膜(mo)系(xi)(xi)(xi)統(tong)是高度集(ji)成的(de)(de)(de)工(gong)程技術。需(xu)要(yao)豐富(fu)扎實的(de)(de)(de)工(gong)程知(zhi)識(shi)和經驗進行設計優(you)(you)化。在早期，由于未能(neng)全面掌握(wo)膜(mo)及(ji)(ji)(ji)工(gong)藝集(ji)成優(you)(you)化，人們(men)經受了許多(duo)挑戰(zhan)和教訓，也獲得了寶(bao)貴的(de)(de)(de)開發高效(xiao)可靠(kao)膜(mo)系(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)經驗。本文以(yi)作為(wei)北京綠(lv)色奧運象征(zheng)之一——清(qing)河奧林匹克廢(fei)水再生工(gong)程為(wei)例(li)，探(tan)討膜(mo)系(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)近代發展(zhan)及(ji)(ji)(ji)工(gong)藝設計優(you)(you)化中(zhong)的(de)(de)(de)三個關鍵因素——膜(mo)和通量的(de)(de)(de)選擇，系(xi)(xi)(xi)統(tong)集(ji)成優(you)(you)化及(ji)(ji)(ji)污堵控制以(yi)及(ji)(ji)(ji)對(dui)膜(mo)壽命和性能(neng)的(de)(de)(de)影響(xiang)。

經優化設(she)計，清河使(shi)(shi)用(yong)六(liu)列(lie)(lie)ZW1000V3膜(mo)系列(lie)(lie)，全(quan)自動在線清洗和全(quan)部(bu)膜(mo)池排空(kong)工藝(yi)膜(mo)式。20多個月的運行進(jin)一步證明，優化的膜(mo)系統(tong)不僅性能(neng)高(gao)效可(ke)靠，而(er)(er)且能(neng)明顯(xian)提(ti)高(gao)膜(mo)使(shi)(shi)用(yong)壽(shou)命，降低生命周期(qi)總成本。更(geng)重要(yao)的是，膜(mo)運行TMP和不可(ke)逆污堵比設(she)計值(zhi)低，即使(shi)(shi)進(jin)水TSS較低，膜(mo)系統(tong)仍然可(ke)去除高(gao)達80%的濁(zhuo)度和30%COD，從而(er)(er)在任何情況下系統(tong)都(dou)能(neng)可(ke)靠地為奧運提(ti)供高(gao)質量的產水。

一、膜(mo)法再(zai)生(sheng)水技術與綠色奧運   

水資源匱乏(fa)、節(jie)約用水、更嚴格的(de)環保(bao)法(fa)(fa)律法(fa)(fa)規(gui)和(he)人民生(sheng)活質量的(de)提高加速了我國發(fa)展深度水處理(li)的(de)研發(fa)與應用。

膜(mo)法水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)技(ji)術(shu)己成(cheng)為世界先進的(de)深度(du)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)的(de)主流技(ji)術(shu)。近幾(ji)年，我國開始(shi)將膜(mo)技(ji)術(shu)應用(yong)(yong)于(yu)(yu)再生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)。與傳統工藝相(xiang)比(bi)，膜(mo)法水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)技(ji)術(shu)具有占地面積(ji)小、操作簡便、易于(yu)(yu)擴(kuo)容等優點，特(te)別是其(qi)出水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質好而且穩定(ding)，經其(qi)處(chu)(chu)理(li)的(de)再生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)可用(yong)(yong)于(yu)(yu)市政雜用(yong)(yong)、景觀、工業補(bu)水(shui)(shui)(shui)(shui)等方(fang)面。

“綠色奧運”是北京奧運會的三大理念之一，作為綠色奧運的重要組成部分，北京建成了10座再生水廠，2007年利用再生水的規模已經達到4.8億立方米。清河再生水廠是北京市規劃的國內供水規模最大、采用了最先進的浸沒式超濾技術的再生水廠，其再生水直接回用于奧運公園景觀水體等，相當于每天節約50萬人的日均用水。
本文將以(yi)奧運(yun)清河再生水廠的設(she)計(ji)和(he)運(yun)行維護為例(li)，探討膜(mo)法再生水系(xi)統的工藝設(she)計(ji)和(he)優化。

二(er)、膜系(xi)統與(yu)廢水(shui)再(zai)(zai)生和再(zai)(zai)利(li)用

近幾十(shi)年來(lai)，用于廢(fei)水再生和(he)(he)(he)再利用的(de)(de)(de)膜(mo)技術(shu)在北(bei)美和(he)(he)(he)歐(ou)洲得(de)到迅速發展；當前(qian)中(zhong)國水處理工業如同十(shi)多年前(qian)的(de)(de)(de)北(bei)美和(he)(he)(he)歐(ou)洲一樣(yang)，正經歷著相似的(de)(de)(de)變(bian)(bian)革。更加(jia)突(tu)出(chu)的(de)(de)(de)是，膜(mo)技術(shu)的(de)(de)(de)創新更快，競(jing)爭(zheng)更激烈。促使(shi)(shi)膜(mo)系統技術(shu)更成熟，成本大幅度降低，使(shi)(shi)膜(mo)處理技術(shu)變(bian)(bian)成廣為(wei)關注的(de)(de)(de)、經濟實用的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)。

但是(shi)，膜技術(shu)在北美(mei)和(he)歐洲的(de)快速發(fa)展中(zhong)也(ye)經受(shou)了(le)許(xu)多挑戰和(he)教訓！例如，由(you)于早(zao)期膜制造(zao)及工程(cheng)技術(shu)不(bu)夠(gou)成熟，膜系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)容易出現斷裂，淤堵(du)，污堵(du)等許(xu)多問題，結果導致換膜頻(pin)繁(fan)和(he)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)運行(xing)不(bu)穩定！有時(shi)，即使膜系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)可(ke)以(yi)運行(xing)，但是(shi)能耗(hao)高(gao)，化學品消(xiao)耗(hao)高(gao)，而且需要經常仔細的(de)維護。工程(cheng)界曾經一度對(dui)膜系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)在廢水再生和(he)再利用(yong)中(zhong)的(de)推廣和(he)應用(yong)相當謹慎。因此為(wei)了(le)改進和(he)加強膜系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)性能和(he)可(ke)靠度，對(dui)膜系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)進行(xing)了(le)大量的(de)技術(shu)工程(cheng)優(you)化研究(jiu)，積累了(le)大量成功的(de)經驗。

在(zai)考(kao)慮25年的(de)(de)(de)生命(ming)周(zhou)(zhou)期成本(ben)(ben)時(shi)，膜(mo)(mo)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)和(he)(he)傳統(tong)(tong)(tong)(tong)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)以(yi)及(ji)不(bu)同的(de)(de)(de)膜(mo)(mo)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)之間(jian)存(cun)在(zai)著巨(ju)大的(de)(de)(de)差(cha)別；膜(mo)(mo)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)生命(ming)周(zhou)(zhou)期總成本(ben)(ben)更多取決(jue)于長期運行成本(ben)(ben)-膜(mo)(mo)更換成本(ben)(ben)及(ji)能(neng)耗(hao)。當(dang)合適的(de)(de)(de)膜(mo)(mo)知識和(he)(he)最新的(de)(de)(de)膜(mo)(mo)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)集成的(de)(de)(de)工程經驗不(bu)能(neng)被恰(qia)當(dang)的(de)(de)(de)應用(yong)到膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)制造、系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)設計和(he)(he)優化(hua)中時(shi)，業主(zhu)就(jiu)會面臨(lin)極大的(de)(de)(de)投(tou)資和(he)(he)運行風(feng)險。例如，選擇恰(qia)當(dang)的(de)(de)(de)高質量(liang)膜(mo)(mo)，且經過(guo)優化(hua)的(de)(de)(de)膜(mo)(mo)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)生命(ming)周(zhou)(zhou)期可以(yi)長達十年甚至更長；相反，差(cha)質量(liang)的(de)(de)(de)膜(mo)(mo)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)生命(ming)周(zhou)(zhou)期短至三(san)年甚至更短。在(zai)25年的(de)(de)(de)運行周(zhou)(zhou)期內，作為(wei)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)部分，膜(mo)(mo)更換成本(ben)(ben)可以(yi)有三(san)倍多的(de)(de)(de)差(cha)別！另(ling)外，工程效果差(cha)的(de)(de)(de)膜(mo)(mo)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)還(huan)有能(neng)耗(hao)和(he)(he)化(hua)學品消耗(hao)高以(yi)及(ji)維護頻繁的(de)(de)(de)弊端。

因(yin)此，基于(yu)以(yi)往成功的(de)工程優(you)化經驗(yan)來對膜系(xi)統進行優(you)化非(fei)常重要(yao)。無(wu)容(rong)置疑(yi)，北(bei)美(mei)和歐洲的(de)經驗(yan)對中(zhong)國的(de)水(shui)處理工業將有(you)著重要(yao)的(de)參(can)考價(jia)值！用于(yu)廢水(shui)再(zai)(zai)生(sheng)和再(zai)(zai)利(li)用的(de)膜系(xi)統有(you)三(san)種類型：1)從(cong)外(wai)(wai)向內(nei)中(zhong)空纖(xian)維膜，2)從(cong)內(nei)向外(wai)(wai)中(zhong)空纖(xian)維膜，3)平(ping)板膜。平(ping)面(mian)圖見圖1。

在(zai)不同的(de)應用中，這三種(zhong)膜(mo)各有優缺點(dian)。最(zui)近對于全球(qiu)已知的(de)膜(mo)裝置統(tong)計表(biao)明(ming)，已安裝的(de)浸沒式中空纖(xian)維膜(mo)日總(zong)處理能力超過(guo)了2000ML/天，超過(guo)了其他膜(mo)系(xi)統(tong)總(zong)處理能力的(de)兩(liang)倍。這清(qing)楚地表(biao)明(ming)了低壓浸沒式中空纖(xian)維濾膜(mo)的(de)優勢已經使它正在(zai)成為廢水再生應用中的(de)領導者。

三(san)、浸沒(mei)式中(zhong)空纖維膜(mo)系統的設計和(he)優化

膜系統的(de)設計(ji)優化(hua)受許多因素(su)影響，本文將集中(zhong)關(guan)注有著重大影響的(de)三個關(guan)鍵因素(su)：膜和膜通量(liang)選擇，系統設計(ji)和優化(hua)，以(yi)及(ji)膜污堵控制。

1、膜和(he)膜通量選擇

膜元件(jian)，作為膜系(xi)統的(de)核心，直接決(jue)定其性能和可(ke)靠性。選(xuan)擇(ze)最適合應用目的(de)的(de)膜元件(jian)是開發一(yi)個優化膜系(xi)統的(de)基礎。

在浸沒式中空纖維膜的應(ying)(ying)用中，膜絲經受(shou)到很強的沖擊應(ying)(ying)力，膜絲斷(duan)裂通常是(shi)限(xian)制其(qi)成功應(ying)(ying)用，特別(bie)是(shi)廢水(shui)再生應(ying)(ying)用中的主要(yao)影響因素。 

為了克服膜(mo)(mo)絲(si)的弱點(dian)，浸沒(mei)式中(zhong)空(kong)纖維膜(mo)(mo)已經從早期的斷(duan)裂率(lv)較高(gao)的“常規膜(mo)(mo)”演(yan)變為強化膜(mo)(mo)，以(yi)及能夠承受超過50kg拉(la)力(li)的加強型膜(mo)(mo)（參見圖2）。今天，在(zai)經濟技術可比的情況(kuang)下，應盡量(liang)選用耐沖擊應力(li)高(gao)的膜(mo)(mo)。

在廢水再(zai)生和再(zai)利(li)用(yong)中(zhong)有許(xu)多(duo)不同類(lei)型的(de)浸沒式膜。ZW中(zhong)空(kong)纖維(wei)膜是這一領域的(de)領導者。ZW膜包含有ZW500和ZW1000系列，每一系列有各種不同的(de)膜產品來滿(man)足不同進(jin)水質(zhi)量(liang)及處理的(de)要求。

對清(qing)河項目(mu)，進水為(wei)優質(zhi)二(er)級出(chu)水，ZW1000系列投資省，運行經(jing)濟可(ke)靠，細小的(de)微孔可(ke)保證高質(zhi)量的(de)出(chu)水。

通量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)選擇對于投資、運(yun)行和(he)生命(ming)周期(qi)(qi)(qi)成(cheng)本(ben)有著直接影響(xiang)。膜(mo)系統的(de)(de)長期(qi)(qi)(qi)運(yun)行性能不(bu)僅取決(jue)于高(gao)(gao)品(pin)(pin)質的(de)(de)膜(mo)元件，同時也強烈依賴于設計／運(yun)行通量(liang)(liang)(liang)。設計過(guo)高(gao)(gao)通量(liang)(liang)(liang)（常發(fa)生在激烈競(jing)標中），使(shi)初期(qi)(qi)(qi)投資成(cheng)本(ben)低而具有吸引(yin)力(li)。但是膜(mo)污堵高(gao)(gao)、使(shi)用壽(shou)命(ming)縮(suo)短(duan)，能耗和(he)化學品(pin)(pin)消(xiao)耗也增加，反而造成(cheng)膜(mo)系統生命(ming)周期(qi)(qi)(qi)總成(cheng)本(ben)增高(gao)(gao)。不(bu)必(bi)要的(de)(de)低通量(liang)(liang)(liang)，又會使(shi)初期(qi)(qi)(qi)投資成(cheng)本(ben)明(ming)顯增高(gao)(gao)。遺憾(han)的(de)(de)是，可靠(kao)的(de)(de)設計通量(liang)(liang)(liang)難以通過(guo)短(duan)期(qi)(qi)(qi)的(de)(de)中試獲得，因(yin)為需要長時間才能看到許多關鍵因(yin)素對不(bu)可逆污堵的(de)(de)綜合累積效應，包(bao)括進(jin)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質及(ji)變化、最低進(jin)水(shui)(shui)溫度、允許的(de)(de)最小產水(shui)(shui)量(liang)(liang)(liang)（一(yi)列膜(mo)停(ting)機時）及(ji)高(gao)(gao)峰流量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)影響(xiang)等。

因(yin)(yin)此，最終的通(tong)量選擇必須在保證滿足(zu)所有的處(chu)理要求條件下(xia)，對各(ge)種因(yin)(yin)素進(jin)行(xing)全面平衡。實(shi)踐證明(ming)，可靠的通(tong)量只能基于相似大規模膜系統的長期運(yun)行(xing)數據來確定(ding)—工程數據庫

2、浸沒式中空纖維膜(mo)系(xi)統的集成和優化

圖3是浸沒式(shi)中空纖維膜系統的(de)工(gong)藝流程示意圖。

與傳統(tong)系(xi)(xi)(xi)統(tong)不(bu)(bu)同(tong)，進水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)，溫度及其流量(liang)等(deng)的動(dong)態變化(hua)對于膜(mo)(mo)系(xi)(xi)(xi)統(tong)設(she)計(ji)和(he)運行的影響相對要(yao)嚴重(zhong)得多。在(zai)任何(he)情況下(xia)(xia)，膜(mo)(mo)系(xi)(xi)(xi)統(tong)所有的進水(shui)(shui)必(bi)須通(tong)(tong)過(guo)膜(mo)(mo)，即使在(zai)高(gao)(gao)峰(feng)流量(liang)／最小(xiao)通(tong)(tong)量(liang)（膜(mo)(mo)使用壽命晚期）條件(jian)下(xia)(xia)。因(yin)此，膜(mo)(mo)系(xi)(xi)(xi)統(tong)的工藝設(she)計(ji)，集成和(he)優化(hua)比任何(he)時候都(dou)更加重(zhong)要(yao)！對于動(dong)態條件(jian)分析不(bu)(bu)足(zu)常常會(hui)導致膜(mo)(mo)系(xi)(xi)(xi)統(tong)設(she)計(ji)效果出現(xian)很(hen)大的偏差。比如，在(zai)工程早期，一些項(xiang)目(mu)的細節問題被遺漏，或假設(she)的最具(ju)挑(tiao)戰的水(shui)(shui)質(zhi)或高(gao)(gao)峰(feng)流量(liang)太偏，經多個環節采用的保(bao)(bao)守設(she)計(ji)，導致膜(mo)(mo)系(xi)(xi)(xi)統(tong)設(she)計(ji)過(guo)于保(bao)(bao)守，投資成本過(guo)高(gao)(gao)。另一方面(mian)，設(she)計(ji)激進的膜(mo)(mo)系(xi)(xi)(xi)統(tong)不(bu)(bu)僅會(hui)有產水(shui)(shui)量(liang)不(bu)(bu)足(zu)問題，而且(qie)在(zai)高(gao)(gao)峰(feng)流量(liang)下(xia)(xia)可能出現(xian)嚴重(zhong)的污堵(du)等(deng)運行問題。

優化(hua)的(de)關鍵是(shi)動態(tai)條件的(de)全(quan)面分析，膜池和運(yun)(yun)行(xing)模(mo)式。從動態(tai)條件來看，膜系(xi)統的(de)設計優化(hua)必須考(kao)慮以下因素：浸沒(mei)式膜的(de)種類及運(yun)(yun)行(xing)模(mo)式，預處理，溫(wen)度變化(hua)/最低(di)溫(wen)度，懸(xuan)浮固體／污物負(fu)荷和高峰持續時間，系(xi)統水力負(fu)荷，流量(liang)變化(hua)程度和持續時間等(deng)。

根據(ju)進(jin)水特(te)性和膜(mo)的(de)種類(lei)不同，膜(mo)系統可(ke)以依照兩類(lei)主要操作(zuo)模(mo)式來設計：

1、部分膜池排空(kong)/溢流模式。

2、全部膜池排空(kong)(kong)/膜池排空(kong)(kong)模式。 

在早(zao)期(qi)階段，膜系統(tong)經常按照部(bu)分膜池(chi)排空/溢(yi)流模式(shi)進行設(she)計。最(zui)近，對(dui)于新的ZW500和ZW1000系列產品開(kai)始(shi)使用膜池(chi)排空模式(shi)來進行優化設(she)計如(ru)圖4所示。

這(zhe)種設計不僅繼承了部(bu)分膜池排空設計的優(you)(you)點(dian)，而且還有許多其他優(you)(you)點(dian)。

(1)懸浮固體(ti)耐受度較(jiao)高(gao)—絮凝劑添(tian)加量提高(gao)到20～30mg/L(ZWl000)。

(2)最大(da)膜壓（TMP）可(ke)(ke)達≈13psi，通量增加可(ke)(ke)高達≈40%。

其(qi)中一個關鍵(jian)好處就(jiu)是膜(mo)系統(tong)可獲(huo)得較(jiao)高的TMP而不(bu)會增加成本(ben)，這樣就(jiu)可以使(shi)濾膜(mo)在較(jiao)高優(you)化通量下運(yun)行。

三(san)、膜污堵的降低(di)及控制

膜污堵有(you)(you)兩種類(lei)型：可(ke)(ke)逆(ni)和不可(ke)(ke)逆(ni)污堵。可(ke)(ke)逆(ni)污堵可(ke)(ke)以通過(guo)適(shi)當的清洗工(gong)藝被完全恢(hui)復(fu)，而不可(ke)(ke)逆(ni)污堵很大程度上不能被恢(hui)復(fu)，且具有(you)(you)累積性。不可(ke)(ke)逆(ni)污堵主要依賴于膜質量，即時(shi)運行通量，進水特性，峰值因素，清洗模式和頻率(lv)等。 

在(zai)相似的進水特性和其他條件(jian)下(xia)，即時(shi)(shi)運行(xing)通(tong)(tong)量(liang)越高，峰(feng)值因素越大，污(wu)堵速(su)率(lv)越高。圖5和6表明，如果通(tong)(tong)量(liang)從40LMH增加(jia)到54LMH（僅(jin)僅(jin)增加(jia)25%），總體膜污(wu)堵速(su)率(lv)增加(jia)2.7倍。這樣污(wu)堵速(su)率(lv)增加(jia)的很大一部(bu)分都(dou)是不(bu)可(ke)(ke)逆污(wu)堵，進一步證明了即時(shi)(shi)運行(xing)通(tong)(tong)量(liang)選擇不(bu)當、長期(qi)在(zai)高即時(shi)(shi)運行(xing)通(tong)(tong)量(liang)下(xia)運行(xing)可(ke)(ke)導致(zhi)膜系統不(bu)可(ke)(ke)逆污(wu)堵大幅(fu)度上升(sheng)，膜的有(you)效使(shi)用壽(shou)命大幅(fu)度縮短。

進(jin)水中(zhong)的(de)化學(xue)物(wu)(wu)質如膠(jiao)體和有機物(wu)(wu)、膜池中(zhong)顆粒物(wu)(wu)負(fu)荷(he)及類型同(tong)樣(yang)對總體污堵(du)(du)速率和不可(ke)逆(ni)污堵(du)(du)速率有影(ying)響。為了保證膜可(ke)靠運行，最(zui)終總懸浮物(wu)(wu)濃(nong)度/負(fu)荷(he)量要受到最(zui)大濃(nong)度的(de)限制。（詳(xiang)情將會(hui)在以(yi)后的(de)出版(ban)物(wu)(wu)中(zhong)討論）

清洗(xi)工(gong)藝、模式和頻率是工(gong)程優化(hua)設計中控制不可逆污(wu)堵的(de)關鍵。 

實踐證明(ming)，清洗模(mo)式(shi)(shi)II能夠有(you)效的降低污(wu)堵速率，可以最大程度的保護膜以避(bi)免(mian)不可逆(ni)污(wu)堵。清洗模(mo)式(shi)(shi)II必須(xu)自動在線進行。因(yin)此使用合適的控制系統來控制不可逆(ni)污(wu)堵非常重(zhong)要(yao)。

四、清河膜法(fa)再生水(shui)系統應用案例

1、項目背景

清河再(zai)生水(shui)(shui)(shui)廠是北京(jing)市為(wei)(wei)2008奧運會規劃的規模為(wei)(wei)8萬噸/日(ri)、高品質的再(zai)生水(shui)(shui)(shui)廠。該(gai)項目已于2006年(nian)(nian)8月建成，目前(qian)系統運行穩定，產水(shui)(shui)(shui)完全符合國家中(zhong)水(shui)(shui)(shui)回(hui)(hui)用標(biao)準。其再(zai)生水(shui)(shui)(shui)直接回(hui)(hui)用于奧運公園景觀水(shui)(shui)(shui)體，每年(nian)(nian)可節約(yue)清潔水(shui)(shui)(shui)源3千萬立方米(mi)；從而緩解(jie)北京(jing)日(ri)益嚴重的缺(que)水(shui)(shui)(shui)問題(ti)并(bing)改善和提升(sheng)奧運村(cun)的形象(xiang)。

2、工藝過程優化及特點描(miao)述

清河再生水廠采用了新一代(dai)ZW1000V3膜(mo)(mo)(mo)元(yuan)件，膜(mo)(mo)(mo)箱和新的膜(mo)(mo)(mo)集成工藝。關鍵系(xi)(xi)統主要包括(kuo)：0.5mm細格柵，ZW1000膜(mo)(mo)(mo)系(xi)(xi)統，全自動在線(xian)(xian)膜(mo)(mo)(mo)清洗系(xi)(xi)統，在線(xian)(xian)絮凝(ning)劑添(tian)加系(xi)(xi)統，活性炭濾床(chuang)并配有臭氧系(xi)(xi)統，最終(zhong)出水經CIO2消(xiao)毒后送到奧運湖。圖8給出了整體處理工藝過程。

基于設(she)計要求和進出(chu)水(shui)變化特性，同時考慮到(dao)前(qian)文(wen)提到(dao)的所有因素(su)，對膜系(xi)統經過全(quan)面優化設(she)計包括：

(1)ZW1000膜(mo)系統(tong)(tong)(tong)設計(ji)采用了優化的膜(mo)運行控制系統(tong)(tong)(tong)和膜(mo)池全排空(kong)模式（見圖4）。膜(mo)系統(tong)(tong)(tong)含(han)有6個(ge)膜(mo)列(lie)，每個(ge)膜(mo)列(lie)含(han)9個(ge)ZW1000膜(mo)箱(xiang)，每個(ge)膜(mo)箱(xiang)含(han)有60個(ge)膜(mo)元件。在任何一列(lie)膜(mo)處(chu)于清洗(xi)或維修(xiu)狀態下，膜(mo)系統(tong)(tong)(tong)都可(ke)100%滿足80,000立方米/天的供水量。

(2)ZW1000膜和通(tong)(tong)量(liang)(liang)的(de)選擇——優(you)化的(de)膜系統的(de)運行凈(jing)通(tong)(tong)量(liang)(liang)不超過(guo)30LMH，即時運行通(tong)(tong)量(liang)(liang)不超過(guo)40LMH，運行膜壓不超過(guo)-80kPa。

(3)可進行模式II的全自動(dong)在(zai)(zai)線清洗。必要時，還可自動(dong)在(zai)(zai)線在(zai)(zai)膜(mo)(mo)池(chi)前添加絮凝(ning)(ning)劑(ji)以去除進水中(zhong)總磷(lin)（TP）。當添加絮凝(ning)(ning)劑(ji)時，優化的膜(mo)(mo)運行控制系統可控制膜(mo)(mo)池(chi)中(zhong)TSS負荷量以100%滿足TSS的優化設計要求。不會(hui)明顯對膜(mo)(mo)增加不可逆(ni)污(wu)堵（見運行數據(ju)）。

3、清河膜系統操作性能分(fen)析(xi)

(1)膜進(jin)出(chu)水變化(hua)特性 

清河膜(mo)系統的進水是來自于清河污水生物處(chu)理廠的二(er)級優質出水，表(biao)3總(zong)結了(le)近期膜(mo)進出水的特性，

(2)膜的總回收(shou)率和(he)TMP變化(hua)特性     ;

圖(tu)(tu)9給出了運行TMP的變化情況，圖(tu)(tu)10顯示(shi)流(liu)量變化對(dui)水(shui)總(zong)回(hui)收率的影響。

(3)膜系統對濁度(du)及COD的去除性能

 膜系統于(yu)2006年8月調(diao)試，從2006年11月開始正(zheng)常運行(xing)，運行(xing)超(chao)過了20個月。截至(zhi)2008年6月30日，在設計產(chan)水(shui)量(liang)（每天八萬立方米）和設計回收率（90%）條件下，平(ping)均(jun)TMP位于(yu)-10至(zhi)-15kPa的(de)范(fan)圍內(nei)，低于(yu)正(zheng)常設計TMP。運行(xing)結果證明：

(1)在優化設計條件下，運(yun)行(xing)引起的膜(mo)(mo)污堵(du)是可(ke)恢(hui)復(fu)的。這也(ye)同時表明配置有自動在線清(qing)洗的優化膜(mo)(mo)系(xi)統性能可(ke)靠，膜(mo)(mo)的使用壽命能被明顯延長。而且在低TMP運(yun)行(xing)條件下，能耗和藥耗相(xiang)對減少。

(2)在(zai)不超過最(zui)大(da)流(liu)量(liang)條件下，優化(hua)(hua)膜系統可耐受進水流(liu)量(liang)大(da)幅變化(hua)(hua)，其運行TMP受進水流(liu)量(liang)大(da)幅變化(hua)(hua)的影響小而穩定，并保持高的總水回收率（平均＞90%的設計值(zhi)）。

(3)即(ji)使進(jin)水(shui)濁(zhuo)度(du)(du)較低（＜2NTU），ZW膜系統對濁(zhuo)度(du)(du)去(qu)(qu)除(chu)效率(lv)高于60%，在(zai)大(da)多(duo)(duo)數情況下，可(ke)以接近80%的(de)去(qu)(qu)除(chu)率(lv)。相比(bi)來(lai)說(shuo)，傳統的(de)多(duo)(duo)介質(zhi)過(guo)濾器去(qu)(qu)除(chu)濁(zhuo)度(du)(du)的(de)效率(lv)要低得(de)多(duo)(duo)。在(zai)這樣的(de)濁(zhuo)度(du)(du)去(qu)(qu)除(chu)水(shui)平下，膜系統的(de)出水(shui)從(cong)外觀來(lai)看已經非常接近自來(lai)水(shui)。

(4)ZW膜可以(yi)有效的(de)脫除(chu)膠體/色度(du)COD。COD脫除(chu)率(lv)在(zai)20%至30%，可明(ming)顯改善(shan)下游諸如(ru)臭氧和碳過濾的(de)處(chu)理效率(lv)。

五、總結

膜系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)包含兩個關鍵要素：膜元件和系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)集(ji)(ji)成優化。清河再生(sheng)水(shui)廠近兩年的(de)(de)(de)(de)成功(gong)運(yun)(yun)行再一(yi)次(ci)證明(ming)了膜的(de)(de)(de)(de)質量和通(tong)量、系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)集(ji)(ji)成優化和降低(di)(di)污堵(du)是決定膜系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)整體性能的(de)(de)(de)(de)三個最(zui)關鍵因素。經過優化的(de)(de)(de)(de)ZW浸沒式中(zhong)空(kong)纖維(wei)膜系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)可(ke)在穩定的(de)(de)(de)(de)低(di)(di)TMP（-10至-15kPa）、低(di)(di)污堵(du)速率(lv)下長(chang)期可(ke)靠運(yun)(yun)行。從(cong)而(er)，延長(chang)膜的(de)(de)(de)(de)有效使用(yong)壽(shou)命，明(ming)顯降低(di)(di)生(sheng)命周期總(zong)成本。即使進水(shui)TSS/COD極低(di)(di)，優化的(de)(de)(de)(de)ZW膜系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)也能獲(huo)得(de)高達(da)80%的(de)(de)(de)(de)濁度去除率(lv)、20%至30%的(de)(de)(de)(de)COD去除率(lv)。從(cong)而(er)，極大地改(gai)善了下游臭氧和碳過濾(lv)等的(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)效率(lv)；降低(di)(di)高級廢水(shui)再生(sheng)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)總(zong)體成本，使出水(shui)能可(ke)靠的(de)(de)(de)(de)滿足各種廢水(shui)再生(sheng)和再利用(yong)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。

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