再生水深度处理

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随着水资源短缺和水体污染的严重加剧.再生水作为一种可利用资源已广泛应用于景区绿化、工业用水等多个领域。如何对再生水进一步处理,以拓宽其应用范围.是当今水处理研究的热点和难点之一。本课题组利用臭氧一过滤一活性炭一纳床一纳滤组合工艺深度处理济南市水质净化二厂的再生水.经过10个月的运行,出水符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)Ⅲ的要求。

1再生水水质

济南市水质净化二厂再生水水质基本情况见表1。

2工艺流程及工艺说明

2.1工艺流程

2.2工艺流程说明

(1)臭

氧催化氧化

臭氧催化氧化可有效地分解去除水中高稳定性有机污染物,降低水的致突变活性.显著提高出厂水的安全性:臭氧催化氧化较单独臭氧氧化能更有效地氧化分解水中有机物:催化剂能强化臭氧在水中的传质,提高水中臭氧的分解能力.增加水中溶解氧的浓度.并强化后续活性炭处理单元的除污染效果。

(2)改性滤料过滤

改性多介质过滤器中装有改性滤料、石英砂等颗粒.改性滤料以一种较表面积比较大的非金属矿为基料.经改性活化,可高效率去除饮水中的有机物.并同时对水吸附净化该单元主要是去除原水中大颗粒悬浮物.以降低原水的浊度.从而延长纳滤系统保安过滤器滤芯的更换周期.保障后处理设备长期安全运行。当过滤器运行失效时(压差达到0.1-0.15MPa时),就要对过滤器进行正反冲,以除去过滤介质表层的截留物该过滤的控制阀体采用微电脑控制.可以根据实际使用情况设定各参数.全自动实现进水及冲洗滤料的过程。控制阀阀体内置高硬度、高平面度的陶瓷动片,在相对之高度贴合的定片旋转一周的过程中,由于动、定片各自带有不同的盲孔及通孔。
随着相对角度的变化,产生三种不同的流体通道.从而实现所需的运行、反洗、正洗等三种功能。作为水处理系统的核心控制部件.改变了传统水处理系统需要多个阀门、多条管路的繁琐操作方式,集各种功能于一阀,安装更容易,操作更加简便。

(3)活性碳过滤

活性碳过滤的主要作用是用来去除有机物和余氯活性碳可吸附水中的部分有机物.吸附率约为60%左右对于粒度在1—2nm左右的无机胶体、有机胶体、溶解性有机高分子杂质.仅通过多介质过滤器是难以去除的[31。活性碳有很强的脱氯能力,其对水中氯的去除不是单纯的吸附作用.而是在活性碳表面发生了催化作用。此外活性碳对色度、嗅味、重金属离子都有较强的吸附作用。活性碳过滤器控制阀体同上述改性滤料过滤器控制阀体。

(4)纳床(纳离子交换器)

引起水质结垢的主要原因是其中的钙、镁离子等形成硬度的成分,利用置换原理。将水中的钙、镁离子用其他不形成硬度的阳离子加以置换,将水中的钙、镁离子去除或大部分去除,成为软水。

钠离子交换法,就是用钠离子置换水中的钙、镁离子以降低硬度的方法。交换树脂饱和失效后.需用盐水进行还原.还原后的树脂就又恢复了对钙、镁离子的置换能力f纳床设有树脂再生箱.树脂失效后可以用饱和NaC1水再生1纳离子交换器控制阀体同上述改性滤料过滤器控制阀体。

(5)纳滤膜系统

整个纳滤系统是由保安过滤器、高压泵、纳滤膜、压力容器以及相应的仪器、仪表、阀门、机架、管道及管件等组成。主要构筑物说明如下:

①保安过滤器

保安过滤器用于去除51xm以上的悬浮物、无机胶体、有机胶体、溶解性有机高分子杂质等,以保护纳滤膜不被堵塞.它是原水进入纳滤膜前最后一道处理工艺.其主要作用是防止上一道过滤工序可能存在的泄漏,否则.部分固体微粒就会渗入纳滤膜中,使纳滤膜阻塞或划伤。除了颗粒杂质以外,保安过滤器对浊度、铁以及硅等胶体物质都有良好的去除效果[51保安过滤器内装熔喷式聚丙烯滤芯f过滤等级5微米).精密过滤器进出口设有压力指示表.当压差达到0.2MPa时更换滤芯。

⑦纳滤膜

纳滤膜饮用水领域主要用于脱除三卤甲烷中间体、异味、色度、农药、合成洗涤剂,可溶性有机物、Ca、Mg等硬度成分及蒸发残留物质。本工艺采用陶氏膜FILMTEC纳滤膜元件.该系列膜可在超低压运行压力下工作,从而实现节能、降低设备投资和操作费用的目的。纳滤膜产品规范及型号见表2:

附:(1)产水量和脱盐率是基于测试条件:500ppmCaC12,70psi(O.5MPa),25~C,15%回收率:2000ppmMgSO4,70psi(0.48MPa),25~C。2000ppmNaC1,70psi(O.48MPa),25~C。

(2)单只元件的产水量在±15%范围变化。最低脱出率93%。

3主要构筑物及参数

附:兀件配公称内经4寸(102ram)的压力容器。

4工艺运行及水质监测

4.1工艺的调试运行

考虑到原水负荷较高会对整个工艺.特别是对纳滤系统造成影响,试验开始初期.课题组采用自来水为原水。在为期2周的调试运行中.发现整个系统运行良好,经监测纳滤膜出水稳定.再生及反洗装置能到达预期目的。于是,改用济南水质净化二厂的再生水为原水进行调试研究。

4.1.1最佳进水流量的确定

为了确定最佳进水流量.课题组研究了不同流量下各单元再生周期情况,纳滤膜产水率情况如表5.图2。

由表5、图2可以看出.每个流量下的各单元运行周期长短并不一致.其中多介质过滤阶段运行周期最长的是14L/rain.活性炭吸附阶段运行周期最长的也是14L/min钠离子交换器运行周期最长的是10Umin和12Umin纳滤运行周期最长的是20Umin.综合比较当进水流量为16IJmin时虽然不能使所有单元都达到最大周期但是可以使各单元比较均衡的贴近装置运行的最大周期,而且在O=16Umin时.纳滤膜产水率最大,故最佳进水流量选16IJmin。

进水0:16L/min时对应多介质过滤器、活性炭过滤器、纳离子过滤器滤速为8m/h,停留时间13min.纳滤膜膜通量1.96m3/mmin。考虑到实际效果.并从有关资料得知,过高或过低的臭氧投加量都不好.因此,我们选取臭氧投加量为2mg/L接触时间13min。具体参见http://www.ryzekj.com更多相关技术文档。

4.2工艺的连续运行

4.2.1各单元有关参数的确定

在进水Q=16L/min,经过连续9个月运行,各单元有关参数如下:

图2不同进水流量纳滤膜产水率变化图

由表6得知各单元运行稳定.有关性能回复能力较强.只是有些单元,特别是纳床再生及反清洗成本较高:因此,需要进一步优化参数,提高各单元效率.降低再生及反清洗成本。

4.2.2水质监测

在进水O:16L/min.连续9个月运行对各单元出水进行定期检测,部分指标平均水质情况如下:

可以看出.系统对上述指标都有较高的去除率,纳滤前的预处理较好地降低了纳滤的负荷.保证了纳滤出水稳定,且出水水质符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)的要求。

5结论与建议

(I)臭氧~过滤一活性炭一纳床一纳滤组合工艺深度处理济南市水质净化二厂的再生水.出水水质达到《生活饮用水卫生标准))(GB5749—2006)标准的要求。

(2)最佳进水流量Q=16Umin,此时,对应多介质过滤器、活

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