反滲透膜分離技術(shù)在城市污水處理中的應(yīng)用

1、摘 要國內(nèi)外反滲透膜技術(shù)的發(fā)展概況，然后詳細(xì)論述了反滲透膜分離技術(shù)。通過介紹反滲透的基本原理、反滲透裝置型式、基本流程，以美國和日本采用反滲透處理生活污水為例，探討了反滲透膜分離技術(shù)在城市污水處理中的應(yīng)用情況，最后就其發(fā)展方向作出了初步地歸納和展望。 關(guān)鍵詞：城市污水處理，膜分離技術(shù)，反滲透膜，實際應(yīng)用，前景展望 引 言近來，物理化學(xué)處理技術(shù)、光照射技術(shù)及膜過濾技術(shù)已形成三大水處理技術(shù)。在這些技術(shù)中引人注目的是膜分離法污水處理技術(shù)1。膜分離是通過膜對混合物中各組分的選擇滲透作用的差異，以外界能量或化學(xué)位差為推動力對雙組分或多組分混合物的氣體或液體進(jìn)行分離、分級、提純和富集的方法。而反滲透膜分離

2、技術(shù)作為當(dāng)今世界水處理先進(jìn)的技術(shù)，具有清潔、高效、無污染等優(yōu)點，已在海水淡化、城市給水處理、純水和超純水制備、城市污水處理及利用、工業(yè)廢水處理、放射性廢水處理等方面得到廣泛的應(yīng)用。膜分離技術(shù)作為新的分離凈化和濃縮方法，與傳統(tǒng)分離操作(如蒸發(fā)、萃取、沉淀、混凝和離子交換樹脂等)相比較，過程中大多無相變化，可以在常溫下操作，具有能耗低、效率高、工藝簡單、投資小等特點。膜分離技術(shù)應(yīng)用到污水處理領(lǐng)域，形成了新的污水處理方法，它包含微濾(mf)、超濾(uf)、滲析(d)、電滲析(ed)、納濾(nf)、和反滲透(ro)等，本文僅對反滲透(ro)膜法對城市污水處理技術(shù)進(jìn)行探討。一、反滲透膜發(fā)展概況膜廣泛的存

3、在于自然界中，特別是生物體內(nèi)。人類對于膜現(xiàn)象的研究源于1748年，但是人類對它的認(rèn)識和研究則較晚。1748年，abbe nollet觀察到水可以通過覆蓋在裝有酒精溶液瓶口的豬膀肌進(jìn)入瓶中時，發(fā)現(xiàn)了滲透現(xiàn)象。然而認(rèn)識到膜的功能并用于為人類服務(wù)，卻經(jīng)歷了200多年的漫長過程。人們對膜進(jìn)行科學(xué)研究則是近幾十年來的事。其發(fā)展的歷史大致為；30年代微孔過濾；40年代透析；50年代電滲析；60年代反滲透；70年代超濾和液膜；80年代氣體分離；90年代滲透汽化2。在國外，其發(fā)展概況為：1953年美國的reid 提出從海水和苦鹽水中獲得廉價的淡水的反滲透研究方案，1960年美國的sourirajan 和leo

4、b 教授研制出新的不對稱膜，從此ro作為經(jīng)濟(jì)的淡化技術(shù)進(jìn)入了實用和裝置的研究階段。20世紀(jì)70年代初期開始用ro法處理電鍍污水，首先用于鍍鎳污水的回收處理，此后又應(yīng)用于處理鍍鉻、鍍銅、鍍鋅等漂洗水以及混合電鍍污水。1965年英國首先發(fā)表了用半透膜處理電泳涂料污水的專利。此后美國p.p.g公司提出用uf和ro的組合技術(shù)處理電泳涂料污水，并且實現(xiàn)了工業(yè)化。19721975年j j .porter 等人用動態(tài)膜進(jìn)行染色污水處理和再利用實驗。1983年l.tinghuis等人發(fā)表了用ro法處理染料溶液的研究結(jié)果。30年來，反滲透(ro)技術(shù)先后在含油、脫脂廢水、纖維工業(yè)廢水、造紙工業(yè)廢水、放射性廢水等

5、工業(yè)水處理、苦咸水淡化、純水和高純水制備、醫(yī)藥工業(yè)和特殊的化工過程和高層建筑廢水等各類污水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。尤其是近幾年，一些新型的膜法污水處理技術(shù)逐一問世，如膜蒸餾、液膜、膜生化反應(yīng)器、控制釋放膜、膜分相、膜萃取等3。在我國，膜技術(shù)的發(fā)展是從1958年離子交換膜研究開始的。1958年開始進(jìn)行離子交換膜的研究，并對電滲析法淡化海水展開了試驗研究；1965年開始對反滲透膜進(jìn)行探索，1966年上海化工廠聚乙烯異相離子交換膜正式投產(chǎn)，為電滲析工業(yè)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。1967年海水淡化會戰(zhàn)對我國膜科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步起了積極的推動作用。1970年代相繼對電滲析、反滲透、超濾和微濾膜及組件進(jìn)行研究開發(fā)，19

6、80年代進(jìn)入推廣應(yīng)用階段。1980年代中期我國氣體分離膜的研究取得長足進(jìn)步，1985年中國科學(xué)院大連化物所，首次研制成功中空纖維n2/h2分離器，主要性能指標(biāo)接近國外同類產(chǎn)品指標(biāo)，現(xiàn)己投入批量生產(chǎn)，每套成本僅為進(jìn)口裝置的1/3。進(jìn)入90年代以來，復(fù)合膜的制備取得了較大進(jìn)展 2二、反滲透膜分離技術(shù)基本原理反滲透膜分離法的基本特點是其推動力為壓力差（110mpa），傳質(zhì)機(jī)理一般認(rèn)為是溶劑的擴(kuò)散傳遞，透過膜的物質(zhì)是水溶劑，截留物為溶質(zhì)、鹽（懸浮物、大分子、離子），膜的類型為非對稱膜或復(fù)合膜。反滲透的選擇透過性與組分在膜的溶解、吸附和擴(kuò)散有關(guān)，因此除與膜孔大小結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還與膜的化學(xué)、物理性質(zhì)有密切關(guān)

7、系，即與組分和膜之間的相互作用密切相關(guān)4。 反滲透原理：滲透現(xiàn)象早在1748年已由abbe nollet首次得到證明，直到20世紀(jì)50年代，科學(xué)家們才開始利用反滲透或超濾作為溶液中溶質(zhì)和溶劑的有效分離方法，并使其成為一種實驗室技術(shù)。滲透是指一種溶劑（即水）通過一種半透膜進(jìn)入一種溶液或是從一種稀溶液向一種比較濃的溶液的自然滲透。但是在濃溶液一邊加上適當(dāng)?shù)膲毫?，即可使?jié)B透停止，此時的壓力稱為該溶液的滲透壓。若在濃溶液一邊加上比自然滲透壓更高的壓力，扭轉(zhuǎn)自然滲透方向，把濃溶液中的溶劑（水）壓到半透膜的另一邊稀溶液中，這是和自然界正常滲透過程相反的，此時就稱為反滲透。這就說明，當(dāng)對鹽水一側(cè)施加的壓力超

8、過水的滲透壓時，可以利用半透膜裝置從鹽水中獲取淡水。因此，反滲透過程必須具備兩個條件：一是必須有一種高選擇性和高滲透性（一般指透水性）的選擇性半透膜，二是操作壓力必須高于溶液的滲透壓。三、反滲透的有關(guān)裝置（一） 反滲透膜類型一般來說，反滲透膜應(yīng)具備以下性能：單位面積上透水量大，脫鹽率高；機(jī)械強(qiáng)度好，多孔支撐層的壓實作用??；化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸、堿腐蝕和微生物侵蝕；結(jié)構(gòu)均勻，使用壽命長，性能衰降慢；制膜容易，價格便宜，原料充足。影響膜性能因素7：回收率；轉(zhuǎn)變率；壓力；壓密；濃差極化。據(jù)此，目前較常用的膜類型有：醋酸纖維膜（ca膜）ca膜又可以分為平膜、管式膜和中空纖維膜幾類。ca膜具有反滲透膜所需

9、的三個基本性質(zhì)：高透水性、對大多數(shù)水溶性組分的滲透性相當(dāng)?shù)汀⒕哂辛己玫某赡ば阅?。聚酰胺膜（pa膜）聚酰胺膜又可以分為脂肪族聚酰胺膜、芳香聚酰胺膜（成膜材料為芳香聚酰胺、芳香聚酰胺-酰肼以及一些含氮芳香聚合物）復(fù)合膜這是近些年來開發(fā)的一種新型反滲透膜，它是由很薄的而且致密的符合層與高空隙率的基膜復(fù)合而成的，它的膜通量在相同的條件下比非對稱膜高約50%100%。目前復(fù)合膜有以下幾種：a.交聯(lián)芳香族聚酰胺復(fù)合膜（pa）；b.丙烯-烷基聚酰胺和縮合尿素復(fù)合膜；c.聚哌嗪酰胺復(fù)合膜；d.氧化鋯-聚丙烯酸復(fù)合膜。（2）反滲透裝置型式1. 板框式反滲透裝置這種形式的裝置由aerojet通用公司發(fā)展起來的，教

10、適合于小的和低壓工廠。膜支撐體在一種圓形平板上，這塊平板稱為多孔板，常見的有不銹鋼多孔板和聚氯乙烯多孔板，產(chǎn)水通過多孔板匯集起來。這種裝置存在以下缺點：安裝和維護(hù)費用高，進(jìn)料分布不均勻，流槽窄，多級膜裝卸復(fù)雜，單位體積中膜的比表面積低，產(chǎn)水量少。盡管有這些缺點，但由于它的結(jié)構(gòu)簡單可靠，體積比管式裝置小，在小規(guī)模的生產(chǎn)場所還是有一定的優(yōu)勢的。 圖1 一級反滲透+混床2. 管式反滲透裝置這種裝置在實際應(yīng)用中是很有意義的。它能夠處理含懸浮顆粒和溶解性物質(zhì)的液體，像沉淀一樣在管式裝置中把料液進(jìn)行濃縮，運行期間系統(tǒng)處處都可以保持良好的排水作用，適當(dāng)調(diào)節(jié)水力條件，常?？梢灶A(yù)防溶液的濃縮弄臟或堵塞膜。其主要

11、優(yōu)缺點可以歸納如下：優(yōu)點：能夠處理含懸浮固體的溶液，合適的流動狀態(tài)就可以防止?jié)獠顦O化和膜污染等，并容易調(diào)整。缺點：設(shè)備端部用膜較多，裝置制造和安裝費用較昂貴。單位體積中膜的比表面積小。必須把管子外部包起來。要使用支撐材料。3. 螺旋式反滲透裝置美國通用原子公司（gulf general atomic co）發(fā)展了這種裝置。這種螺旋式結(jié)構(gòu)的中間為多孔支撐材料，兩邊是膜的“雙層結(jié)構(gòu)”，它的末端是沖孔的塑料管。雙層膜的邊緣與多孔支撐材料密封形成一個膜袋（收集產(chǎn)水），在膜袋之間再鋪上一層隔網(wǎng)，然后沿中心管卷繞這種多層材料（膜/多孔支撐材料/膜/料液隔網(wǎng)），就形成了一個螺旋式反滲透組件。將卷好的螺旋式組

12、件，放入壓力容器中，就成為完整的螺旋式反滲透裝置。使用這種螺旋式反滲透裝置時應(yīng)注意：中心管主要褶皺處的泄露膜及支撐材料在粘結(jié)線上發(fā)生皺紋膠線太厚可能會產(chǎn)生張力或壓力不均勻支撐材料的移動會使膜的支撐不合理，導(dǎo)致平衡線移動膜上有小孔洞，這是由于膜的質(zhì)量不合格所致。目前，美國制作螺旋式組件已實現(xiàn)機(jī)械化，采用一種0.91m滾壓機(jī)，連續(xù)噴膠將膜與支撐材料粘密封結(jié)在一起，滾轉(zhuǎn)成螺旋式組件，牢固后不必打開即可使用。 圖2 反滲透處理工藝在地下水處理中的流程圖螺旋式組件的主要優(yōu)缺點是：優(yōu)點：單位體積中膜的表面積比率大壓力導(dǎo)管的設(shè)計簡單，具有擾性，安裝和更換容易，結(jié)構(gòu)可以緊密放在一起。缺點：料液含懸浮固體時不適

13、宜料液流動路線短壓力消耗高再循環(huán)濃縮困難。4 .中空纖維式反滲透裝置美國杜邦公司和道斯化學(xué)公司提出用純中空纖維素作為反滲透膜，制造出中空纖維式反滲透裝置。這種裝置類似于一端封死的熱交換器，其中含有外徑50m、內(nèi)徑25m；裝成一種圓柱形耐壓容器中，或是將中空纖維彎成u形裝入耐壓容器中，由于這種中空纖維極細(xì)，通?？梢匝b填幾百萬根。高壓溶液從容器旁打進(jìn)去，經(jīng)過中空纖維膜的外壁，從中空纖維管束的另一端把滲透液收集起來，濃縮后的料液從另一端連續(xù)排掉。中空纖維式反滲透裝置的主要優(yōu)缺點如下：優(yōu)點：單位體積中膜的表面積比率高，一般可達(dá)到1600030000m2/m3，因此組件可以小型化；膜不需支撐材料，中空纖

14、維本身可以受壓而不破裂。缺點：膜表面去污困難，料液需經(jīng)嚴(yán)格預(yù)處理；中空纖維膜一旦損壞是無法更換的。由此我們可以給優(yōu)質(zhì)反滲透裝置作出以下要求： 對膜能提供合適的支撐 處理溶液在整個膜面上必須均勻分布 在最小能耗情況下，對處理溶液提供良好的流動狀態(tài) 單位體積中膜的有效面積比率高 組件容易拆卸和更換 便于膜的拆卸和組裝 在運行壓力下，有效的工作時安全與可靠性高 外部泄露能盡可能從壓力的變化上發(fā)現(xiàn) 建造、維護(hù)費用都是方便的。目前流行的這四種裝置的一些主要特性比較見表3-1表1 四種反滲透裝置的主要特性比較種類膜裝填密度m2/m3操作壓力mpa透水量m3/m2*d單位體積產(chǎn)水量m3/m3*d板框式管式螺

15、旋式中空纖維式49333066092005.65.65.62.80.21.021.020.073500336673673注：原料液為500mg/l nacl，脫鹽率為92%96%四、反滲透的流程（1）反滲透的流程的設(shè)計依據(jù)ro過程應(yīng)視為一個總的系統(tǒng)，它包含各組成部分及依據(jù)。這些依據(jù)可作為設(shè)計ro系統(tǒng)時的入門指南。每一部分與每一交接處都將有合宜的操縱開關(guān)及連接，以保證系統(tǒng)的長期使用性能即可靠性。每一部分及每一系統(tǒng)均有可考慮滿足各個用戶需要的經(jīng)濟(jì)/性能的折中辦法。我們沿與流程相反的方向來討論：最終用途：首先的考慮是產(chǎn)品水的具體用途，它決定了為滿足用戶需要的水質(zhì)和水量。對飲用水，通常要求滿足公共衛(wèi)生

16、標(biāo)準(zhǔn)或世界衛(wèi)生組織標(biāo)準(zhǔn)。對超純電子工業(yè)用水，水電阻率需達(dá)18mcm。然而產(chǎn)品的性能并不嚴(yán)格的要超過所需值，因為高于所需的產(chǎn)水量或產(chǎn)水水質(zhì)將增加產(chǎn)品水的費用，產(chǎn)生明顯的負(fù)面影響。后處理：在ro透過液使用前，通常需要對其作些后處理。至少，需要脫氣以去除為控制結(jié)垢對進(jìn)料水酸化而產(chǎn)生的co2和進(jìn)行ph調(diào)節(jié)，以防止下游系統(tǒng)發(fā)生腐蝕。后處理的要求取決于應(yīng)用，需按具體情況加以確定。對許多工業(yè)應(yīng)用，后處理包括采用樹脂除鹽和紫外線消毒。對城市應(yīng)用要附加ph調(diào)節(jié)、脫氣及用氯消毒。膜：膜為系統(tǒng)的心臟，其性能可受與膜本身及其構(gòu)型無關(guān)的一些因素的影響，例如預(yù)處理及系統(tǒng)的操作與維護(hù)，然而，需根據(jù)進(jìn)料水的水質(zhì)及最終用途仔細(xì)

17、考慮選擇膜材料及膜構(gòu)型。操作與維護(hù)：操作與維護(hù)是成功的系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。為了盡早的發(fā)現(xiàn)潛隱的問題，須收集系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)并定期分析。若發(fā)生了問題，應(yīng)該采用合宜的尋找故障的技術(shù)，并與膜制造商和/或系統(tǒng)設(shè)計者切磋商量合宜的消除問題的措施。對不能控制的結(jié)垢、污染或堵塞，則需經(jīng)常清洗膜以保持膜的性能。在膜裝置中，這些物質(zhì)不可逆的積累將導(dǎo)致流體分布不均和產(chǎn)生濃差極化，這將造成膜通量與鹽截留率的減退，有時會使膜材料發(fā)生降解。這些導(dǎo)致了昂貴的膜單元的更換。已開發(fā)出的用于恢復(fù)因結(jié)垢或污染造成的不良的膜性能的技術(shù)，若能及早的識別出膜需清洗，則這些技術(shù)是非常有效的。清晰劑可用以從膜裝置中將微粒、膠體、生物和有機(jī)物移出。

18、通常的做法是將清洗液按正向流動，低壓下通過膜裝置進(jìn)行循環(huán)，直至污染物被去除。很少推薦進(jìn)行反洗。高壓泵：高壓泵提供膜生產(chǎn)所需產(chǎn)水流量及水質(zhì)的壓力。常用泵的類型是單級、高速離心泵；柱塞泵；多級離心泵。通常單級離心泵效率最低，柱塞泵效率最高。對于小系統(tǒng)采用高速離心泵，對于大系統(tǒng)采用多級離心泵為佳。預(yù)處理：預(yù)處理即垢的控制，方法有ph值的調(diào)節(jié)、緩蝕劑軟化、微生物控制、氯化/脫氯，對懸浮固體、膠體、金屬氧化物、有機(jī)物等的去除。（2）預(yù)處理過程總的來講反滲透系統(tǒng)是由預(yù)處理過程和膜分離過程組成的。預(yù)處理過程是指被處理的料液在進(jìn)入膜分離過程前需采用的預(yù)先處理措施。預(yù)處理一般有物理處理、化學(xué)處理和光化學(xué)處理三種

19、。在預(yù)處理過程中可使用各種單元操作，也可以將幾種方法組合使用，預(yù)處理過程的好壞是反滲透膜的分離過程成敗的關(guān)鍵，因此必須嚴(yán)格認(rèn)真的做好預(yù)處理工作。目前流行的方法主要有以下幾種：（1）物理法物理方法包括沉淀法或氣浮分離法，砂過濾、預(yù)涂層（助濾劑）過濾、濾筒過濾、精過濾等，活性炭吸附法，冷卻或加熱。（2）化學(xué)法化學(xué)方法包括氧化法：利用臭氧、空氣、氧、氯等氧化劑進(jìn)行氧化，還原法，ph值調(diào)節(jié)法（3）光化學(xué)法光化學(xué)預(yù)處理方法主要指紫外線照射。采用哪一種預(yù)處理方法，不僅取決于料液的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)，而且還要根據(jù)在膜分離過程中所用組件的類型構(gòu)造作出判斷。實際運行中的故障，一方面是由于膜表面上的分離所帶來

20、的直接污染；另一方面與膜組件本身的構(gòu)造有關(guān)。預(yù)處理所需要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)所用的膜件的不同也不一致。（3）反滲透膜分離常見的流程反滲透膜分離工藝設(shè)計中常見的流程有如下幾種：一級一段法這種方式是料液進(jìn)入膜組件后，濃縮液和產(chǎn)水被連續(xù)引出，這種方式水的回收率不高，工業(yè)應(yīng)用較少。另一種形式是一級一段循環(huán)式工藝，它是將濃水一部分返回料液槽，這樣濃溶液的濃度不斷提高，因此產(chǎn)水量大，但產(chǎn)水水質(zhì)下降。一級多段法當(dāng)用反滲透作為濃縮過程時，一次濃縮達(dá)不到要求時，可以采用這種多步式方式，這種方式濃縮液體體積可減少而濃度提高，產(chǎn)水量相應(yīng)加大。兩級一段法當(dāng)海水除鹽率要求把nacl從35000 mg/l降至500mg/l時

21、，則要求除鹽率高達(dá)98.6%如一級達(dá)不到時，可分為兩步進(jìn)行。即第一步先除去nacl 90%，而第二步再從第一步出水中去除nacl 89%，即可達(dá)到要求。如果膜的除鹽率低，而水的滲透性又高時，采用兩步法比較經(jīng)濟(jì)，同時在低壓低濃度下運行時，可提高膜的使用壽命。多級反滲透流程在此流程中，將第一級濃縮液作為第二級的供料液，而第二級濃縮液再作為下一級的供料液，此時由于各級透過水都向體外直接排出，所以隨著級數(shù)增加水的回收率上升，濃縮液體體積減少濃度上升。為了保證液體的一定流速，同時控制濃差極化，膜組件數(shù)目應(yīng)逐漸減少。當(dāng)然，在選擇流程時，對裝置的整體壽命、設(shè)備費、維護(hù)管理、技術(shù)可靠性也必須考慮。例如，需將高

22、壓一級流程改為兩級時，那么就有可能在低壓下運行，因而對膜、裝置、密封、水泵等方面均有益處。五、反滲透技術(shù)在城市污水的應(yīng)用反滲透技術(shù)是20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來的以壓力為驅(qū)動力的膜分離技術(shù)。該技術(shù)是從海水、苦咸水淡化而發(fā)展起來的，通常稱為“淡化技術(shù)”。由于反滲透技術(shù)具有無相變、組件化、流程簡單、操作方便、占地面積小、投資省、耗電低等優(yōu)點，因此在水處理中得到了大量的運用。目前反滲透技術(shù)已廣泛應(yīng)用于海水苦咸水淡化，純水、超純水制備，化工分離、濃縮、提純等領(lǐng)域。工程遍布電力、電子、化工、輕工、煤炭、環(huán)保、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。（1）在我國反滲透法生活污水處理工藝調(diào)試方法反滲透技術(shù)于80年代初在我國得到應(yīng)用

23、，首先用于電子工業(yè)超純水及飲料業(yè)用水的制備，而后用于電廠用水處理，90年代起在飲用水處理方面獲得普及。反滲透技術(shù)在我國工業(yè)水處理方面應(yīng)用得比較多，但在城市污水處理方面，目前大部分還停留在實驗室小試階段，哈爾濱工業(yè)大學(xué)曾做過這方面的中試研究2，利用組合膜工藝來進(jìn)行 圖3 生活污水處理流程圖城市含鹽污水回用處理試驗研究。當(dāng)前，生活污廠工藝調(diào)試的重要性還沒被普遍認(rèn)識和接受，不少污水廠建成后沒有進(jìn)行工藝調(diào)試，這就產(chǎn)生了要么運行不起來，要么運行起來水質(zhì)達(dá)不到設(shè)計要求，運行成本偏高等現(xiàn)象。事實上，工藝調(diào)試是污水廠投產(chǎn)前的一項重要工作，其重要性表現(xiàn)在以下幾個方面：一是發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備、設(shè)施、控制、工藝等方面出

24、現(xiàn)的問題，使污水廠投入正常運行；二是實現(xiàn)工藝設(shè)計目標(biāo)，即出水各項指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求；三是確定符合實際進(jìn)水水量和水質(zhì)的各項控制參數(shù)，在出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計要求的前提下，盡可能的降低運行成本。1. 調(diào)試內(nèi)容及目的調(diào)試的主要內(nèi)容有：第一，帶負(fù)荷試車，解決影響連續(xù)運行的各種問題，為下一步工作打好基礎(chǔ)；第二，活性污泥培養(yǎng)，主要是積累處理所需微生物的量；第三，活性污泥馴化，其目的是選擇適應(yīng)實際水質(zhì)情況的微生物，淘汰無用的微生物；第四，確定符合實際進(jìn)水水質(zhì)水量的工藝控制參數(shù)，在確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下，盡可能降低能耗；第五，編制工藝控制規(guī)程，以指導(dǎo)今后的運行。2. 調(diào)試方法（1）準(zhǔn)備工作人員準(zhǔn)備：a.工藝、化驗、

25、設(shè)備、自控、儀表等相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員各一人。b.接受過培訓(xùn)的各崗位人員到位，人數(shù)視崗位設(shè)置和可以進(jìn)行輪班而定。其他準(zhǔn)備工作：a.收集工藝設(shè)計圖及設(shè)計說明、自控、儀表和設(shè)備說明書等相關(guān)資料。b.檢查化驗室儀器、器皿、藥品等是否齊全，以便開展水質(zhì)分析。c.檢查各構(gòu)筑物及其附屬設(shè)施尺寸、標(biāo)高是否與設(shè)計相符，管道及構(gòu)筑物中有無堵塞物。d.檢查總供電及各設(shè)備供電是否正常。e.檢查設(shè)備能否正常開機(jī)，各種閘閥能否正常開啟和關(guān)閉。f.檢查儀表及控制系統(tǒng)是否正常。g.檢查維修、維護(hù)工具是否齊全，常用易損件有無準(zhǔn)備。h.購置絮凝劑。（2）帶負(fù)荷試車:開啟水處理設(shè)施、管道中所有閥門和閘閥，啟動進(jìn)水泵送水，根據(jù)各構(gòu)筑物

26、進(jìn)水情況，沿工藝流程適時啟動其他設(shè)備。在此過程中應(yīng)做好以下幾方面工作：第一、檢查進(jìn)線總電流是否符合要求，變配電設(shè)備工作是否正常，各種設(shè)備工作情況是否正常以及能否滿足設(shè)計要求，儀器儀表工作是否正常，自控系統(tǒng)能否滿足設(shè)計要求。第二、用容積法校核進(jìn)出水、回流以及剩余污泥流量計計量是否準(zhǔn)確，校核各種儀表，檢測進(jìn)水水質(zhì)，測量流速，測量并記錄設(shè)備的電壓、電流、功率和轉(zhuǎn)速。第三、及時解決試車過程中發(fā)現(xiàn)的問題。第四、編制設(shè)備操作規(guī)格（3）活性污泥培養(yǎng):活性污泥培養(yǎng)的實質(zhì)就是在一段時間內(nèi)，通過一定的手段，使處理系統(tǒng)中產(chǎn)生并積累一定量的微生物，其培養(yǎng)方式主要有連續(xù)式和間歇式。a.連續(xù)式培養(yǎng)：連續(xù)式培養(yǎng)是指在連續(xù)進(jìn)

27、水、連續(xù)出水的情況下進(jìn)行的活性污泥培養(yǎng)方式。選擇該種培養(yǎng)方式的條件是要有足夠的進(jìn)水，即日進(jìn)水量至少可以滿足一臺進(jìn)水泵24小時的水量，連續(xù)式培養(yǎng)的優(yōu)點是培養(yǎng)時間短，微生物所需馴化時間短。其具體操作方法是根據(jù)來水量的大小確定進(jìn)水泵開機(jī)臺數(shù)和生物池開啟組數(shù)，格柵機(jī)、沉砂池、二沉池全開，開啟外回流泵（若有內(nèi)回流泵，選擇不開），回流量控制在大于100%，曝氣區(qū)溶解氧大于2mg/l，生物池流速平均不小于0.3m/s，絕對流速不小于0.2m/s，連續(xù)運行。在此過程中，每天做好各項水質(zhì)指標(biāo)和控制參數(shù)的測定。當(dāng)sv%達(dá)到10%以上時，活性污泥培養(yǎng)即告成功，此時的出水bod5、ss、cod等指標(biāo)一般可達(dá)到設(shè)計要求

28、。b.間歇式培養(yǎng)：間歇式培養(yǎng)是按進(jìn)水、曝氣、沉淀、撇除上清液等四個階段往復(fù)循環(huán)的培養(yǎng)方式，是在進(jìn)水量小不能滿足連續(xù)運行的一種培養(yǎng)方式。其特點是微生物積累周期長，馴化時間長，操作工作量大。其具體操作方法是同時開啟進(jìn)水泵、格柵機(jī)、沉砂池，待生物池充滿水后開始曝氣，同時停止進(jìn)水，定時測量生物池，當(dāng)cod、ss明顯小于進(jìn)水時停止曝氣，沉淀2小時后再進(jìn)水，同時撇除上清液。在此過程中的水質(zhì)指標(biāo)和控制參數(shù)的測定及完成的標(biāo)志同連續(xù)式培養(yǎng)。（4）活性污泥馴化馴化的目的是選擇適應(yīng)實際水質(zhì)情況的微生物，淘汰無用的微生物，對于有脫氮除磷功能的處理工藝，通過馴化使硝化菌、反硝化菌、聚磷菌成為優(yōu)勢菌群。具體做法是首先保持

29、工藝的正常運轉(zhuǎn)，然后，嚴(yán)格控制工藝控制參數(shù)，do在厭氧池控制在0.1mg/l以下，在缺氧池控制在0.5mg/l以下，在好氧池控制在2-3mg/l，好氧池曝氣時間不小于5小時，外回流比50%100%，內(nèi)回流比200%300%，并且，每天排除日產(chǎn)泥量30%50%的剩余污泥。在此過程中，每天測試進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)，直到出水各指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求。（5）工藝控制參數(shù)的確定設(shè)計中的工藝控制參數(shù)是在預(yù)測的水量、水質(zhì)條件下確定的，而實際投入運行時的污水廠其水量水質(zhì)往往與設(shè)計有較大的差異，因此，必須根據(jù)實際水量水質(zhì)情況來來確定合適的工藝控制參數(shù)，以保證運行的正常進(jìn)行和使出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的的同時盡可能降低能耗。. 工藝參數(shù)

30、內(nèi)容：需確定的重要工藝參數(shù)有進(jìn)水泵房的控制水位、沉砂池排砂周期、生物池溶解氧do及氧化還原電位orp、污泥回流比r、污泥濃度mlvss，污泥沉降比sv%、污泥指數(shù)svi、污泥齡srt、剩余污泥排放周期及日排放量、二沉池泥面高度等，其中影響能耗大小的主要因素是進(jìn)水水位的高低和污泥濃度mlvss的大小，影響脫氮除磷效果的主要因素是溶解氧do和污泥齡srt。.確定方法：進(jìn)水泵房水位在保證進(jìn)水系統(tǒng)不溢流的前提下盡可能控制在高水位運行。用每天排除大海量的體積與集砂容積對比來確定排砂周期，排砂量體積小于集砂容積。生物池do及orp根據(jù)厭氧池放磷情況、缺氧池反硝化情況、好氧池吸磷和硝化情況來確定，一般情況下

31、厭氧池的do小于0.1mg/l，缺氧池的do小于0.5mg/l，好氧池的do控制在23mg/l之間，厭氧池orp小于-250mv，缺氧池orp在-100mv左右，好氧池orp大于40mv?；亓鞅萺的大小應(yīng)根據(jù)污泥在二沉池的停留時間和磷的釋放來確定，一般情況下80%左右較合適。污泥濃度mlvss通過污泥負(fù)荷來確定，脫氮除磷工藝的污泥負(fù)荷一般在0.12kgbod5/（kgmlvss*d）左右較合適。污泥齡srt要考慮設(shè)計水質(zhì)的要求，對脫氮除磷工藝而言，其一般控制在8天左右（6）工藝控制規(guī)程：工藝控制規(guī)程主要是用來指導(dǎo)生產(chǎn)運行的，是工藝運行的主要依據(jù)，其主要包含以下幾方面的內(nèi)容：第一，各構(gòu)筑物的基本

32、情況；第二，各構(gòu)筑物運行控制參數(shù)；第三，設(shè)施設(shè)備運行方式；第四，工藝調(diào)整方法；第五，處理設(shè)施維護(hù)維修方式。工藝控制規(guī)程應(yīng)在工藝參數(shù)確定后編制。（7）調(diào)試中的其他工作：污水廠要正確運行，還應(yīng)有一套完善的制度，其主要包括管理制度、崗位職責(zé)、操作規(guī)程、運行記錄、設(shè)備設(shè)施檔案等，在調(diào)試過程中可分步完成上述工作。3. 應(yīng)注意的問題1. 通過前對所有設(shè)施、管道及水下設(shè)備進(jìn)行檢查，徹底清理所有雜物，以避免通水后管道、設(shè)備堵塞和維修水下設(shè)備影響調(diào)試的順利進(jìn)行。通水后進(jìn)行水下設(shè)施設(shè)備的維護(hù)困難相當(dāng)大，主要是因為維修需將水池放空，而水池的容積小則幾千個立方，大則上萬立方，放空一次相當(dāng)費時費工，特別是有活性污泥后，

33、水往哪放本身就是個問題，放出去會發(fā)生污染事故，放到別的池子往往又裝不下。因此，在通水前一定要認(rèn)真檢查、清理。2. 對進(jìn)水水質(zhì)嚴(yán)格進(jìn)行監(jiān)控，尤其是ph，超過要求時應(yīng)立即采取相應(yīng)措施，否則會使培菌工作前功盡棄。3. 培菌初期，曝氣池會出現(xiàn)大量的白色泡沫，嚴(yán)重時會堆積兩三米高，污染走道和現(xiàn)場儀器儀表，這一問題是培菌初期的必然現(xiàn)象，只要控制好溶解氧和采取適當(dāng)?shù)南荽胧┚涂梢越鉀Q。4. 自來水水量和壓力大小往往容易被大家忽視，在調(diào)試過程中，化驗室和污泥脫水的一些儀器、設(shè)備對水量和水壓有嚴(yán)格的要求，若達(dá)不到要求，這些儀器、設(shè)備將無法使用。污水廠一般遠(yuǎn)離城市，處于自來水的管網(wǎng)末梢，水量水壓通常很小，因此，應(yīng)

34、設(shè)置一定的裝置以提高水量水壓。（2）在美國反滲透法生活污水處理在美國，反滲透法曾作為生活污水是一種深度處理方法而進(jìn)行研究。過去深度處理一般是將污水的二級處理的排水(活性污泥生化處理后的出水)再進(jìn)行混凝、過濾、活性炭吸附處理等，但對除鹽過程卻一直未予考慮。目前由于全球性水源緊張，各國圖4 波莫納的試驗流程圖都在大力推行節(jié)約用水，在大型工業(yè)城市，將城市污水處理后再回用于工業(yè)是今后的發(fā)展方向?；?qū)⒊鞘形鬯疃忍幚砗笞鳛榇笮徒ㄖ铩⒓彝ハ此⒌挠盟?、灌溉及綠化用水，即“中水”來源。以往的除鹽方法主要有離子交換樹法和電滲析法，但這些方法不能去除水中的有機(jī)物及不溶性雜質(zhì)，把反滲透法作為彌補(bǔ)這一不足的一種方法

35、，并進(jìn)行研究，其中加里福尼亞的波莫納(pomona) 的試驗是與聯(lián)邦污水管理局(fwpca)進(jìn)行協(xié)作，主要是確定反滲透的脫鹽效果、對有機(jī)物及富營養(yǎng)化成分的去除程度，還對運行中防止污染的方法及經(jīng)濟(jì)性作出評價，波莫納的試驗流程如圖1所示。試驗分兩組進(jìn)行，第一組用85個膜組件，第二組用68個膜組件，第一組水的回收率初期為80% ，后期降為78%，第二組水的回收率初期為80%，后期降為64%。六、反滲透膜的發(fā)展趨勢 最初反滲透是以脫鹽為目的開發(fā)的，對膜的要求也只是為分離無機(jī)鹽和水，隨著反滲透用途的擴(kuò)大，目前已達(dá)到根據(jù)用途對膜的構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計的階段。目前將傳統(tǒng)的中壓膜改為低壓膜或超低壓膜的動向非常活躍，其

36、發(fā)展趨勢概括如下：在脫鹽領(lǐng)域中，對于海水淡化由高壓（57 mpa）向超高壓（88.5 mpa）；對于咸水淡化將向脫鹽（地下水、江河水）、廢水處理（工業(yè)廢水、城市污水）和超純水（電子工業(yè)用水、醫(yī)療用水）等三方面發(fā)展；對處理壓強(qiáng)將由中壓（34 mpa）向低壓（12 mpa）甚至超低壓（1 mpa以下）；同時在有用物質(zhì)濃縮回收領(lǐng)域會有更大的發(fā)展10。目前，在海水淡化方面，利用復(fù)合膜成功的達(dá)到了高脫鹽率。在咸水淡化方面，目前將傳統(tǒng)的中壓膜改為低壓膜或超低壓膜，并保持脫鹽率不變（或提高），可以說是時代的潮流。反滲透工程應(yīng)用的另一個發(fā)展方向是反滲透膜組器與超濾、微濾、納濾、edi等組器的有機(jī)地組合應(yīng)用，充分發(fā)揮各種膜分離技術(shù)的特性，形成一個完整的系統(tǒng)工程，達(dá)到濃縮、分離、提純的目的。鑒于ro技術(shù)的最近進(jìn)展，在不久的將來，該領(lǐng)域中可望有如下的發(fā)展11：（1） 將開發(fā)去除小