硫酸鹽監(jiān)視器可以提供足夠精確的指標(biāo)保證對(duì)病菌的去除率超過3個(gè)log以上。
2）對(duì)UF系統(tǒng)，采用了顆粒計(jì)數(shù)器。每套超濾裝置上都安裝有0.2um的顆粒計(jì)數(shù)器，并且還有一個(gè)0.05um的備用顆粒計(jì)數(shù)器（用來臨時(shí)監(jiān)測(cè)單套裝置，單個(gè)壓力容器甚至單個(gè)膜組件）。通過測(cè)定對(duì)某級(jí)別大小的顆粒去除率的測(cè)定，可以精確反映出超濾系統(tǒng)對(duì)于該大小范圍的病菌的去除率。
在線完整性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是膜應(yīng)用在市政水處理方面的一個(gè)突破。
4.雙樓層設(shè)備布置理念
通常的膜裝置有兩種布置形式，要么布置在溝渠中，要么在管道系統(tǒng)上方。檢修不方便、管道布置復(fù)雜。而雙樓層設(shè)備布置，可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)建方便，維修容易、環(huán)境美觀。因此Heemskerk采用了雙樓層設(shè)備布置的方式：
1）膜裝置布置在地面一層，由于8個(gè)發(fā)電機(jī)組在樓下均通過木箱進(jìn)行了消聲處理，因此，一層車間沒有一點(diǎn)聲音，代表們誤以為系統(tǒng)沒有運(yùn)行。
2）管道布置在地下室。管道系統(tǒng)固定在地下室的天花板上。并且根據(jù)用途不同分成不同的區(qū)域如入水管道區(qū)、化學(xué)藥劑投加線、產(chǎn)水管道區(qū)、廢水管道區(qū)、電控管線等。不僅維護(hù)方便、施工方便、而且美觀。
3）膜清洗投加系統(tǒng)，包括泵和相關(guān)設(shè)備，安放在地下室中。
巴黎梅里奧塞水廠——全球最大的市政納濾工程
納濾膜技術(shù)是近10年發(fā)展起來的膜分離技術(shù)，它可以去除水體中的三氯甲烷中間體、低分子有機(jī)物、農(nóng)藥、激素、砷和重金屬等有害物質(zhì)。同時(shí)，納濾膜分離過程還具有操作壓力低、出水效率高、濃縮水排放少等優(yōu)點(diǎn)。因此，納濾膜技術(shù)在飲用水生產(chǎn)方面正在發(fā)揮其獨(dú)特的作用。法國(guó)梅里奧塞水廠是世界納濾膜應(yīng)用的先驅(qū)。
梅里奧塞水廠位于法國(guó)巴黎北郊，始建20世紀(jì)初，前后經(jīng)過幾次重大的改造。1980年增加了一座貯水水庫(kù)，這里目前已成為一個(gè)鳥類的棲息地。由于水質(zhì)污染不斷加劇，1993年水廠安裝了一套納濾中試驗(yàn)裝置，開始為阿沃斯奧塞小鎮(zhèn)提供膜處理用水，兩年的試驗(yàn)結(jié)果最終證明了納濾膜技術(shù)是行之有效的。1999年法國(guó)水務(wù)企業(yè)聯(lián)合集團(tuán)（SEDIF）投資1.5億歐元建造了日均產(chǎn)水量為14萬噸的新型水處理工廠，為巴黎北郊39個(gè)區(qū)大約80萬居民提供經(jīng)過納濾膜處理的優(yōu)質(zhì)飲用水。四年過去了，梅里奧塞水廠目前仍保持著全世界規(guī)模最大的運(yùn)用納濾膜技術(shù)凈化地表水的水廠。被處理的原水是受污染的奧塞河水，水中含有大量的有機(jī)物和殺蟲劑，而且河水的溫度和有機(jī)物含量隨季節(jié)變化波動(dòng)很大。采用納濾膜技術(shù)處理這種水質(zhì)在水處理領(lǐng)域是重大創(chuàng)新，其出水水質(zhì)及其各項(xiàng)性能參數(shù)非常令人滿意。當(dāng)然，它的創(chuàng)新點(diǎn)還在于其水處理系統(tǒng)的過程控制。
梅里奧塞水廠水處理工藝其實(shí)并不復(fù)雜，復(fù)雜的是其控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。水廠采用了1250臺(tái)由計(jì)算機(jī)控制的預(yù)報(bào)控制屏，950多臺(tái)在線傳感器，140個(gè)自動(dòng)系統(tǒng)，可以連續(xù)向控制中心提供600個(gè)數(shù)據(jù)信息。整個(gè)水廠完全自動(dòng)控制，可提供實(shí)時(shí)評(píng)估納濾膜污堵狀態(tài)，還可以進(jìn)行完全自動(dòng)化地清洗，而且操作者可以自行選擇清洗配方，若大的水廠僅十七人員工。當(dāng)然通過這種方式處理的水，成本不會(huì)低廉，即使水廠負(fù)責(zé)人不愿透露我們還是可以計(jì)算的出來。
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