山东东营南郊水厂深度水处理工艺

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水中臭味、总氮等超标,常年呈现出微污染 夏季高温高藻 冬季低温低浊
工艺出厂水水质
嗅味 CODMn偶尔超标 部分消毒副产物(如三氯甲烷)时而超标 ……
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二、水质改善工程——前期研究
南郊净水厂2006年被确定为“十一五”国家水体污染 控制与治理科技重大专项 “引黄水库水超滤膜处理集成技 术研究示范”课题的示范工程。 本课题由哈尔滨工业大学、北京工业大学、河海大学、 同济大学、东营自来水公司、上海市政设计研究总院、济 南供排水监测中心、海南立升净水有限公司等单位组成的 科研团队承担,中国工程院院士李圭白教授为牵头人。 2007年以来,开展了一系列的小试、中试研究和联合攻关, 确定了超滤处理工程的膜组件、膜处理组合工艺及相关技 术参数,并将该技术成果应用到南郊水厂水质改善工程。
低温、不同通量所对应的跨膜压差(表一)
h)) 通量(L/(m2· 温度(℃) 跨膜压差(kPa)
反冲洗周期在不同季节有所差别,需在实践中摸索。
超滤膜的维护性清洗系统
分为在线维护性清洗和离线化学清洗 。前者除日常水冲洗和空气 擦洗之外,膜堆运行一段时间后,还可以采用10%的次氯酸钠与反
洗清水一起注入膜丝并保留几分钟,达到清洗的目的。 后者当膜组进行维护性清洗后还不能使跨膜压差恢复到正常 水平时则需进行离线化学清洗。化学药剂种类为柠檬酸(或盐 酸),氢氧化钠和次氯酸钠等。
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二、水质改善工程——项目实施历程
2006年6月东营市自来水公司编制完成了《南郊水厂水
质改善工程项目建议书》; 2007年初,联合哈工大、上海市政院、海南立昇公司等 单位开展了超滤膜处理黄河水库水的中试研究; 2008年8月,委托上海市政院编制完成了《南郊水厂水 质改善工程可行性研究报告》,并通过专家组评审; 2009年2月和3月,由上海市政院编制完成了南郊水厂水 质改善工程《初步设计》和《施工图设计》,自此标志着 该项目从前期的研究论证进入实施阶段; 2009年4月28日开工,12月5日通水试运行。
粉炭投加车间
二、水质改善工程——工程建设内容
高锰酸钾投加系统 系统主要包括3台美国米顿罗计量加注泵(2用1备), 电机变频控制。设计投加量1mg/l,最大投加量8mg/l,投 配浓度2%以下(可根据需要调节)。 超滤系统 膜车间采用浸没式工艺,内设膜池12格,分双排布置, 中间设出水总渠,两外侧布置进水和排水渠,进水渠设在 上层、排水渠设在下层,膜池进水渠端头一侧设有溢流堰。 西端设有鼓风机间、配电间和控制室,东端设有化学清洗 池。每格膜池平面尺寸为5.5m×5.8m,均可独立运行。
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博格泵
二、水质改善工程——工程建设内容
周期性的反冲洗可以减轻膜的污染。一是通过曝气利用气
泡的剪切作用对膜丝进行擦洗,另一部分是采用清水进行反冲
洗。冲洗时间一分钟左右,冲洗强度:气冲强度大致是以膜池 面积计约60m³ · /m²h;水反冲强度是以膜面积计大致60L/m²h。 ·
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二、水质改善工程——工艺选择
在项目建议书阶段,针对引黄水库水质的特点,我们备选了两种典型的水 处理组合工艺: 工艺一:气浮+常规处理+臭氧活性炭工艺。 工艺二:混凝沉淀过滤+粉末活性炭投加+膜处理工艺。 气浮工艺除藻效果良好,但相对膜工艺处理能力较弱。臭氧活性炭工艺对 于水中藻类去除效果有限;而且在原水中溴化物水平较高时(2008年7月高达 0.154mg/L),副产物的风险较大,溴酸盐易超标(加氨、过氧化氢、降低 PH);由于臭氧作用,水中的AOC含量增高,反而增加管网中微生物的风险, 水质稳定性降低;臭氧活性炭还存在生物穿透现象,影响最终出水水质;考虑 冬季东营水温较低,生物作用低下,活性炭的更新频率较高。“工艺一”虽然 在国内外研究比较成熟,应用也较为广泛,但黄河流域尚缺乏应用的实例。 而工艺二依靠超滤膜的物理方法对藻类基本可以完全去除,膜和活性炭, 并结合混凝沉淀工艺,通过分工合作,将不同分子量的有机物对应去除;同时 作为绿色物理分离技术,超滤应用于饮用水处理时既不引入,也不改变水中物 质的性质。但是,“工艺二”存在的主要问题是当时国内缺乏规模化应用的水 厂,尤其是利用国产膜更没有规模化应用的先例。
超滤膜气检
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二、水质改善工程——工程创新点
本工程在国内首次采用了大型国产浸没式超滤膜组件, 并开发了一整套适用于大型水厂的超滤膜处理工艺。 从工程设计、施工、系统布置、组件排列、配套设备
的选用、膜组的运行模式、膜丝的完整性检测、在线维护
性化学清洗、离线化学清洗、监测与控制系统的设计到组 件的吊装、组件与管路的密封,均创造了一套具有我国特 色和具有自主产权的超滤处理系统,积累了一系列大型超 滤膜处理工程的设计、建设和运行经验。
粉炭投加系统
包括一套法国进口主机和国
内配套附属设备的计量、投加 装置,系统适用于大袋,投加
能力按最大投加量30mg/L考虑,
具体投加量可根据需要设定, 炭液的制备浓度1%-5%可调。
设有3个投加点,投加泵共设3
台(互为备用),设计流量2.2 m3/h,变频调速,应急时3台泵 可同时投加。
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常规工艺可以有效地减缓国产膜的污染
当预处理效果良好时,粉末活性炭及混凝、沉淀、砂滤等协同效 应,能够有效地保证超滤膜的稳定运行;而预处理出现异常情况时, 将会对超滤膜稳定运行造成较大的影响。
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二、水质改善工程——运行效果
水温对超滤膜的通量影响较大
超滤膜的通量受水温影响较大。超滤膜设计通量为30L/(m2· h), 冬季水温在10℃以下,膜通量一般控制在25-27L/(m2· h)左右运行;
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二、水质改善工程——运行效果
所采用的国产超滤膜抗污染性能良好
运行结果表明,超滤膜随着运行频率的降低跨膜压差逐渐
降低(表一);恒通量下,随着水温的升高,跨膜压差降低明 显(表二);相同工况下,一年前后跨膜压差对比见表三。可 见运行一年后膜污染仍很轻微,跨膜压差仅上升0.5-0.7m。
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二、水质改善工程——工程建设内容
竣工后的超滤膜车间
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二、水质改善工程——工程建设内容
过滤及反冲洗系统
采用德国引进的博格转
子泵,可正反运转。抽吸泵 由变频器控制转速,抽吸泵
为容积泵,其流量由泵的转
速决定,扬程则由背压决定。 正常运行打开膜池的进 水闸门后,使待处理水淹没 模组件后启动抽真空阀,瞬 时使管路充满水,抽吸泵即 可投入正常运行。
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一、基本情况——水厂概况
1993年3月始建,设计10万m3/d,
一期工程,1998年5月投产,中 国西北市政设计院设计 一 座 一 座万 沉 砂 池 厂 建东 设城 供 水 管 网
二期工程,2005年6月扩建完成, 上海市政设计院设计 座新 增 沉 淀 池 一 一新 座增 V 型 滤 池
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二、水质改善工程——工程建设内容
真空系统
主要由两部分组成:一
是核心的真空引水装置,设 有真空罐、排水罐、工作水 保障系统、排水系统和PLC 控制箱,确保真空罐保持真
空度在设定的范围内。另一
部分是抽真空阀,它能确保 系统只抽气不抽水。
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真空系统
二、水质改善Fra Baidu bibliotek程——工程建设内容
春季水温在10-15℃状态下,膜通量一般控制在28 L/(m2· h)左右; 夏、秋两季水温在15℃以上时,膜通量一般控制在32-39 L/(m2· h) 运行。不同温度下通量及膜压差如下表。
温度(℃) <10 h)) 通量(L/(m2· 25 跨膜压差(kPa) 35-45
10~15 15~16 17~18
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二、水质改善工程——工程创新点
一是首次大规模采用国产浸没式超滤膜组件 具有通量大、压差小、耗能低、维护方便的特点;采用超 大膜组件,长宽高尺寸分别为490cm、80cm、300cm,单个膜 组件过滤面积2100m2;干重与湿重差别较大,分别达1.5吨和 3.2吨,因此在选用吊装设备时,一定要记录膜组件的湿重。 二是自动巡检膜组件的完整性 将压缩空气管路与抽吸管路连通,经调压阀稳定压力并通 过电磁阀控制,在膜组件正常运行期间,抽吸管路电磁阀处于 常闭状态,充分利用达到了对膜组件巡检的效果。 三是便捷的清洗方式 药洗池与膜池平行布置,膜组件与出水分管活口连接均保 障了清洗的的便捷,既可进行在线物理清洗,又可进行在线化 学清洗,还可以进行离线化学清洗。 四是具有自主产权的监测与控制系统
液氯
液氯(补充)
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二、水质改善工程——工程建设内容
工程建设内容主要包括: 粉炭投加系统 高锰酸钾投加系统
浸没式超滤膜系统
包括超滤膜过滤、超滤膜冲洗、超滤膜药洗、真空系 统、膜丝的完整性检测系统及相应的配电和自动化控制系 统。
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二、水质改善工程——工程建设内容
东营南郊水厂深度 水处理工艺介绍
主要内容
基本情况
10万吨/日水质改善工程简介 10万吨/日新扩容工程简介
后续工作
2
一、基本情况——水资源概况
东营地处黄河入海口,是中国第二
大油田-胜利油田所在地,也是山东省唯
一全部纳入黄、蓝两大国家发展战略的城 市。全市人均水资源314m³ ,不到全国的 1/6,且来源单一。当地浅层地下水受海 水侵蚀严重,矿化度极高,而深层地下水 又含有较高浓度的重金属离子,均不宜作 为饮用水水源。黄河流经东营境内 138km,本市的生产、生活用水主要依赖 于黄河客水。
万 m3/d 水 处 理
万 m3 水 库
物其 它 附 属 构 筑
75
5
水相 设应 备取 的水 增及 加供
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640
符合原《生活饮用水卫生标准》(GB5749-85)的35项指标要求
4
m3
“混凝+平流沉淀池+V型滤池+消毒”10万m3/d常规处理工艺
二、水质改善工程——水质特点
本市引黄水库水质特点

膜丝的完整性检测系统
气检时在线操作,一般有以 下几种方法。一种方法是目测 法,在密闭出水管路上控制压 力5kpa,目测膜池水面是否产 生大量气泡;另一种方法是压 力衰减法,通过在膜丝中注入 压缩空气(0.01mpa),可根 据压力的下降趋势判断是否有 断丝。 另外还可以利用颗粒计 数仪进行比对验证。这几种方 法简单易操作。
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二、水质改善工程——工艺选择
另外,在工程实施初期,南郊水厂已是超负荷运行。经过多次组
织专家论证,在考虑不影响供水生产的前提下,将混凝、沉淀、过滤
+粉末活性炭投加+膜处理,确定为本次水厂改造的工艺流程:
高锰酸盐(或ClO2 ) 预氧化粉末活性炭 一级泵房 净水剂 城市管网 二级泵房 清水池 超滤膜 粉末活性炭(预留 ) 反应沉淀池 V型滤池
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二、水质改善工程——运行效果
一年半的试运行表明: 出厂水完全符合106项标准
目前,示范工程已试运行一年半,出厂水经委托谱尼(青岛)测 试公司以及市疾控中心与本公司检测中心化验室跟踪检测,完全达到 设计要求,并且许多检测项目还优于国标限值。譬如浊度一般低于 0.02NTU,远远低于国家标准1NTU。另外,色度、嗅和味等感官性状和 一般化学指标、微生物学指标等都得到了严格的控制,尤其是让市民 最敏感的溴和味得到明显的改善。
27.5 30 32.5
35(39)
35-39 24-33 25-35
28-37
21
﹥20
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二、水质改善工程——运行效果
粉炭-超滤膜联用工艺可有效去除水中有机物
粉末活性炭采用200目,投加能力按最大投加量 30mg/L考虑(最大投加量为137.5kg/h)。运行结果表明, CODMn、UV254和TOC等有机物的去除率与粉炭投加量呈 一定的线性关系,实际生产运行上冬季投加量一般控制在 3-4mg/L,春、夏、秋三季投加投量一般控制在6-7mg/L, 原水水质恶化时可适当增加投加量。 组合工艺对CODMn、UV254和TOC的平均去除率达 44.96%、43.22%和20.10%,比砂滤出水分别提高了8.99、 10.23和7.81个百分点。
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