一、關(guān)鍵詞分析

1.1 地表四類(lèi)水指標

污水處理一級A再提標，達到地表四類(lèi)水（準四類(lèi)或類(lèi)四類(lèi)），其中有二個(gè)重要指標是確定的，既總磷達到0.3mg/L，懸浮物達到5mg/L，這二個(gè)指標相輔相成，本文僅就此展開(kāi)討論。

1.2 懸浮物測量方法：

懸浮物（SS）的測定采用重量法，國標（GB11901—89）定義：水質(zhì)中的懸浮物是指通過(guò)0.45μm過(guò)濾膜，截流在過(guò)濾膜上并于103-105℃烘干至恒重的固體物質(zhì)。

這里需要明確的是：采用0.45μm過(guò)濾膜過(guò)濾，既可以截留可見(jiàn)物，也可以截留不可見(jiàn)物，也就是溶解性膠體。

與污水處理現場(chǎng)有關(guān)的現象是：即使終端出水看起來(lái)如同礦泉水一樣透明，看不見(jiàn)懸浮物，但是經(jīng)過(guò)重量法測量仍有可能達不到地表5mg/L要求。

1.3 濁度與懸浮物關(guān)系

濁度用濁度計測定，濁度計發(fā)出光線(xiàn)，使之穿過(guò)一段樣品，并從與入射光呈90°的方向上檢測有多少光被水中的顆粒物所散射。

這種散射光測量方法稱(chēng)作散射法。（GB 13200---91），因為測量方法不同，因此濁度與懸浮物指標沒(méi)有對應關(guān)系，同樣的濁度，懸浮物可能達標也可能不達標，例如濁度0.5NTU，這相等于礦泉水的透明度，但是水中有個(gè)砂粒，這時(shí)濁度可能沒(méi)有變化，但是懸浮物指標卻升高了。

1.4 關(guān)于化學(xué)除磷

污水處理提標達到地表四類(lèi)水，總磷要求達到0.3mg/L，一般認為生物除磷可以達到0.5mg/L，但是當要求達到0.3mg/L時(shí)則需要增加化學(xué)除磷工藝。

所謂的化學(xué)除磷就是添加絮凝劑，例如聚合氯化鋁，聚合氯化鐵等，還要添加助凝劑---聚丙烯酰胺，以利于沉淀分離，這樣水中會(huì )呈現繁花懸浮物。這為出水懸浮物達標增加了難度。

1.5 關(guān)于懸浮物組成

當我們討論污水處理一級A再提標至地表四類(lèi)水，其中懸浮物要求5mg/L，實(shí)質(zhì)上在討論什么呢？實(shí)質(zhì)在討論如何去除水中包括的下列物質(zhì)：

生化池中的微生物，微生物代謝物，微生物殘骸，泥沙，膠體，化學(xué)除磷產(chǎn)生的絮體繁花，聚丙烯酰胺產(chǎn)生的粘性物質(zhì)，這些物質(zhì)的平均粒徑均小于10微米。

二、污水提標現存問(wèn)題

對多家已經(jīng)實(shí)施污水一級A提標至地表四類(lèi)水進(jìn)行調研總結，歸納如下規律：

2.1 沒(méi)有發(fā)現采用沉淀的方式達到5mg/L。

2.2 均采用了化學(xué)除磷方式。

2.3 懸浮物去除采用了深床濾池或超濾膜

三、深床濾池存在問(wèn)題

3.1 反洗水量大

一般為產(chǎn)水量的10%左右，這些反洗水不能排到污泥濃縮池，排到工藝前段則造成來(lái)系統來(lái)水不穩定，影響到后面的生化工藝。

3.2 反洗能耗高導致加大了運行費用

例如每天10萬(wàn)立方城鎮污水廠(chǎng)深床濾池，每小時(shí)流量4200m3/h，需要濾池面積為420平米，裝填石英砂濾料756立方，按照容重2T /m3計算，總計為1512噸。

按照標準的砂濾池反洗強度（14L/㎡.s），設置10個(gè)濾池，每個(gè)濾池面積42平米計算，需要提供2000m3/h反洗泵供水，這需要55KW的反洗泵四臺，以每個(gè)濾池每天反洗一次，每次0.5小時(shí)計算，每天反洗耗電耗約1000度。

3.3 反洗可能產(chǎn)生濾料板結和過(guò)濾精度不穩定的現象

除此以外還有可能產(chǎn)生濾料板結和過(guò)濾精度不穩定的現象，每個(gè)反洗周期前段時(shí)間懸浮物不穩定，后段時(shí)間則流量下降。因為膠體粒子小于10微米，由圖可見(jiàn)，采用砂濾工藝比較吃力，因此，深床濾池可以用但是不好用，不理想。

四、超濾膜存在問(wèn)題

4.1 超濾在精度方面具有絕對優(yōu)勢，精準選用微濾膜也可以滿(mǎn)足要求，因此實(shí)際上大多數現場(chǎng)應用的是微濾精度的膜組件，由于外觀(guān)一樣，因此很多人習慣稱(chēng)之為超濾膜，這不影響到本文實(shí)質(zhì)問(wèn)題的討論。

多年來(lái)超濾膜在污水處理得到越來(lái)越廣泛的應用，但是其技術(shù)瓶頸限制了大規模推廣。

4.2 流量衰減，平均每年下降15---20%，每3—4年需要更換膜組件，規模較小的污水廠(chǎng)問(wèn)題不明顯，但是每天數萬(wàn)噸，十萬(wàn)噸，數十萬(wàn)噸規模，則流量衰減問(wèn)題用戶(hù)難以接受。

4.3 運行管理復雜，運行中需要反洗，藥劑清洗和離線(xiàn)清洗，需要加蓋廠(chǎng)房，北方需要廠(chǎng)房保溫供暖，這些都加大了投資和運行費用。

4.4 超濾膜可以保證出水品質(zhì)，即使流量衰減，但是出水仍可以穩定達到1mg/L。

這本來(lái)是優(yōu)點(diǎn)，但是用在污水處理達到5mg/L這個(gè)指標上，反而成了缺點(diǎn)。

主要原因是：污水處理的原則是夠用為好，達標即可，不是越高越好，因為受到運行費用的限制，既然是要求達到5mg/L，那就沒(méi)有必要達到1mg/L。

即使為了保險選擇留有余地，達到4mg/L也足可以了，進(jìn)一步提高指標會(huì )消耗更高能量和費用，但是膜過(guò)濾精度取決于過(guò)濾孔徑規格大小，成品膜組件的孔徑是固定的不能調整，因此用在這個(gè)工藝環(huán)節中，還是可以用，但是不理想。

五、節能微濾技術(shù)提出

綜合深床砂過(guò)濾與膜過(guò)濾的優(yōu)缺點(diǎn)，研究成功節能微濾技術(shù)及成套裝備系統。

左圖是湖泊治理的過(guò)濾效果，右圖是含油污水的過(guò)濾效果

1、采用了多微孔過(guò)濾材料。

2、解決了傳統砂濾12項技術(shù)瓶頸

3、研究了獨特的反沖洗技術(shù)與設備。

4、創(chuàng )新的過(guò)濾容器內部架構

5、創(chuàng )新的系統設計理念。

6、現有設備設施的技改與配套設備。

六、節能微濾過(guò)濾材料

節能微濾選用顆粒狀天然或燒結微孔濾料，根據被過(guò)濾液體和懸浮物性質(zhì)而搭配不同材質(zhì)，典型參數為：比重：1.2—1.5 g/cm3，容重：0.7—0.9 g/cm3，孔隙率：70—80%，比表面積：15--25㎡/g，抗壓強度：5—6Mpa，抗剪強度：3—4Mpa，

改變了傳統砂濾顆粒級配的裝填方式，全部為均質(zhì)濾料，根據過(guò)濾精度而決定濾層裝填高度，一般濾床深度為2—3米。

七、節能微濾截留原理

這是過(guò)濾截留原理示意圖，左圖表示超濾由固定孔徑機械截留，截留的雜質(zhì)在表面堆積，小于孔徑的雜質(zhì)會(huì )透過(guò)膜，液體的過(guò)濾路徑只有0.1微米。

過(guò)濾精度越高則孔徑越小，但是推動(dòng)力也越大，而節能微濾的過(guò)濾路徑是超濾路徑的數千倍，更多的截留雜質(zhì)不僅僅是在表面，而是在濾層和微孔之中，深長(cháng)的過(guò)濾路徑彎彎曲曲，路徑的寬度忽大忽小。

同時(shí)由于對顆粒表面的改性處理，不同的改性表面能夠對不同的雜質(zhì)具有吸附作用，從而使得較小的雜質(zhì)難以穿透濾層，初期截留的雜質(zhì)進(jìn)一步增加了濾料的表面積，從而可以截留更多更小的雜質(zhì)，稱(chēng)之為以渣濾渣。

八、節能微濾反沖洗

節能微濾運行中，雜質(zhì)暫時(shí)滯留在濾床之中，所謂暫時(shí)滯留實(shí)際上是一種介穩狀態(tài)，介于穩定和不穩定之間，達到介穩狀態(tài)需要多種因素，包括流量，壓力，流速，顆粒直徑，空隙率，被截留雜質(zhì)的形狀，膠體類(lèi)的厚度和粘度，液體的表面張力，液體溫度，出水背壓，濾料表面的改性方式和親水性，等等，破壞其中的一種或多種條件，會(huì )使得本來(lái)可以截留的雜質(zhì)穿過(guò)濾層而失去截留作用，利用這個(gè)現象，故意創(chuàng )造不穩定條件，這就是反沖洗原理。

實(shí)際設備的反沖洗采用壓縮空氣作為動(dòng)力，通過(guò)過(guò)濾容器內部結構實(shí)現均勻反沖洗，無(wú)需設置反洗水池和反洗泵，可同比可降低80%水耗和80%反洗電耗。

九、節能微濾的設備形式

9.1 微濾組件

微濾組件產(chǎn)品借鑒了超模組件的概念，設計為直徑1.2米高度6米的微濾罐，在實(shí)際應用中也可以向膜組件那樣無(wú)限并列使用。由于可以露天安裝使用，因此適合不同流量要求，適合場(chǎng)地有限又需要技改提標的場(chǎng)合，微濾組件不需要方方正正的場(chǎng)地，可以根據現場(chǎng)情況而任意組合擺放。

9.2 非標微濾罐

廠(chǎng)標微濾罐是直徑3米高度6米的定型產(chǎn)品，這主要是考慮方便運輸，非標最大直徑可以做到6米，但是需要在現場(chǎng)制造。

9.3 濾池改造

一級A污水處理再提標，首先是挖掘現有設施的潛力，優(yōu)化工藝參數，其次才是新增設備，節能微濾可以對現有的濾池進(jìn)行技術(shù)改造，改造內容是：濾池內部結構改造，重置濾料承托層，安裝反沖洗部件，更換合適的濾料，增加空壓機系統，全套控制電器和軟件系統。

傳統砂濾與節能微濾對比一覽表

超濾膜與節能微濾對比一覽表

十、節能微濾與一級A再提標

一級A提標達到地表四類(lèi)水，其中懸浮物5mg/L，總磷0.3 mg/L，這需要在現有生化終端增加化學(xué)除磷和過(guò)濾工藝。

對于已經(jīng)采用超濾膜作為過(guò)濾設備的用戶(hù)，已經(jīng)體會(huì )到了超濾膜優(yōu)缺點(diǎn)，節能微濾彌補了其不足之處，完全可以替代超濾膜工藝達到同樣效果，不但如此，還可以調整出水指標，達到夠用為好，同比降低運行費用，不再二次投資更換膜組件，最重要的是解決了流量衰減難題。

具體的實(shí)施方法可以是：采用微濾組件可以快速安裝就位并通水運行，不需要建設廠(chǎng)房（北方需要保溫），可以由小到大逐步增加規模，開(kāi)始與超濾膜并列運行對比，確認后暫停超濾系統作為備用而運行微濾組件，直至完全替代超濾組件。

對于采用砂濾池而希望技術(shù)改造的用戶(hù)，我們可以先提供一套適度規模的微濾系統體會(huì )運行，規?？梢缘韧谟脩?hù)的濾池規格，如果確認，則停止一個(gè)濾池運行而技改，由于已經(jīng)有同等規格微濾池在運行，因此不影響總出水量。

對于正在考慮提標的用戶(hù)，尤其是大流量的污水廠(chǎng)，我們的建議是：引進(jìn)各個(gè)工藝路線(xiàn)做對比運行測試，對經(jīng)濟技術(shù)指標進(jìn)行全面評判再做決定。

小結：

節能微濾技術(shù)研究借鑒了傳統砂濾和超濾優(yōu)勢，摒棄了不足之處，用于一級A再提標濾除懸浮物是可行的。出水懸浮物指標可以達到小于5mg/L，既可以是新建也可以是改造升級，具有推廣可操作性。

投稿來(lái)源：北京市一滴水環(huán)?？萍加邢薰?nbsp;  作者：胡小弟

來(lái)源丨環(huán)保水圈

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