平流沉淀池后置浸没式超滤膜工艺方案设计_图文

1、 城镇给排水 平流沉淀池后置浸没式超滤膜工艺方案设计 肖 敏 杰(上海市政工程设计研究总院(集团有限公司,上海200092摘要南方某水厂原设计规模10万m3/d,原水为水库水,水质达类水标准。由于需水量增 长,需新增3万m3/d产水量,而水厂可供扩建的用地无法设置常规处理工艺的沉淀池和滤池。经方 案设计,采用在平流沉淀池后部布置浸没式超滤膜的净水组合工艺,并根据用地特点,因地制宜地布 置了膜池辅助车间,使水厂总处理能力达到13万m3/d。详细介绍了平流沉淀池后置浸没式超滤膜 工艺设计及膜清洗方式。关键词 平流沉淀池 浸没式超滤膜 清洗方式 工艺设计Design of the pOstposit

2、ion submerged ultrafiltration membrane.?-process after horizontalsedimentation tankXiao Minjie(S九日"gai M九icip口Z E以gi行8Prf竹g DPsfg咒J行s如“P(G,Io“pCD.,L芒d.,Sn竹g口i 2DD092,Ci咒n Abst翰ct:The former design scale of some water treatment plant in southern China was 1×105 m3/d,and the raw water could

3、meet second class water standards. Due to the increase of demand, the production needed to increase by 3×104m3/d,while the available land for expansion could not place the traditional sedimentation tank and filter tank. In the process design,the postposition sub merged ultrafiltration membrane

4、process after horizontal sedimentation tank was employed,and the membrane tank subsidiary workshop was placed according to the local circumstances, so as to increase the total water treatment plant production to 1.3×105m3/d. This paper introduced the postposition submerged ultrafiltration membr

5、ane process design and cleaning method in detail.Keywords:Horizontal sedimentation tank; Submerged ultrafiltration membrane; C1eaning method;Process design1项目背景南方某水厂自水库取水,原设计规模10万m3/d, 分两期建设,采用折板絮凝平流沉淀池和V型滤池的 净水工艺。由于原水为类水体,浊度约为20NrU, 氨氮低于o.5mg/L,CoD不大于4mg/L,因此经 混凝、沉淀和过滤后,出厂水浊度在O.2NTU以下, CoD不大于3mg/L,

6、其他水质指标也均达到国家 现行水质标准。随着供水区域内经济陕速发展,供水量呈逐年增 长趋势。2010年最高日供水量已达10万m3/d,根据 需水量增长预测,未来3年内最高日供水量将达到13万m3/d,供水缺口日渐明显。由于在区域内新建水 厂受土地因素制约,短期内无法实现,因此只有在现 状水厂新建3万m3/d的净水构筑物才能满足未来水 量的需要。根据现场调研,水厂一期和二期构筑物之 间为用于水厂排泥干化的污泥塘,其南北长80m,东 西宽1222m,可用于扩建工程构筑物的布置。 根据常规处理工艺,布置1座絮凝时间15min, 沉淀时间90min,规模为3万m3/d的平流沉淀池, 约需占地76m&#

7、215;11m;布置1座设计滤速8m/h,分4格,规模为3万m3/d的v型滤池,约需占地 23m×19m;而本工程可供利用的建设用地显然无 法满足同时布置1座平流沉淀池和1座V型滤池 的需要。如仅建设1座平流沉淀池,利用目前2座 5万nf/d砂滤池超产运行,短期内似可达到供水规 模,但k期运行,会给水厂安全供水带来一定影响, 并且也不利于水厂运行调度,因此,新建的制水系统 必须是一套独立完整的净水处理工艺。根据原水水质特点,采用短流程膜处理工艺可 满足本工程的需要。利用膜丝o.ol”m的公称孔 径,可截留o.1肛m颗粒的特性,在常规折板絮凝平 流沉淀池后部布置浸没式超滤膜箱替代传统砂

8、滤 池,使出水水质优于水厂目前的净水工艺。由于受 场地限制,平流沉淀池停留时间缩短为60min,从 而形成折板絮凝平流沉淀池浸没式超滤膜的组合 净水工艺,整个构筑物长74.65m,宽lO.6m,同时利用建设用地在东西方向局部突H的特点,布置膜池辅助车间,可完全满足用地要求。2膜池方案设计本工程设计规模为3万对/d,净水下艺流程见网1。2.1平流沉淀池一膜池设1座折板絮凝平流沉淀池,长52.95m,宽lo.6m,巾问设导流墙,设l台吸泥机。折板区絮凝时间15min,平流沉淀池水平流速11.3nlm/s.沉淀时间60min。平流沉淀池出水采川过水堰的方式流入膜池。沉淀池后部布置4格膜池,3格清洗池

9、和进水渠道,平面总尺寸21.7m×lO.6m。单格膜池平面尺寸8.g m×&8m,水深3.2m,安装8个膜箱,每个膜箱有效膜面积l 680m2,设计通量25L/(m211。清洗池用于膜箱 离线化学清洗,由碱洗池、漂洗池和酸洗池组成,单格 平面尺寸8,9m×lm,水深3.2m,可容纳2个膜箱同 时清洗。在膜池东侧布置膜池辅助车间,分为设备问、出 水渠和化学清洗废液中和池三部分,平面总尺寸 34.85m×6.62m。设备间布置抽吸(冲洗泵、清 洗循环泵;中和池顶布置真空引水系统,各类加药泵 和药剂储灌。膜池和辅助车间布置见罔2。预氧化剂; 毋 扩建范

10、围i默瑚墓卜匿圈圆i 加氯匦西屯巫亘卜纛 图1净水工岂流程10给水排水、岫1.37N饥720儿bAA剖面圈2膜池和辅助车间布置2.2膜箱膜箱是将帘式膜集巾组装在标准膜框架中,并 配套产水支管、曝气管、安装导轨等附件形成完整的 超滤膜产水单元。(1帘式膜:由众多根中空纤维膜丝组成,膜丝 内径1mm,外径1.6mm,公称孔径0.01肛m,有效 长度2m左右,截留相对分子质量50ooo。(2膜框架:采用S30408不锈钢材质,框架外 形尺寸4.01m×o.805m×2.8m,整个膜箱干重 1300kg,湿重2800kg。(3产水支管:采用S30408不锈钢管,管径 为DN200。

11、(4曝气管:采用ABS材质,与膜框架同定。 顶部总气源导人管管径为DNl00,采用管道单独引 入方式,每个膜架底部布置DN50曝气支管。2.3膜池主要设备采用凸轮泵,每格膜池对应1台,共4台,变频。 正转时为抽吸状态,水泵流量200450m3/h,扬程 10m,电机功率22kw,转速300r/min;反转时为冲 洗状态,水泵流量810m3/h,扬程10m,电机功率 55kW,转速500r/min。采用凸轮泵,1台,变频,水泵流量84m3/h,扬 程10m,电机功率7.5kW,转速400r/min。正转 时通过变频控制与各加药计量泵配合,进行加注点 在线稀释或向漂洗池注水;反转时为清洗池中膜箱

12、循环清洗或排空。各类加注泵均采用隔膜计量泵,参数见表1;药 剂储罐采用玻璃钢材质,见表2。3清洗方式3.1气水冲洗膜池每运行l2h需进行1min气水冲洗,气 冲强度为50m3/(hm2,气量为l 690Nm3/h,由 专用曝气鼓风机供气;水冲强度为60L/(hm2, 水量为810m3/h,由抽吸泵反转提供。3.2在线维护清洗运行57d进行维护性清洗,将200mg/L有 效氯的次氯酸钠商品液反洗加入产水母管,浸泡表1药剂加注泵参数数量名称 规格 备注|台柠檬酸 变频,恢复清 加注泵Ql_9m3/h,H一4bar l洗用氢氧化 变频,恢复清 钠加注泵Q一700L/h,H一4bar 1洗用次氯酸 变

13、频。恢复清 钠加注泵Q一560L/h,H=4bar l洗用次氯酸 变频,维护清 钠加注泵Q=1.4fn3/h,H=4ba 1洗用亚硫酸变频,还原恢 钠加注泉Q一2m3/h,H一4bar 1复性清洗次氯 酸钠哑硫酸变频.还原维 钠加注泵Q一2.2m3/h,H一4bar 1护性清洗次氯 酸钠注:1bar=105Pa。表2药剂储罐参数数馈名称 规格 备注/座次氯酸 髟800×l 400,容积1含o.2m超高 钠储罐 600I。氢氧化 黟800×1400。容积l 含o.2m超高 钠储罐 600L哑硫酸 g 1400×1500,容积1含O.2m超高 钠储罐 2OOO L柠檬

14、酸 髟1400×l 500,容积储罐 2OOO L1含o.2m超高 注:此储罐为一l,I司储罐,连续清洗时需采用化工泵将储液槽。lt的约 剂输送至储罐内。30min,同时曝气;然后加入亚硫酸钠溶液,脱氯,检 测余氯含量达标后排放。3.3离线恢复清洗运行46个月进行恢复性清洗,将膜箱吊起后 浸没在配置有质量分数0.5%氢氧化钠+1000n培/L 有效氯的碱洗池中进行6h循环和浸泡清洗并曝 气;取出沥水后浸在漂洗池中漂洗;再浸没在配置质 量分数2%柠檬酸溶液的酸洗池巾,进行6h循环 和浸泡清洗并曝气;取出沥水最后通过多次清水 漂洗干净后,测漂洗水pH和CO含量,达标后 整个恢复性清洗完成

15、。膜箱清洗完毕后,需先在 碱洗池中加人亚硫酸钠进行脱氯处理,然后再将 酸、碱液排至中和池,通过加试剂调节pH中性后 给水排水v0I.37N仉7201111将废水排出。3.4各类药剂调配和储存(1次氯酸钠。用途:膜丝化学清洗;储罐液体 浓度:次氯酸钠商品液有效氯质量分数10%。(2亚硫酸钠。用途:脱氯剂;储罐液体浓度:质量分数10%。(3氢氧化钠。用途:恢复性碱洗;储罐液体浓 度:商品液质量分数30%。(4柠檬酸。用途:恢复性酸洗;储罐液体浓 度:质量分数30%。3.5各类药剂的加注方式(1次氯酸钠。加注量200mg/L(有效氯,加 注方式:膜池先降液位,再打开冲洗泵,调节流量 330m3/h,

16、在线稀释,液位上升至停泵水位。(2亚硫酸钠。加注量约340mg/I。,加注方 式:打开循环泵,调节流量40m3/h,在线稀释,液位 继续上升至最高水位,停泵。(1药剂:次氯酸钠1ooo mg/L(有效氯,氢氧 化钠5000mg/I。(2加注方式:打开循环泵,调节流量56m3/h, 在线稀释,液位L升罕停泵水位。(3清洗方式:调配碱液后,吊出待洗膜箱沥干 后吊入碱洗池,接通管路,打开循环泵,工频运行,循 环清洗、浸泡6h,必要时辅以曝气。碱洗完成后膜箱吊出,沥十浸入漂洗池,接通管 路,打开循环泵,工频运行,循环清洗、浸泡。漂洗完 成后,吊出膜箱,漂洗池放空。(1药剂:柠檬酸20000mg/I。(

17、2加注方式:打开循环泵,调节流量56m3/h, 在线稀释,液位上升至停泵水位。(3清洗方式:调配酸液后,将从漂洗池吊出的 膜箱沥干,吊入酸洗池,接通管路,打开循环泵,工频12给水排水VOI.37N仉720ll 运行,循环清洗、浸泡6h,必要时辅以曝气。酸洗完成后膜箱吊出,沥干浸入漂洗池,接 通管路,打开循环泵,工频运行,循环清洗、浸泡。 经多次清水漂洗干净后,测漂洗水pH和C(DM。含 量,达标后整个恢复性清洗完成,将膜箱吊入 膜池。(1药剂:亚硫酸钠约1700mg/L。(2加注方式:碱洗完成后,打开循环泵,放空 碱洗池,调节流量56m3/h,在线稀释,至碱洗池放 空后停泵。测中和池巾的含氯量,如达标,打开循环泵,放 空酸洗池,用市售的酸剂、碱剂调节中和池pH至中 性;如不达标,在中和池中投加亚硫酸钠溶液,至含 氯最达标后,再放空酸洗池,调节中和池pH至中性 后,用潜水泵提升排放。4结语(1通过在沉淀池后部布置浸没式超滤膜的工 艺代替传统砂滤池,布置紧凑合理,适用于原水水质 较好,同时用地义较紧张的水厂扩建工程。(2为节省离线恢复清洗的药剂用量,采用先 碱洗,后漂洗,再酸洗,最后漂洗的方式,尽量避免碱 洗后直接与此同时酸洗发生中和反应,消耗额外的 酸剂。(3为避免化学清洗时未消耗的次氯酸钠直接 外排污