CASSCMF组合工艺在污水再生利用工程中的应用赵国志

17污水资源化的市场与技术思考水工业市场2009年第9期CASS+CMF组合工艺在污水再生利用工程中的应用文/赵国志(上海市政工程设计研究总院第三设计院)一、CMF膜过滤技术概况随着社会经济的发展和人口的增长，水资源保护已经成为一个全球化的问题，而我国的缺水形势尤其严峻，是全球13个人均水资源昀贫乏的国家之一，在世界上排列第121位。水环境质量的恶化和经济的高速发展，迫切需要发展适合时代要求的污水资源化技术，以缓解水资源的短缺状况。近年来膜在污水处理中的应用格外引人注目，膜处理技术与传统污水处理工艺相比，具有出水水质好、占地面积小、设备模块化，容易升级等优点，适应于目前污水行业中需求量日增的污水回用、生物难降解废水处理及污水处理厂的升级改造等工程项目。膜分离技术是20世纪50年代发展起来的一门新兴高技术边缘学科，70年代后在各工业领域及科研方面得到大规模应用。目前常见的膜分离主要方法有：微滤(Microfiltration，简称MF)、渗析(Dialysis，简称D)、电渗析(Electrodialysis，简称ED)、反渗透(ReverseOsmosis，简称RO)、超滤(Ultrafiltration，简称UF)、纳滤(Nanofiltration简称NF)等。连续微过滤（ContinuousMembraneFiltration，简称CMF）是以高抗污染性中空纤维膜为中心处理单元的膜过滤技术。特殊设计的高效自动控制清洗系统可以实现对中空纤维膜的不停机在线清洗，从而做到对料液不间断连续处理，保证生产的高效、连续进行。CMF的技术核心是高性能抗污染的膜组件以及与之相配合的膜清洗技术。聚偏氟乙烯（PVDF）是一种优良的新型膜材料，具有极好的耐气候性和化学稳定性，机械强度高，韧性好，使用温度范围宽（-50～150℃），尤其适用于有机物体系（包括酒类）的过滤、提纯和浓缩。CMF具有如下特点：(1)设备控制简单，系统可自动运行；(2)占地面积小、结构紧凑，模块化设计可根据用户需求灵活地扩大或缩小，设备造价低；(3)高抗污染的聚偏氟乙烯（PVDF）膜材料，使用寿命长；(4)独特的在线气水双洗方法，优异的膜通量恢复率；(5)原水预处理要求简单，使用低压压缩空气，运行费用低廉；(6)可采用氯、臭氧等常用氧化性清洗剂进行系统清洗；(7)产水水质高：浊度≤0.1NTU，SDI≤3，悬浮物＜5mg/L；(8)水回收率高，大于95%。二、项目概况广州国际生物岛总面积1.83km2，广州国际生物岛的功能定位为：国际化的生物技术和医药研究开发及产业化基地，国家级的生物产业研发和中试基地之一，广州市南拓战略中的兼具创新经济模式和和谐城市环境的示范区。依托生物岛的功能定位和战略发展目标，生物岛必须贯彻“生态、环保、循环经济”的目标，高起点、高标准地配套城市公共设施，以支持生态岛的可持续发展，广州国际生物岛再生水处理厂是城市公共设施的重要组成部分。广州国际生物岛再生水处理厂的建设，将生物岛生活污水和工业废水处理达到再生水水质标准，用于生物岛景观、绿化、冲厕和消防水源，对保护珠江水资源、改善人民生活水平，实现生物岛可持续发展战略，创建和谐社会，实现生物岛“生态、环保、循环经济”的理念，均具有18专题水工业市场2009年第9期重要意义。生物岛再生水处理厂厂址位于生物岛南端，规划用地面积1.27hm2。本工程处理规模为1.0万m3/d，采用CASS+CMF（连续微过滤）组合工艺，处理构筑物为全地下式。工程于2009年7月开工建设，预计2010年6月底投入运行。三、设计水质及工艺流程1、设计进出水水质广州国际生物岛主要为生物研发产业，其水质不同于生物制药企业水质，结合分流制排水系统、苏州新加坡工业园、上海张江高科技园区及广州当地污水厂实际运行水质的基础上，确定设计进水水质。出水执行《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A标准和《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）标准。如表1所示。2、工艺流程根据相关工程经验及资料，采用CASS+CMF组合处理工艺，既利用CASS工艺达到脱氮除磷效果，又发挥了CMF微滤膜对水质水量变化大及负荷冲击适应性项目CODcrBOD5SSTNNH3-NTP余氯粪大肠菌群数设计进水水质25015020045304.5——≥107个/L设计出水水质406101550.5≥0.05≤2000个/L去除率（%）≥84≥96≥95≥66.7≥83.3≥88.9——≥99.9表1　设计进、出水水质强、处理效果稳定、运行模式灵活等优点，能够达到高效降解有机物和去除污染物的目的，出水达到相应回用标准。与MBR工艺采用反应池混合液直接膜过滤方式相比，相应增大了膜通量，减少膜清洗次数，延长膜使用寿命，降低运行能耗。该组合工艺流程如图1所示。污水经粗格栅、细格栅及曝气沉砂池等预处理后，重力流入CASS生物选择池、缺氧池和好氧池处理，出水经末端滗水器进入消毒接触池，再经泵抽吸进入CMF连续微滤，活性污泥、大分子等物质被膜截流，经膜过滤水进入清水池消毒后再生回用。为满足再生水管道末稍余氯的要求，推荐采用二氧化氯消毒。污泥采用机械离心浓缩脱水一体机脱水后，泥饼运至广州开发区某热力公司湿法焚烧。针对本工程臭气处理要求较高，结合相关除臭工程案例，采用生物滤池除臭工艺。四、工程设计除综合楼和变电所位于地上外，所有处理构筑物均位于地下，平面布置紧凑，减少了地下空间的挖方量，充分利用了地下空间。再生水厂效果图见图2。五、结论与建议该工程作为国内少有的全地下式再生水处理厂，为国内类似工程建设提供了一个新的工程案例。随着国产膜的日趋成熟，为膜工艺的推广奠定了良好的基础。在设计、建设和今后运行中所积累的经验，可作为用地紧缺、出水要求高、需利用地上空间等类似工程作借鉴。