天津開發區新水(shui)(shui)源一(yi)廠(chang)選址在天津開發區污(wu)水(shui)(shui)處理(li)廠(chang)東側(ce)，以污(wu)水(shui)(shui)處理(li)廠(chang)出水(shui)(shui)為(wei)水(shui)(shui)源，占地約2萬m2，遠期(qi)規模連續流微濾（CMF）5～6萬m3/d。反滲透(tou)（RO）3～4萬m3/d。廠(chang)房及(ji)主工藝輸水(shui)(shui)管(guan)道一(yi)次(ci)建成，設備分期(qi)建設。

工藝流程及工程描述

　　工藝流程由于國內尚無污水脫鹽處理的研究成果和工程實踐，從2001年1月3日開始進行的污水脫鹽深度處理中間試驗，經過近一年試驗確定天津開發區污水脫鹽深度處理工藝污水處理廠生化處理后出水由污水處理廠出水泵至再生水廠（新水源一廠）調節池，為抑制微生物繁殖，可投加液氯（1～2mg/L)。若廢水中不含氨氮，需投加氫氧化氨（2～4mg/L)以確保游離氯含量少于0.05mg/L。

　　原水調節池設有液位計，以監控池內液位。原水由泵送至兩列（每列含五臺）CMF連續微過濾系統，CMF供給泵共三臺（二用一備）。每列一臺CMF供給泵由一臺變頻器控制。變頻器由總PLC根據流量、進流壓力和過膜壓差（TMP）控制。每列CMF總流量由一臺流量計監控，并沒有pH計、ORP計、總氯計、自由氯計、濁度計、壓力計和溫度計以監測進流水水質。廢水進入CMF前經過一個自動清洗粗濾器（500μm)。粗濾器反沖是按壓差或時間自動操作。

　　經過連續微濾(lv)設(she)(she)備(bei)（CMF），廢(fei)水(shui)中大(da)于(yu)0.2微米的固(gu)體細菌及(ji)不溶性的有機物被CMF隔除。濾(lv)液(ye)(ye)從濾(lv)液(ye)(ye)收集管(guan)排出(chu)(chu)后至處理(li)(li)后水(shui)貯槽(cao)。水(shui)質由(you)濁度監(jian)控(kong)(kong)。反(fan)(fan)(fan)(fan)沖(chong)水(shui)回(hui)流至污(wu)水(shui)廠再進行處理(li)(li)。每臺CMF設(she)(she)有獨(du)立(li)PLC控(kong)(kong)制器，以(yi)激活各程序，如氣反(fan)(fan)(fan)(fan)洗、CIP等。一部分CMF濾(lv)液(ye)(ye)流至兩(liang)(liang)臺反(fan)(fan)(fan)(fan)滲透(tou)(tou)系統供給(gei)槽(cao)，槽(cao)內設(she)(she)有液(ye)(ye)位計及(ji)空氣過濾(lv)器。CMF濾(lv)液(ye)(ye)由(you)高壓泵泵至兩(liang)(liang)臺反(fan)(fan)(fan)(fan)滲透(tou)(tou)設(she)(she)備(bei)。反(fan)(fan)(fan)(fan)滲透(tou)(tou)設(she)(she)備(bei)進水(shui)及(ji)出(chu)(chu)水(shui)設(she)(she)有導電計及(ji)ORP計以(yi)監(jian)控(kong)(kong)其(qi)運行。

工藝原理和工藝過程

　　（1）連續流微濾CMF

　　連續流微濾膜（CMF）工藝是在膜的一側施加一定的壓力，使水透過膜，而將大于膜孔徑的懸浮物、細菌、有機污染物等截留的處理工藝。

　　連續式微(wei)(wei)過濾(lv)是(shi)由(you)微(wei)(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)柱、壓縮空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)系(xi)統和反(fan)沖洗系(xi)統以(yi)及PLC自控(kong)系(xi)統等所(suo)組成。微(wei)(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)柱的直徑(jing)為(wei)120mm，高度為(wei)1500mm，內裝(zhuang)的中(zhong)空(kong)(kong)(kong)纖(xian)維外徑(jing)為(wei)550μm，內徑(jing)為(wei)300μm，壁孔(kong)徑(jing)0.2μm膜(mo)(mo)表(biao)面積為(wei)33m2，20℃時(shi)(shi)單根微(wei)(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)柱通水量為(wei)1.26m3/h。CMF系(xi)統的操作由(you)PLC自動控(kong)制，水由(you)中(zhong)空(kong)(kong)(kong)纖(xian)維膜(mo)(mo)外向(xiang)膜(mo)(mo)內滲透，正(zheng)常工(gong)(gong)作壓力很低，工(gong)(gong)作范(fan)圍為(wei)30～100kpa，最高達到(dao)200kpa。一(yi)般(ban)30～40min用壓縮空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)反(fan)沖一(yi)次，反(fan)沖時(shi)(shi)，壓縮空(kong)(kong)(kong)氣(qi)(qi)由(you)中(zhong)空(kong)(kong)(kong)纖(xian)維膜(mo)(mo)內吹(chui)向(xiang)膜(mo)(mo)外，反(fan)沖壓力為(wei)600kpa（相當于(yu)6kg/cm2），時(shi)(shi)間(jian)為(wei)1～2min，這(zhe)種(zhong)壓力一(yi)般(ban)的膜(mo)(mo)材料是(shi)難(nan)以(yi)承受的。

       當進水濃度不穩定時，膜污染加重超過膜前后設定的壓差指標時會自動強制沖洗，以保護膜的使用壽命。反沖洗水量（反沖洗水采用原水）為進水量的8～10％。對于經二級處理后的污水處理廠出水作為CMF系統進水時，CMF系統一般工作14～30天需化學清洗一次。CMF系統是模塊式設計，易于增容，膜柱中的子模塊和附屬子模塊可以進行更換、隔離、修補，因此即使膜有損壞，也可及時修補，不影響整個系統的正常運行，膜的工作狀況可進行完整性測試。

　　（2）反滲透

　　滲透是以外加壓力克服滲透壓的一種膜分離技術，整個分離過程不發生相應，從而節能、經濟、裝置簡單、操作方便。近30年來，隨著膜材料組件、工藝技術長足的發展和工業化水平的提高，反滲透在水處理領域得到越來越廣泛的應用。反滲透工藝對于溶解有機物質、溶解鹽類、金屬離子、微生物病毒和膠體物等均具有較高的去除能力，其中當原水含鹽量大于400mg/L時，用其進行含鹽水的淡化處理是比較經濟合理的。

　　反(fan)(fan)滲透(tou)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)包括預處(chu)(chu)理(li)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)、膜(mo)分(fen)離(li)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)和膜(mo)的(de)清(qing)(qing)洗工(gong)(gong)藝(yi)(yi)，其中(zhong)預處(chu)(chu)理(li)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)是保證反(fan)(fan)滲透(tou)系(xi)(xi)統安全運行的(de)必要條(tiao)件(jian)。膜(mo)分(fen)離(li)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)可(ke)采用(yong)組件(jian)的(de)不同組合方式，以(yi)滿足(zu)不同處(chu)(chu)理(li)對象的(de)要求(qiu)，組件(jian)組合又(you)分(fen)為一(yi)級(ji)(ji)(ji)多段、多級(ji)(ji)(ji)多段等，本項目(mu)污水(shui)再用(yong)采用(yong)一(yi)級(ji)(ji)(ji)二段式。膜(mo)的(de)清(qing)(qing)洗是反(fan)(fan)滲透(tou)系(xi)(xi)統中(zhong)的(de)重要環(huan)節(jie)，在(zai)分(fen)離(li)過程(cheng)中(zhong)，可(ke)溶性無機鹽被濃縮(suo)，當超出(chu)溶解度時，被截留(liu)在(zai)膜(mo)表面形成硬(ying)垢(gou)(gou)，所(suo)以(yi)要在(zai)進水(shui)中(zhong)添(tian)加(jia)阻垢(gou)(gou)劑，并適(shi)時進行膜(mo)的(de)清(qing)(qing)洗以(yi)提(ti)高(gao)回收率(lv)。在(zai)進入反(fan)(fan)滲透(tou)前(qian)，投加(jia)阻垢(gou)(gou)劑以(yi)防止反(fan)(fan)滲透(tou)膜(mo)結垢(gou)(gou)。每臺反(fan)(fan)滲透(tou)系(xi)(xi)統各(ge)設一(yi)臺高(gao)壓泵和中(zhong)間加(jia)壓泵。反(fan)(fan)滲透(tou)出(chu)水(shui)排至清(qing)(qing)水(shui)池再輸送至用(yong)戶(hu)。濃縮(suo)液回流至污水(shui)處(chu)(chu)理(li)廠再進行處(chu)(chu)理(li)或另辟渠道直(zhi)接排放。

工藝(yi)運(yun)行(xing)步驟及(ji)設備運(yun)轉(zhuan)狀況

　　天津開發區新水源一廠示范工程2002年9月底建成通水，10月底完成工藝設備調試，11月份進行試運轉階段，與試運行基本同步，開始向再生水用戶供水。

　　進入調試運行后，除了進行少量管道系統調整以外，整體工藝基本持續穩定運行，為示范工程生產性研究提供了良好的基礎條件和基本保證。新水源一廠與有關部門相互結合，進行全面的工藝測試和水質分析化驗，以評價設備運行效果和整體工藝運行狀況。

　　經過10個月的試運行和正常運行，管理水平顯著提高，積累了較全面的經驗，出水水質持續良好，新水源一廠已經達到正常運行的條件。

　　CMF系統運行新水源一廠一期采用10臺澳大利亞Memcor連續微過濾單元（CMF）作為RO系統的預處理單元。CMF是一種膜過濾系統，分為兩列，每列5臺。每列各有一個總進水管和總出水管與本列各單元的CMF相連。每列進水設置一個110kW壓力提升泵，由變頻器根據進水管壓力控制其工作頻率，工作壓力為200kpa左右。為保護CMF膜的正常使用，在進水管上裝的pH、ORP、濁度、余氯、總氯等分析儀表，以監控進水質量。

　　CMF具有自動化程度高，操作簡單，易于維護的特點。每個CMF單元都有一套PLC控制，獨立自動地完成所有工作時序和操作流程。其他外圍設備和輔助設備由一臺主PLC負責控制，主PLC和各單元PLC都串在DH+總線上，當CMF有進水或反洗要求時，先發出請求至主PLC，主PLC檢查其所提請求的資源是否可用，如進水泵有無故障、反洗儲罐液位、壓縮空氣壓力、酸堿溫度、電導等，一切無誤后，允許請求。

　　當設備正常濾水時，應在上位機上注意觀察如下幾個參數：
    
        （1）過膜壓差（TMP）；
    
        （2）當前阻力（CurrentResistence）；
    
        （3）進水污染指數（FFI）；
    
        （4）膜的整體測試壓降值（PDT）。

　　RO系統(tong)(tong)運(yun)行(xing)新水(shui)源(yuan)一廠的(de)(de)反滲(shen)(shen)透設備為(wei)(wei)兩(liang)套(tao)，每(mei)(mei)套(tao)產(chan)量(liang)5000m3/d。每(mei)(mei)套(tao)反滲(shen)(shen)透各有(you)一臺PLC和(he)觸膜屏，獨立控(kong)制本套(tao)設備的(de)(de)運(yun)行(xing)和(he)與主(zhu)PLC的(de)(de)聯(lian)絡，并能(neng)在(zai)線(xian)查詢關鍵數(shu)據的(de)(de)歷史紀(ji)錄和(he)實時曲線(xian)，故(gu)障報警等。為(wei)(wei)提高設備的(de)(de)產(chan)水(shui)率，同時保持每(mei)(mei)個膜組件處于相同的(de)(de)流態，每(mei)(mei)個系統(tong)(tong)的(de)(de)反滲(shen)(shen)透采用一級(ji)兩(liang)段(duan)(duan)，使產(chan)水(shui)率達到75％。第(di)一段(duan)(duan)32組壓(ya)力(li)管(guan)件，每(mei)(mei)組壓(ya)力(li)管(guan)件內串聯(lian)六根DOW化學的(de)(de)BW30-365FR的(de)(de)反滲(shen)(shen)透膜，共192根膜。第(di)一段(duan)(duan)加壓(ya)泵250kW，出(chu)口(kou)額定壓(ya)為(wei)(wei)2.2mpa，出(chu)水(shui)能(neng)力(li)為(wei)(wei)277m3/h。第(di)二段(duan)(duan)18級(ji)壓(ya)力(li)管(guan)件，共108根膜。第(di)三段(duan)(duan)加壓(ya)泵75kW，出(chu)口(kou)額定壓(ya)力(li)0.6mpa，出(chu)水(shui)能(neng)力(li)為(wei)(wei)214m3/h。 

       兩臺加壓泵均由變頻器控制運行，如此設計既提高了回收率，又降低了運行成本。第一段加壓泵的變頻器與產水流量計連鎖，實現PID調節，保持出水的恒流量，第一年將泵的轉數設定為額定轉數的80％，每年上調10％。第二段加壓泵的變頻器與第一段加壓泵出口的壓力形成比例調解，具體由PLC控制，PLC首先讀入第一段加壓泵泵后的壓力數據，在此數據的基礎上加3bar，作為第二段泵變頻器的比例調節參數。反滲透前各有一進水儲水罐，以保證進水的穩定性和連續性。反滲透后有一清水池，暫時存放反滲透的出水。

　　整個(ge)反(fan)滲透系統全自(zi)動(dong)(dong)運行(xing)(xing)，設備(bei)一切(qie)正(zheng)常(chang)時，反(fan)滲透運行(xing)(xing)依靠外(wai)部信(xin)號，當(dang)進水(shui)儲(chu)罐(guan)的水(shui)位(wei)達到90％，且清(qing)水(shui)池液(ye)位(wei)小(xiao)于90％，阻(zu)垢劑泵正(zheng)常(chang)自(zi)動(dong)(dong)啟動(dong)(dong)，反(fan)滲透正(zheng)常(chang)運行(xing)(xing)；當(dang)進水(shui)儲(chu)罐(guan)的水(shui)位(wei)低于40％或清(qing)水(shui)池液(ye)位(wei)大(da)于98％時，自(zi)動(dong)(dong)停機(ji)，若阻(zu)垢劑泵出現問題(ti)，延時一個(ge)小(xiao)時停機(ji)。一切(qie)故障解除(chu)，報(bao)警復(fu)位(wei)后(hou)，條(tiao)件滿足(zu)啟動(dong)(dong)時，自(zi)動(dong)(dong)開機(ji)。

       為(wei)避免(mian)頻繁(fan)的(de)(de)開(kai)停(ting)(ting)設(she)備(bei)，每次(ci)停(ting)(ting)機(ji)之后，延時(shi)10分鐘后再允許(xu)啟動。每套反(fan)(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)設(she)備(bei)均配一(yi)(yi)(yi)(yi)反(fan)(fan)(fan)洗(xi)(xi)水灌和兩臺反(fan)(fan)(fan)洗(xi)(xi)泵(beng)，開(kai)機(ji)一(yi)(yi)(yi)(yi)分鐘后時(shi)，由(you)反(fan)(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)的(de)(de)出水向反(fan)(fan)(fan)洗(xi)(xi)罐注水，由(you)反(fan)(fan)(fan)洗(xi)(xi)罐的(de)(de)液(ye)位開(kai)關控制(zhi)(zhi)進(jin)(jin)(jin)水閥(fa)的(de)(de)啟停(ting)(ting)，停(ting)(ting)機(ji)或意外停(ting)(ting)機(ji)時(shi)，每次(ci)交替(ti)開(kai)啟一(yi)(yi)(yi)(yi)臺反(fan)(fan)(fan)洗(xi)(xi)泵(beng)強制(zhi)(zhi)沖洗(xi)(xi)，以(yi)(yi)沖刷膜表面，防止鹽類或其他物質(zhi)的(de)(de)沉積，損(sun)壞(huai)膜體。在進(jin)(jin)(jin)水中添加(jia)(jia)阻垢劑，減少鈣(gai)鎂(mei)離子的(de)(de)沉淀(dian)。阻垢劑添加(jia)(jia)在反(fan)(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)的(de)(de)進(jin)(jin)(jin)水管上(shang)，一(yi)(yi)(yi)(yi)般開(kai)始的(de)(de)投加(jia)(jia)量(liang)為(wei)3mg/L，根據(ju)(ju)以(yi)(yi)后的(de)(de)運行數(shu)據(ju)(ju)和經(jing)驗，可(ke)逐漸減小(xiao)投加(jia)(jia)量(liang)，以(yi)(yi)降低(di)運行成本。為(wei)避免(mian)微生物的(de)(de)繁(fan)殖和對膜的(de)(de)腐蝕(shi)，反(fan)(fan)(fan)滲(shen)(shen)透(tou)(tou)的(de)(de)停(ting)(ting)機(ji)時(shi)間不得超過48小(xiao)時(shi)，否(fou)則加(jia)(jia)化學品浸泡保存。

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