壓力溶氣氣浮+低壓膜工藝在中水回用中的應用
摘要： 應用 壓力溶氣氣浮+膜處理工藝處理達標排放的生活污水和 工業 廢水，該工藝對于水中的有機物、溶解性固體、色度、金屬離子等污染物有顯著的去處效果，出水水質各項指標均低于自來水標準，完全可在生產生活中回用。出水水質穩定，運行成本低，占地面積小，該工藝取代傳統機械過濾，能夠降低運行成本。
關鍵詞：壓力溶氣氣浮 低壓膜 過濾
Abstract: by using this gas-float way plus membrane disposal technique to dispose the standardly discharged daily sewage and industrial waste water. This technique have a good effect on the organic contaminant, resolvable solid, chroma and metal ion and so on. With a lower index compared with the running water, the target water can be completely reused in everyday life and production. The quality of the coming water is stable. Fewer costs are needed. Furthermore, this facility does not take up too much room..
一、概述
水 問題 已經成為我國 經濟 可持續 發展 的制約因素，并將成為21世紀我國經濟發展最突出的問題。實現污水資源化具有明顯的環境效益、經濟效益和 社會 效益，是保護水資源和使水資源增值的有效途徑，同時也會大大的緩解我國水資源的緊缺。
在水的社會循環中，污水的再生與回用是關鍵的環節。將大部分的廢水經過再生處理后回用，一方面可以緩解水資源短缺的局面，高效地利用有限的淡水資源，同時又減少了排放至 自然 水體的污染物總量，具有多方面的功效。因此，水的再生與回用是環境保護、水污染防治的主要途徑，是社會和經濟可持續發展戰略的重要環節，已經成為世界各國解決水問題的必選策略。
隨著 現代 環保技術的日益完善和發展，膜技術作為中水回用處理的主體技術得到了廣泛的應用和認可。傳統膜技術為主體的中水回用處理技術前置處理均以機械過濾、多介質過濾、活性炭過濾為主，均需要反沖洗和活性炭的再生利用，整體設備運行費用較高，占地面積大。而采用壓力溶氣氣浮代替傳統機械過濾進行前處理，能收到良好的效果，而且能夠節約占地面積和運行費用。
工藝流程
工藝說明：
本處理工藝分為前置處理和后續處理兩個階段，前置處理根據不同的水質在管道中投加由我公司配備的高效絮凝劑，壓力溶氣罐提供壓縮空氣產生細小氣泡，氣浮反應罐中去除大量有機物、金屬離子、色度、溶解性固體、鹽分等物質。前置處理后出水進入保安過濾器、膜過濾進行后續處理，出水用于生產或生活回用。
工藝特點：
本工藝采用物理 方法 取代傳統的機械過濾、多介質過濾、活性炭過濾，無需活性炭再生、反洗等維護保養，在氣浮反應罐中有機物分離快，時間短，處理出水穩定、效果顯著，能夠減小后續膜處理的進水負荷。整體設備占地面積比機械過濾節省50%，運行費用節省40%。
二、工程實際效果
以下是10噸/小時中試設備處理效果：(監測主要指標)
(一) 中國 石化某煉油公司污水處理廠排水處理效果：(表1)
監測時間：2004年11月15日~2004年11月20日
|
檢測項目 |
進水水質 |
膜出水水質 |
去除率 |
生活飲用水標準 |
|
PH |
7.1 |
7.3 |
6.5~8.5 |
|
|
色度 |
35 |
3 |
91.43% |
不超過15度 |
|
CODcr |
49 |
10 |
79.59% |
|
|
石油類 |
3.12 |
0.2 |
93.59% |
|
|
揮發酚 |
0.26 |
未檢出 |
99.99% |
0.002 |
|
硫化物 |
0.43 |
0.10 |
76.74% |
(二) 某塑料電鍍廠污水處理廠排水處理效果：(表2)
監測時間：2004年11月5日~2004年11月10日
|
檢測項目 |
進水水質 |
膜出水水質 |
去除率 |
生活飲用水標準 |
|
總銅 |
0.198 |
0.029 |
85.35% |
1.0 |
|
總鋅 |
0.489 |
0.034 |
93.05% |
1.0 |
|
總鉻 |
0.295 |
未檢出 |
99.99% |
0.05 |
|
總鎳 |
0.645 |
0.024 |
96.28% |
(三) 寧波某紙業公司污水處理廠排水處理效果：(表3)
監測時間：2004年11月11日~2004年11月16日
|
檢測項目 |
進水水質 |
膜出水水質 |
去除率 |
生活飲用水標準 |
|
PH |
7.3 |
7.5 |
6.5~8.5 |
|
|
堿度（mmol/L） |
3.2 |
1.27 |
60.31% |
|
|
硬度 |
720.72 |
232.53 |
67.74% |
450 |
|
色度 |
85.0 |
2.1 |
97.53% |
不超過15度 |
|
氯化物 |
425.08 |
149.74 |
64.77% |
250 |
|
CODcr |
98.26 |
23.06 |
76.53% |
(四) 寧波某紡織品有限公司漂染廠污水處理廠排水處理效果：(表4)
監測時間：2004年11月20日~2004年11月25日
|
檢測項目 |
進水水質 |
膜出水水質 |
去除率 |
生活飲用水標準 |
|
PH |
7.8 |
6.7 |
6.5~8.5 |
|
|
總堿度(mmol/L) |
0.63 |
0.11 |
91.43% |
|
|
氯化物 |
357 |
32.6 |
90.87% |
250 |
|
總硬度 |
860 |
120 |
86.05% |
450 |
|
CODcr |
92.85 |
25.00 |
73.07% |
|
|
色度 |
35 |
3 |
91.43% |
不超過15度 |
|
總鐵 |
0.142 |
0.035 |
75.35% |
0.3 |
|
總錳 |
0.126 |
0.040 |
68.25% |
0.1 |
(五) 深圳某工程設備有限公司磷化噴涂廢水處理效果：(表5)
監測時間：2004年12月8日~2004年12月13日
|
檢測項目 |
進水水質 |
膜出水水質 |
去除率 |
生活飲用水標準 |
|
PH |
5.6 |
7.3 |
6.5~8.5 |
|
|
色度 |
35 |
1 |
97.14% |
不超過15度 |
|
CODcr |
75 |
14 |
81.33% |
|
|
石油類 |
23 |
5 |
78.26% |
|
|
總硬度 |
554.51 |
100.10 |
81.95% |
450 |
|
PO43-(以P計) |
0.43 |
0.10 |
69.77% |
|
|
SS |
81 |
5 |
93.83% |
10噸/小時中試設備設計參數指標：(表6)
|
項 目 |
單 位 |
參 數 |
|
處理量 |
M3/h |
10 |
|
表面負荷 |
M3/m2·h |
2~3 |
|
反應時間 |
Min |
6 |
|
接觸時間 |
Min |
10 |
|
清水上升時間 |
mm/s |
2.0 |
|
出水濁度 |
mg/L |
≤5 |
|
壓力 |
Kg/cm2 |
3 |
采用膜組件參數：(表7)
|
結構 |
毛細管式中空纖維膜絲 |
|
切割分子量 |
10萬道爾頓（葡聚糖） |
|
標稱膜面積 |
約4.84m2 |
|
工作壓力 |
0.2Mpa |
|
PH范圍 |
2~13 |
|
最高耐壓 |
0.4Mpa |
從以上效果可以明顯看出，改用壓力溶氣氣浮工藝取代機械過濾工藝出水水質效果良好明顯優于《生活飲用水標準》(GB5749-85)，而且可降低成本。
三、 經濟 分析
(一)、實際運行成本分析(10噸/小時中試設備)：
設備總裝機容量4Kw，調節池提升泵撞裝機容量1Kw，每天運行24小時計，則該中水回用系統單位能耗為0.5Kw·h/m3。運行過程中加入藥劑為高效絮凝劑和阻垢劑，設備自動化程度較高進出水均配備在線監測設備，24小時運行僅需一人監測。
表8 運行成本分析
|
項目 |
定額 |
單價 |
運行費用 |
|
電費 |
0.5Kw·h/m3 |
0.8元/Kw·h |
0.40元/噸 |
|
折舊費 |
0.31元/噸 |
||
|
人工費 |
1200元/月·人 |
0.02元/噸 |
|
|
藥劑費 |
0.05元/噸 |
||
|
運行成本 |
0.78元/噸 |
以上數據均為實地運行檢測結果。結果表明該工藝運行成本比傳統機械過濾運行成本(1.30元/噸)節約40%。
(二)、設備占地面積：(以10噸/小時設備實測)
壓力溶氣氣浮和膜處理一體化整體設備占地面積： 7.14m2(長3400mm×寬2100mm)，
設備占地容積：18.56m3(高2600mm)。
以上結果表明該工藝和膜處理工藝結合制成整體一體化設備后占地面積比傳統機械過濾的整體化設備節約50%占地面積。
四、結論
綜合以上資料表明，采用壓力溶氣氣浮工藝取代傳統機械過濾是完全可行的，出水水質
完全可達自來水標準，而且可節約投資成本，運行成本以及節約占地面積。
參考 文獻 ：
[1]武江津,王凱軍,丁庭華等.《三廢處理工程技術手冊-廢水卷》.北京:化學 工業 出版社,20025.
[2]金熙,項成林,齊冬子等.《工業水處理技術問答》.北京:化學工業出版社,20038.
[3]祁魯梁等.《水處理藥劑及材料實用手冊》.北京: 中國 石化出版社,2000.
[3] O‘Melia C R，Grieves R B.Raw water quality,coagulant selection,and solid-liquid separation[M].Kansas City：AWWA Ann Conf,1987.
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