膜混凝反应器处理微污染水源水及技术经济分析

发布时间：2020-07-15 08:58

【摘要】：水源污染的加剧和饮用水质标准的日益严格，使传统给水处理工艺受到了严峻挑战，因而发展新的微污染水处理技术及设备已成为当务之急。膜分离被认为是当今获得优质安全饮用水的重要技术之一，近年来由于膜材料价格的下降和性能的改善在水处理领域得到了广泛关注。在此背景下，微滤工艺具有工作压力低、出水水质稳定、易实现自动控制等特点而成为给水处理领域研究的热点。研究探讨基于微滤工艺的膜混凝反应器（MCR）的运行可靠性、生产性规模MCR的设计方法及其现阶段的经济合理性，对实际工程应用具有很大的实际意义。本试验采用MCR处理天津大学青年湖湖水，试验规模为0.3~0.5m3/h。试验结果表明：采用合适的投药量，MCR对微污染水中的浊度、有机物和细菌具有良好的去除效果。试验期间出水的浊度和细菌总数分别低于0.3 NTU和30 CFU/mL；当原水是地表水环境质量标准（GB3838-2002）规定的Ⅴ类水时，出水水质基本可以满足生活饮用水卫生规范（2001）的要求；原水是劣Ⅴ类水时，出水水质接近饮用水标准。试验期间，膜比通量总体上呈缓慢下降趋势。在处理150 m3微污染水后对膜进行物理清洗，膜比通量能恢复到新膜的93.61%。试验表明该装置在野战给水和应急给水方面具有巨大的潜力. 根据试验结果，本文提出了生产性规模膜混凝反应器处理系统的一般设计方法。反应器的设计应以HRT为主要设计参数。文中对某县城给水工程进行了模拟设计。本文运用技术经济分析方法对模拟工程项目进行了几个不同设计方案的比较和经济分析。分析结果表明MCR工艺与生物陶粒+常规处理工艺、常规处理+臭氧—活性炭联用法工艺相比，能耗偏高，处理成本也偏高。如果在不久的将来膜组件价格能降低20%，则MCR工艺各项经济学指标接近常规处理+臭氧—活性炭联用法工艺。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：X52
【图文】：

自来水

膜堵后经自来水冲洗前后膜外观图

自来水,水质,通量,图表

- 23 -图 3-14 实验结束后污染膜经自来水冲洗前后膜外观图表 3-8 各阶段膜比通量的变化情况新膜处理170m3物理清洗化学清洗处理150m3物理清洗处理60m3物清25.34 18.94 23.08 25.27 5.56 23.72 15.06 1况 — — 91.08% 99.72% — 93.61% — 77F 的单位为 L/h·m2·m水水质净化装置出水的水质情况及对污染物的去除率见表 3-9。

基本流程图,工艺,混凝反应

图 4-1 PAC—MCR 工艺基本流程图设计原则膜混凝反应器的设计以保证出水水质、延长膜的使用周期为目标。膜混凝反应器以传统常规处理法作为反应器的理论基础，然而膜组件的引入使其具有不同于传统常规处理法的深层机理和表现。所以，膜混凝反应器的设计有别于传统常规处理法的特殊性。实际上，膜混凝反应器流程简单的突出特点使得它的设计也比传统常规处理法系统大为简洁。从中试实验数据的结果看，原水水质变动范围较大，也可保证出水水质，即膜混凝反应器耐冲击负荷强。在此范围内，水流流速不应成为膜混凝反应器设计的决定性参数。反应器设计应以水力停留时间（HRT）为主要设计参数。考察本次实验数据的结果对于抽吸式中空纤维膜膜混凝反应器处理微污染水源水，HRT 建议取 40-60 min。HRT 过长则池容积过大、占地较多；HRT 过短，絮凝、吸附不完全，不利于膜通量的长期稳定运行。1.1.0.1 预处理单元预处理单元主要包括粗、细格栅等，以防原水中杂质堵塞进水泵，保证系统正常运行。

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