多介质过滤深度处理饮用水水质异常的处理工程实例

多介质过滤深度处理饮用水水质异常的处理工程实例

1深度处理工程根据2007年新颁布的《生活饮用水国家标准》（gb5749-2006），山西省临汾自来水有限公司的运营商，按照《2007年新发展性生活饮用水国家标准》（gb5749-2006）的要求，进行了深入的清洁工程。2流程介绍2.1纳滤及预处理工艺深度水处理工艺选用多介质过滤器+纳滤。由于原水中硫酸盐和硬度指标超标，而纳滤主要去除水中二价离子，基于本工程水源水中硬度和硫酸根等特定离子超标的特性，本系统选用纳滤作为除硬度、除硫酸根的脱盐工艺。由于纳滤对进水的水质要求比较高，采用多介质作为纳滤的预处理工艺，去除原水中的胶体、悬浮物和浊度，以使纳滤安全、平稳、高效地运行。根据原水及产水水质要求，工程设计为取一部分原水经纳滤系统处理后，纳滤产水再与原水勾兑后使硫酸盐≤250ppm，总硬度≤450ppm，达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)水质要求。2.2外输水池处理系统进水取自滤池后外输水池进水总管，通过重力流进入调节水池，经水泵升压，进入多介质过滤器去除大部分悬浮物和胶体后，通过保安过滤器后送入纳滤系统处理，纳滤产水从外输水池顶部折板池前端流入，与其余进入外输水池的原水在池内进行勾兑混合，工艺流程见图1。3主要工艺设施3.1多段过滤3.1.1有机物类污染物系统采用多介质过滤器作为纳滤的预处理手段，多介质过滤器为压力式过滤器，通过滤料的截留作用，去除水中的悬浮物和胶体，同时水中的有机物、细菌等随着浊度的降低也可以部分地被去除。多介质过滤器利用容器内所装填的一定厚度的级配粒料石英砂和无烟煤形成不规则孔隙，通过拦截、沉淀、惯性、扩散和水动力作用将悬浮物和胶体颗粒在迁移到滤料表面时，在范德华引力、静电力、化学键和化学吸附力的作用下，粘附于滤料颗粒表面或滤料表面上原先粘附的颗粒上，减少原水中的悬浮物和胶体含量。3.1.2滤料质量发展多介质过滤器运行过程包括:运行、反洗(气洗+水洗)和正洗3个过程。多介质运行原水自上而下均匀通过介质，随着滤层截留的杂质不断积累，滤料孔隙通道更加细密，滤料被进一步压实，产水水质不断提高。多介质反洗:经过一段时间，表层滤料间的孔隙逐渐被污染物质堵塞，产生表层截污现象，甚至形成膜状物质，使阻力增大，滤速剧减或滤膜断裂，污染物穿透，产水恶化。为恢复其原有功能，需要定期用清水进行反冲洗，将滤料孔隙中积存的杂质洗掉、松动滤料层。为加强清洗效果，在罐体内引入一定压力的空气进行擦洗，通过空气的搅拌，使滤料产生一定的起伏湍动，滤料颗粒进行剪力摩擦，使附着在滤料表面的污染物质脱落并在水力反洗中随水带出。多介质正洗:反洗结束后，正洗将滤料压实，同时将反洗过程中存在的杂物冲洗出系统，正洗SDI合格后设备投入正常产水运行。3.2纳滤及反渗透1)纳滤膜结构及工作原理。纳滤(NF)膜早期称为松散反渗透(LooseRO)膜，是20世纪80年代初继典型的反渗透(RO)复合膜之后开发出来的，纳滤过滤原理与反渗透过程是相同的，是为了适应工业软化水的需求及降低成本而发展起来的一种新型的压力驱动型膜过程，其结构如图2所示。纳滤是在压力差推动力作用下，盐及小分子物质透过纳滤膜，而截留大分子物质的一种液液分离方法，又称低压反渗透。纳滤膜截留分子量范围为200～1000MWCO，介于超滤和反渗透之间，主要应用于溶液中大分子物质的浓缩和纯化，本工程纳滤膜主要用于脱除水中的硫酸盐及硬度。2)纳滤工艺运行过程。纳滤系统设计产水1000t/h，原水为多介质过滤器产水，经保安过滤器过后直接由系统泵送入纳滤系统进行脱盐。为保证纳滤系统的运行安全，需控制进水SDI小于4。水在进入保安过滤器前由计量泵加入定量的阻垢剂、酸，以防止纳滤结垢，加入还原剂以防止膜被氧化。任何时候纳滤进水余氯不能大于0.1ppm，纳滤进水氧化还原电位不大于300mv。纳滤运行时的任何时候都不能关闭产水端任何阀门，以防止背压。纳滤系统包括保安过滤器、纳滤主机、清洗系统及冲洗系统。本项目采用全自动纳滤机组，纳滤产水主要用于生活用水的勾兑。在纳滤前采用5μm过滤精度的保安过滤器进一步去除颗粒物，避免池体或管道中的钢性颗粒划破纳滤膜，保护纳滤膜。工艺设计保证制水系统的可靠、连续运行;纳滤装置采用自动控制方式，在系统泵的出口和纳滤膜组的入口，为了防止“水锤”对纳滤膜造成伤害，设置了保护膜系统的高低压开关，配备了电动慢开门，以保护纳滤膜的正常运行。4纳滤产水硫酸盐的脱除率1)纳滤产水总硬度随时间的变化如图3所示。由图3可知，进水总硬度在550mg/L左右，产水总硬度在10mg/L左右，系统总硬度平均脱除率97.3%，高于膜手册中所标识的94%的最低脱除率。2)纳滤产水硫酸盐随时间的变化如图4所示。从图4可以看出，系统平均硫酸盐脱除率98.4%，高于膜手册中所标识的95%的最低脱除率。从总硬度脱除率(97.3%)及硫酸盐脱除率(98.4%)可以看出:纳滤膜性能优异稳定，总硬度及硫酸盐脱除率高，对原水中的总硬度及硫酸盐脱除效果好。5膜脱除水中污染物膜法作为一种饮