南郊水廠與蘆涇水廠超濾膜技術的應用比較
2009年,超濾膜技術在各地(di)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)提標改(gai)造中成(cheng)績斐然。其中以(yi)兩個項目(mu)稱最(zui)。其一(yi)是(shi)山東(dong)東(dong)營南郊(jiao)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(以(yi)下簡(jian)稱“南郊(jiao)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)”)應(ying)用浸入式(shi)超濾膜技術創造了我國超濾自來水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)10萬立(li)方(fang)米日(ri)(ri)處理規(gui)模的(de)紀錄;另一(yi)為(wei)以(yi)浸入式(shi)超濾膜技術為(wei)核心(xin)的(de)短流程凈水(shui)(shui)(shui)工藝(yi)實現“完(wan)美結(jie)合(he)”,滿足了江(jiang)蘇南通(tong)蘆涇水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)(以(yi)下簡(jian)稱“蘆涇水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)”)提標改(gai)造的(de)迫(po)切需求。兩水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)(chang)已分別于(yu)2009年12月5日(ri)(ri)和2009年12月31日(ri)(ri)正(zheng)式(shi)通(tong)水(shui)(shui)(shui)。
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南郊水(shui)廠(chang):超濾膜池 |
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蘆涇水廠:置于絮凝池內試驗(yan)的膜(mo)組件 |
1月23日~25日,為推動超濾(lv)膜技(ji)術(shu)(shu)在我國(guo)城(cheng)鎮飲用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)安(an)全(quan)保障(zhang)(zhang)中的應(ying)用(yong)(yong),通過國(guo)內(nei)超濾(lv)膜技(ji)術(shu)(shu)在行業(ye)(ye)的應(ying)用(yong)(yong)案例交流,促進(jin)膜技(ji)術(shu)(shu)在飲用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質提高及既有(you)(you)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)升級改(gai)造(zao)中發揮重要作用(yong)(yong),由哈爾濱工(gong)業(ye)(ye)大學、山東(dong)省(sheng)建設廳(ting)、東(dong)營市人(ren)(ren)民政府、中國(guo)城(cheng)鎮供水(shui)(shui)(shui)排水(shui)(shui)(shui)協會、城(cheng)市水(shui)(shui)(shui)資源(yuan)開(kai)發利用(yong)(yong)(北方(fang))國(guo)家工(gong)程(cheng)研究中心共同主辦的“城(cheng)鎮飲用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)安(an)全(quan)保障(zhang)(zhang)及超濾(lv)組(zu)合(he)工(gong)藝技(ji)術(shu)(shu)應(ying)用(yong)(yong)研討(tao)會”于山東(dong)東(dong)營召(zhao)開(kai)。會議期間,中國(guo)水(shui)(shui)(shui)網記者有(you)(you)幸(xing)參觀了南郊(jiao)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang),并(bing)對(dui)南郊(jiao)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)和蘆涇水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)相關(guan)負責人(ren)(ren)進(jin)行了采訪(fang)。
為何“相中”超濾膜技術?
南郊(jiao)(jiao)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)與蘆涇(jing)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang),一(yi)北一(yi)南,一(yi)取水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)黃(huang)河,一(yi)源(yuan)自(zi)長江。兩個水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)為何不約而(er)同地選(xuan)擇(ze)超濾(lv)膜技術(shu)進(jin)行提標改造(zao)?對此,南郊(jiao)(jiao)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質改善(shan)工程(cheng)(cheng)設計方(fang)——上海(hai)市(shi)政(zheng)工程(cheng)(cheng)設計研究總院教授(shou)級高(gao)工沈裘昌表示,東營地處黃(huang)河下游,水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan)中溴化物濃度較高(gao),若應用(yong)臭氧-活性(xing)炭技術(shu),隨(sui)之而(er)來(lai)的(de)溴酸鹽問題將會(hui)嚴重威(wei)脅到(dao)百(bai)姓健康。所(suo)以,超濾(lv)膜技術(shu)成(cheng)為南郊(jiao)(jiao)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質改善(shan)工程(cheng)(cheng)的(de)核心技術(shu)。關于超濾(lv)膜技術(shu)在蘆涇(jing)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)的(de)應用(yong),蘆涇(jing)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)廠(chang)長陳春(chun)圣表示,由于水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan)長江水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量大、水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)流快、水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)體自(zi)凈能(neng)力(li)較強,所(suo)以,原水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中有機物含量不高(gao)。“應用(yong)超濾(lv)膜技術(shu)可以達到(dao)深(shen)度處理的(de)要求。”
此外(wai),在國產(chan)超(chao)濾膜(mo)和進口超(chao)濾膜(mo)的(de)選擇中,南郊(jiao)水廠與蘆涇水廠也不約(yue)而同地向國產(chan)超(chao)濾膜(mo)拋(pao)出(chu)了橄欖枝(zhi)。由立昇企業(ye)生產(chan)的(de)PVC合(he)金超(chao)濾膜(mo)正是兩水廠提(ti)標改造(zao)的(de)“主(zhu)角”。國產(chan)膜(mo)之所(suo)以(yi)得到青(qing)睞(lai),抗污染、低價(jia)格(ge)是主(zhu)要優勢。
據(ju)中(zhong)國工(gong)程院院士李(li)圭白介紹,國內(nei)超(chao)(chao)濾(lv)(lv)(lv)膜(mo)(mo)價(jia)格平(ping)均為150元/平(ping)方(fang)米,國外超(chao)(chao)濾(lv)(lv)(lv)膜(mo)(mo)價(jia)格則可達200~400元/平(ping)方(fang)米。而此次采用的立昇PVC合金超(chao)(chao)濾(lv)(lv)(lv)膜(mo)(mo)的價(jia)格僅為80元/平(ping)方(fang)米。沈裘昌也表(biao)示,正因為國外超(chao)(chao)濾(lv)(lv)(lv)膜(mo)(mo)價(jia)格高(gao),所以,國外膜(mo)(mo)企業往(wang)往(wang)通(tong)過提(ti)高(gao)超(chao)(chao)濾(lv)(lv)(lv)膜(mo)(mo)通(tong)量的方(fang)式來(lai)減(jian)少超(chao)(chao)濾(lv)(lv)(lv)膜(mo)(mo)的使(shi)用面(mian)積,從而降(jiang)低膜(mo)(mo)材料成本(ben)的投入(ru)。但(dan)通(tong)過增(zeng)加工(gong)作壓力來(lai)實(shi)現膜(mo)(mo)通(tong)量的提(ti)高(gao),勢必會增(zeng)加能耗和運(yun)營(ying)成本(ben)。
“為(wei)綜(zong)合考(kao)慮(lv)材料成本和運營(ying)成本的投(tou)入,南郊水廠水質改善(shan)工程(cheng)在進(jin)行膜(mo)(mo)招標時,對膜(mo)(mo)面積進(jin)行了(le)嚴格限定,要求膜(mo)(mo)面積為(wei)15萬平(ping)方米。”沈裘昌說,因(yin)此國產(chan)超濾膜(mo)(mo)便擁有了(le)更大的競爭優勢(shi)。
兩種超濾膜組合工藝的比較
盡管南(nan)郊(jiao)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)與(yu)蘆(lu)涇水(shui)(shui)(shui)廠(chang)均選用立(li)昇PVC合(he)金超濾(lv)膜,但其工藝(yi)思路卻十分迥異。南(nan)郊(jiao)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)將(jiang)超濾(lv)置于砂濾(lv)之(zhi)后,用濾(lv)池出水(shui)(shui)(shui)作(zuo)為膜池進水(shui)(shui)(shui),以最(zui)大程(cheng)(cheng)度地降低膜污染;而蘆(lu)涇水(shui)(shui)(shui)廠(chang)由于在(zai)中試過程(cheng)(cheng)中發現絮(xu)凝水(shui)(shui)(shui)直接(jie)進入(ru)超濾(lv)能夠獲得更(geng)為理(li)想的運行效果(guo),經(jing)過深入(ru)研究,創新發明(ming)了(le)以浸入(ru)式超濾(lv)膜技(ji)術為核心的短(duan)流(liu)(liu)程(cheng)(cheng)工藝(yi),即將(jiang)原有的斜(xie)管沉(chen)淀池中的斜(xie)管拆掉,直接(jie)放(fang)入(ru)膜組件(jian),使其成為集絮(xu)凝、超濾(lv)膜過濾(lv)、反洗水(shui)(shui)(shui)回收、沉(chen)淀、污泥濃縮為一體的短(duan)流(liu)(liu)程(cheng)(cheng)處(chu)理(li)構筑物。閑置下來的虹吸濾(lv)池,待(dai)后將(jiang)被改(gai)造成為突發性原水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質事故(gu)的應急處(chu)理(li)構筑物。
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水(shui)廠(chang)改(gai)造(zao)(zao)是關系到百(bai)姓用(yong)水(shui)保(bao)障(zhang)的(de)(de)(de)大事。值得一提的(de)(de)(de)是,在南(nan)郊(jiao)水(shui)廠(chang)與蘆(lu)(lu)(lu)涇(jing)水(shui)廠(chang)的(de)(de)(de)改(gai)造(zao)(zao)過(guo)程中,均未全部停水(shui),較好地保(bao)障(zhang)了(le)當地百(bai)姓的(de)(de)(de)飲水(shui)需(xu)求。與南(nan)郊(jiao)水(shui)廠(chang)單(dan)獨(du)增加超濾構筑物(wu)相比(bi),蘆(lu)(lu)(lu)涇(jing)水(shui)廠(chang)直接對沉淀(dian)池進(jin)行改(gai)造(zao)(zao)勢(shi)必(bi)會對正常供水(shui)帶來更大的(de)(de)(de)影(ying)響。據了(le)解(jie),蘆(lu)(lu)(lu)涇(jing)水(shui)廠(chang)有兩組工(gong)藝構筑物(wu),此次改(gai)造(zao)(zao)只對其(qi)中一組工(gong)藝構筑物(wu)進(jin)行。工(gong)作人員先在池外進(jin)行膜組件、管道、儀(yi)表的(de)(de)(de)相關組裝,之(zhi)后再(zai)將組裝整體放置于沉淀(dian)池中,節省了(le)改(gai)造(zao)(zao)時間。
此外(wai),由于兩(liang)個(ge)項目(mu)均采用(yong)了反洗水(shui)回收,所以南郊水(shui)廠與蘆涇(jing)水(shui)廠膜(mo)池(chi)的產水(shui)率分別可達98.3%和99.2%。
立方米水成本分別增加0.3元 和0.15元
盡管立昇PVC合金(jin)超(chao)(chao)濾(lv)膜創造了(le)膜材料成本(ben)投入的新低,但應用超(chao)(chao)濾(lv)膜技(ji)術究竟會(hui)對(dui)供水成本(ben)帶來怎(zen)樣的影響(xiang)?這一問題在全(quan)國水價“漲”聲一片的敏感時(shi)期,受(shou)到(dao)了(le)十足的關(guan)注。
由于立昇PVC合金超濾膜(mo)價(jia)格較低(di),因此無論是(shi)南郊水廠還(huan)是(shi)蘆涇水廠均采(cai)用了低(di)跨膜(mo)壓(ya)差、低(di)通量的(de)運行方式(shi),大大節省了運行能耗,并減(jian)輕了膜(mo)的(de)深層(ceng)污染(ran)。
2010年1月,在(zai)“城鎮飲用(yong)水安(an)全保障(zhang)及(ji)超(chao)濾(lv)組合(he)工藝技(ji)術應(ying)用(yong)研討會”期間(jian),中國(guo)水網記者(zhe)在(zai)對山東東營(ying)南(nan)郊水廠(chang)進行參(can)觀(guan)時從(cong)該廠(chang)廠(chang)長(chang)紀洪(hong)杰那(nei)里得知,應(ying)用(yong)超(chao)濾(lv)膜(mo)技(ji)術后,南(nan)郊水廠(chang)每立方米水成(cheng)本提(ti)高約0.3元,其中,膜(mo)部分增加(jia)的(de)每立方米水成(cheng)本為0.15元。
相對(dui)于(yu)南郊水(shui)(shui)廠(chang)10萬立(li)方(fang)米的日(ri)處(chu)(chu)理(li)規模而言,蘆涇(jing)水(shui)(shui)廠(chang)5萬立(li)方(fang)米的日(ri)處(chu)(chu)理(li)規模并(bing)不(bu)起眼。但蘆涇(jing)水(shui)(shui)廠(chang)技(ji)術人員秦潼表(biao)示,蘆涇(jing)水(shui)(shui)廠(chang)位(wei)于(yu)南通市的西北部,處(chu)(chu)于(yu)城市管(guan)網末梢。地理(li)位(wei)置決定了(le)其(qi)在城市供水(shui)(shui)方(fang)面所(suo)具有(you)的重(zhong)要作用(yong)(yong)。由于(yu)蘆涇(jing)水(shui)(shui)廠(chang)只是在原有(you)工(gong)藝上進行改造,所(suo)以(yi)在構筑物本(ben)身幾乎無成(cheng)本(ben)投入(ru)(ru)。據了(le)解,應用(yong)(yong)超(chao)濾(lv)膜(mo)技(ji)術后的蘆涇(jing)水(shui)(shui)廠(chang)立(li)方(fang)米水(shui)(shui)成(cheng)本(ben)提高(gao)僅為0.15元(yuan),即(ji)抽吸(xi)泵(beng)運(yun)營(ying)成(cheng)本(ben)0.02元(yuan)/立(li)方(fang)米水(shui)(shui)(由于(yu)剛投入(ru)(ru)運(yun)行,雖然(ran)水(shui)(shui)溫較(jiao)低,但目前(qian)尚未(wei)使用(yong)(yong)抽吸(xi)泵(beng)),日(ri)常費用(yong)(yong)0.02元(yuan)/立(li)方(fang)米水(shui)(shui),設備(bei)折舊0.11元(yuan)/立(li)方(fang)米水(shui)(shui)(包括超(chao)濾(lv)膜(mo)的5年(nian)更(geng)新費用(yong)(yong))。
挑戰106項水質指標
《生(sheng)活(huo)飲(yin)(yin)用水衛生(sheng)標(biao)準》(GB5749-2006)即將于(yu)2012年全(quan)部執(zhi)行。其中明(ming)確要求生(sheng)活(huo)飲(yin)(yin)用水水質(zhi)需(xu)達106項(xiang)水質(zhi)檢測指標(biao)。對(dui)于(yu)剛(gang)剛(gang)經歷了(le)提標(biao)改造的南郊水廠(chang)和蘆涇水廠(chang),也(ye)向106項(xiang)水質(zhi)指標(biao)發(fa)起了(le)挑戰(zhan)。
紀(ji)洪杰(jie)在“城鎮飲用水(shui)(shui)安全(quan)保障及超濾組合(he)(he)工藝(yi)技術應用研討會”上介(jie)紹說,2010年1月5日(ri),南(nan)郊水(shui)(shui)廠調試運行1個月后,水(shui)(shui)樣被(bei)送至第(di)三方獨立檢(jian)(jian)測(ce)機構(gou)——普尼(青島(dao))測(ce)試中心進(jin)行106項(xiang)(xiang)水(shui)(shui)質(zhi)檢(jian)(jian)測(ce)指標(biao)測(ce)試,結(jie)果(guo)顯示(shi)除(chu)余(yu)氯外的(de)105項(xiang)(xiang)水(shui)(shui)質(zhi)檢(jian)(jian)測(ce)指標(biao)均(jun)符合(he)(he)《生活飲用水(shui)(shui)衛生標(biao)準》(GB5749-2006)。余(yu)氯的(de)檢(jian)(jian)測(ce)結(jie)果(guo)低于(yu)0.3mg/L,并未達到出廠水(shui)(shui)余(yu)氯大于(yu)0.3mg/L的(de)要(yao)求。對此,紀(ji)洪杰(jie)稱,送檢(jian)(jian)過程(cheng)可能造成了(le)一定的(de)檢(jian)(jian)測(ce)誤差(cha)。[]
秦潼在談到蘆(lu)涇(jing)水(shui)(shui)廠出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質時表示,盡管還并未進行106項(xiang)水(shui)(shui)質指(zhi)(zhi)標(biao)的全(quan)面(mian)測試,但經過測試的常(chang)規水(shui)(shui)質指(zhi)(zhi)標(biao)均優于《生活飲用(yong)水(shui)(shui)衛生標(biao)準》(GB5749-2006)。
濁(zhuo)度和顆粒數(shu)(shu)是衡量水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質的(de)兩個關鍵指(zhi)標。中國水(shui)(shui)(shui)網記者在(zai)參觀時發現,南郊水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)裝有在(zai)線進(jin)(jin)水(shui)(shui)(shui)濁(zhuo)度儀、在(zai)線出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)濁(zhuo)度儀以及在(zai)線出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)顆粒物計(ji)數(shu)(shu)儀。實測數(shu)(shu)據顯示(shi)進(jin)(jin)水(shui)(shui)(shui)濁(zhuo)度(濾池出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)濁(zhuo)度)為(wei)0.2~0.4NTU,出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)濁(zhuo)度(膜后水(shui)(shui)(shui)濁(zhuo)度)為(wei)0.01~0.02NTU,2μm~5μm的(de)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)顆粒物數(shu)(shu)目(mu)(膜后水(shui)(shui)(shui)顆粒物數(shu)(shu)目(mu))小(xiao)于100cnts/ml。據秦潼介紹(shao),蘆涇水(shui)(shui)(shui)廠(chang)(chang)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)濁(zhuo)度(膜后水(shui)(shui)(shui)濁(zhuo)度)通常在(zai)0.02~0.03NTU。
尚處摸索階段
在談及南郊(jiao)水廠采用超濾膜技術提標改(gai)造(zao)后的運行效果時,紀洪杰表示(shi),由于項目尚(shang)處調試運行階(jie)段,所以還不好下結論。
據紀洪杰(jie)介紹,超濾膜的運(yun)行(xing)(xing)情況主要與運(yun)行(xing)(xing)時(shi)間、溫度有關。
首先,在超(chao)濾膜(mo)(mo)運行(xing)的(de)(de)初級階段(duan),跨膜(mo)(mo)壓力通常(chang)較大(da)、膜(mo)(mo)通量通常(chang)較高。之后會(hui)(hui)逐步(bu)趨于一個穩定值。另外,溫(wen)度(du)也是控制超(chao)濾膜(mo)(mo)運行(xing)的(de)(de)關鍵(jian)因素(su)。由于一年(nian)四季溫(wen)度(du)迥異,所(suo)以也會(hui)(hui)影響膜(mo)(mo)的(de)(de)運行(xing)效(xiao)果。“現(xian)在的(de)(de)水溫(wen)為2~4攝氏度(du),處于最不利的(de)(de)溫(wen)度(du)階段(duan)。”紀洪杰說,所(suo)以,至少1年(nian)之后,才可(ke)以對運行(xing)結果給出(chu)一個完整鑒定。
紀(ji)洪杰(jie)同時表(biao)示,由于南郊(jiao)水(shui)廠(chang)(chang)為國內首個10萬立(li)方米日處理規模采用浸入式(shi)超濾膜的水(shui)廠(chang)(chang),并無相關案(an)例可以(yi)借(jie)鑒,所以(yi)南郊(jiao)水(shui)廠(chang)(chang)在(zai)水(shui)廠(chang)(chang)運(yun)行(xing)方面還(huan)需要不(bu)斷摸索。
對于剛剛運行1個(ge)月的(de)(de)蘆涇水廠也如是,陳春(chun)圣表示(shi),后續的(de)(de)研究課(ke)題將包括,原(yuan)水水質及(ji)混凝預處理(li)對膜污染的(de)(de)影響(xiang);延長化學清(qing)(qing)洗周期的(de)(de)措施;不同(tong)化學藥劑對膜污染的(de)(de)清(qing)(qing)洗效果;運行、維護、維修規程的(de)(de)制定等幾個(ge)方面(mian),以求進一步提高超濾膜系統的(de)(de)運行管理(li)水平(ping)。
得益于民生工程“助力”
值得一提(ti)的(de)是,南郊(jiao)水廠與蘆涇水廠的(de)提(ti)標改造工程均屬當(dang)地政府的(de)民(min)生(sheng)工程。在即將于2012年全(quan)部執行的(de)《生(sheng)活(huo)飲(yin)(yin)用水衛生(sheng)標準》(GB5749-2006)的(de)強(qiang)制要求與當(dang)地百(bai)姓對(dui)安全(quan)飲(yin)(yin)用水的(de)迫切需(xu)求下(xia),水廠提(ti)標改造工程成為備受關注的(de)民(min)生(sheng)工程。
李圭白尤其強調了東營市政府對南郊水廠水質改善工程的重視。“東營市政府此前曾將納濾膜應用于直飲水系統,對膜技術應用做過相關的前期工作,而且東營市政府‘不差錢’,這就為南郊水廠水質改善工程的順利開展提供了保障。”李圭白說。據了解,南郊水廠從開工建設到通水僅用了212天,是2009年東營市民生工程之一。

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