內(nèi)蒙古華電烏達熱電有限公司(以下簡稱烏達熱電)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏海市內(nèi)，全廠水源原設(shè)計為近河道的自備井地下水。由于近年來內(nèi)蒙古自治區(qū)不斷提升環(huán)保指標要求，烏達熱電需停止使用地下水作為全廠水源，生產(chǎn)用水水源改為當?shù)厥姓鬯畯S達標排放水，黃河水作為備用水源，生活用水水源改為市政自來水。由于市政污水處理廠提供水源為低污染類水源，有機物含量較高，為了節(jié)約用水，考慮新建規(guī)模為97m3/h的冷卻塔排污水回收系統(tǒng)。同時，考慮到系統(tǒng)運行安全和遠期擴建需要，設(shè)計建設(shè)3套每套出力為49m3/h的循環(huán)冷卻水回收系統(tǒng)，正常運行2套，循環(huán)備用1套。市政污水處理廠提供水源通過該回收系統(tǒng)處理后，作為電廠生水補充水源回用到電廠生產(chǎn)用水中。

1、水質(zhì)分析

烏達熱電水源由近河道地下水改為市政污水廠達標排放水，水源類型由水質(zhì)優(yōu)異的地下水調(diào)整為受污染的回用水，使整個電廠水處理系統(tǒng)都面臨較大的運行風險，因此，需要根據(jù)水源特性，選擇有針對性的工藝應對方案。項目配套的市政污水處理廠水源水質(zhì)和循環(huán)水排污水回用取水點采樣水質(zhì)見表1。由表1可見，循環(huán)排污水水質(zhì)由于其濃縮倍率提升，表現(xiàn)為堿度、硬度、氯離子等增加，同時水中有機污染物指標化學需氧量(COD)也相應增高。在分析水源水質(zhì)時，應重點考慮控制有機污染物，減少對反滲透膜造成的污染。綜合目前成熟的應用工藝技術(shù)，選擇機械加速澄清池和超濾的組合工藝作為反滲透預處理工藝，通過投加藥劑使污染物通過團聚和分子鍵橋聯(lián)、靜電吸附等作用，形成穩(wěn)定的礬花沉淀下來，依靠超濾技術(shù)將水中不易沉降的懸浮物進一步除去。

2、工藝流程

根據(jù)循環(huán)水排污水水質(zhì)特點，重點控制其懸浮物和有機污染物，通過比較確定工藝流程為“機械加速澄清池+浸沒式超濾+反滲透系統(tǒng)”，具體如圖1所示。其中，超濾組件選用HFS－30型浸沒式中空纖維超濾膜元件。

機械加速澄清池主要用于去除水體中的大顆粒物質(zhì)、大直徑懸浮物膠體等。機械加速澄清池具有處理效果較穩(wěn)定、適應性較強的特點，常作為電廠原水預處理工藝，但其運行操作有較高技術(shù)要求，加藥量、藥劑類型、水溫、藻類、攪拌器轉(zhuǎn)速等都會影響出水效果，甚至會出現(xiàn)礬花無法沉降的“翻池”現(xiàn)象，造成出水水質(zhì)超標。

浸沒式超濾膜是將膜組件放置在膜池中，通過負壓抽吸或虹吸自流方式過濾水，通常用于原水水質(zhì)波動較大的中水回用或已有濾池改造項目上。由于開放式的膜池結(jié)構(gòu)，使其具有進水水質(zhì)要求較寬松、耐沖擊負荷能力強、對預處理的要求較低等特點;同時，具有出水水質(zhì)穩(wěn)定、占地面積小、運行成本低等優(yōu)勢，可用于反滲透前處理，去除膠體、濁度、細菌、病毒等，達到反滲透系統(tǒng)進水水質(zhì)要求。浸沒式超濾對預處理的要求較低、耐沖擊負荷能力強，因此，應用于污染較嚴重的水質(zhì)處理和規(guī)模較大的工程時，更具優(yōu)勢。

反滲透技術(shù)主要用于除鹽，需要對反滲透膜的進水污染指數(shù)(SDI)、進水濁度進行控制，通常要求SDI不高于4，濁度不高于0．2NTU。反滲透前的預處理效果越好，出水水質(zhì)越穩(wěn)定，反滲透膜運行越穩(wěn)定。

3、系統(tǒng)設(shè)計

3．1 浸沒式產(chǎn)品特點

HFS－30型浸沒式膜產(chǎn)品是一種具有內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)的加強型浸沒式中空纖維膜產(chǎn)品，可應用在浸沒式超濾和膜生物反應器(MBR)工藝中。

浸沒式超濾系統(tǒng)流程如圖2所示，其工作方式為HFS－30膜箱直接浸沒在曝氣池中，或?qū)⒛は溲b于單獨的膜池中。多個膜箱并排排布在一起形成一個膜列，直接與出水母管連接，出水母管再透過產(chǎn)水泵將過濾水抽出，在運行過程中通過鼓風機曝氣，使得氣泡上升沖刷超濾膜表面，減少膜表面污染物附著。該項目所采用的浸沒式超濾膜產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格見表2。

3．2 烏達熱電水源切換超濾設(shè)計參數(shù)

浸沒式超濾用于循環(huán)水排污水回收利用，設(shè)置為3個系列單元，每個系列單元都能單獨運行，也可以同時運行，系統(tǒng)凈出力3×75m3/h，2用1備。表3為超濾系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)，膜凈通量為35L/h，回收率不低于90%。浸沒式超濾系統(tǒng)共采用222支HFS－30浸沒式超濾膜片，膜池為防腐處理鋼結(jié)構(gòu)，共3個膜池，每個膜池設(shè)置1個膜框架單元，每個單元安裝74片浸沒式超濾膜片。

3．3 浸沒式超濾系統(tǒng)運行參數(shù)

浸沒式超濾系統(tǒng)的運行分為產(chǎn)水、反洗、化學加強洗和化學清洗幾個部分。其中，日常制水過程中按照“產(chǎn)水+反洗”運行，固定間隔時間進行化學加強洗，當化學加強洗無法保證運行跨膜壓差在50kPa以內(nèi)運行或每3個月到期時，需要進行離線化學清洗。浸沒式超濾膜是將超濾膜置于構(gòu)筑物內(nèi)，污水進入構(gòu)筑物后接觸到超濾膜外表面，超濾膜通過膜抽吸水泵的作用，將清水透過膜孔進入膜管內(nèi)側(cè)從而分離出來，將污水中的顆粒物、污染物截留在水中。系統(tǒng)運行一定時間后，需要程序控制對膜組件進行反沖洗。反沖洗的主要目的是，防止?jié)B濾液中的污染物在膜表面沉積，利用清水反向沖洗，使膜外表面的污染物質(zhì)剝落下來。一般每次反洗時長為0．5～1．0min，超濾膜每過濾15．0～30．0min進行一次反洗。反洗時曝氣風機同時啟動，對膜絲表面進行空氣擦洗，清除表面附著的污染物。為保持膜的長期運行，需要定期對膜進行短期的化學加藥浸泡，減緩膜表面的污染。通常為1～3天1次，每次30．0min，可以根據(jù)污染物的不同選擇不同的清洗劑。為保持膜的性能，膜組件應該定期進行化學清洗，一般推薦3個月進行1次化學清洗。