內蒙古華電烏達熱電有限公司(以下簡稱烏達熱電)位于內蒙古自治區(qū)烏海市內，全廠水源原設計為近河道的自備井地下水。由于近年來內蒙古自治區(qū)不斷提升環(huán)保指標要求，烏達熱電需停止使用地下水作為全廠水源，生產用水水源改為當地市政污水廠達標排放水，黃河水作為備用水源，生活用水水源改為市政自來水。由于市政污水處理廠提供水源為低污染類水源，有機物含量較高，為了節(jié)約用水，考慮新建規(guī)模為97m3/h的冷卻塔排污水回收系統(tǒng)。考慮到系統(tǒng)運行安全和遠期擴建需要，設計建設3套每套出力為49m3/h的循環(huán)冷卻水回收系統(tǒng)，正常運行2套，循環(huán)備用1套。市政污水處理廠提供水源通過該回收系統(tǒng)處理后，作為電廠生水補充水源回用到電廠生產用水中。

1、水質分析

烏達熱電水源由近河道地下水改為市政污水廠達標排放水，水源類型由水質優(yōu)異的地下水調整為受污染的回用水，使整個電廠水處理系統(tǒng)都面臨較大的運行風險，需要根據水源特性，選擇有針對性的工藝應對方案。項目配套的市政污水處理廠水源水質和循環(huán)水排污水回用取水點采樣水質見表1。由表1可見，循環(huán)排污水水質由于其濃縮倍率提升，表現為堿度、硬度、氯離子等增加，水中有機污染物指標化學需氧量(COD)也相應增高。在分析水源水質時，應重點考慮控制有機污染物，減少對反滲透膜造成的污染。綜合目前成熟的應用工藝技術，選擇機械加速澄清池和超濾的組合工藝作為反滲透預處理工藝，通過投加藥劑使污染物通過團聚和分子鍵橋聯、靜電吸附等作用，形成穩(wěn)定的礬花沉淀下來，依靠超濾技術將水中不易沉降的懸浮物除去。

2、工藝流程

根據循環(huán)水排污水水質特點，重點控制其懸浮物和有機污染物，通過比較確定工藝流程為“機械加速澄清池+浸沒式超濾+反滲透系統(tǒng)”，具體如圖1所示。其中，超濾組件選用HFS－30型浸沒式中空纖維超濾膜元件。

機械加速澄清池主要用于去除水體中的大顆粒物質、大直徑懸浮物膠體等。機械加速澄清池具有處理效果較穩(wěn)定、適應性較強的特點，常作為電廠原水預處理工藝，但其運行操作有較高技術要求，加藥量、藥劑類型、水溫、藻類、攪拌器轉速等都會影響出水效果，甚至會出現礬花無法沉降的“翻池”現象，造成出水水質超標。

浸沒式超濾膜是將膜組件放置在膜池中，通過負壓抽吸或虹吸自流方式過濾水，通常用于原水水質波動較大的中水回用或已有濾池改造項目上。由于開放式的膜池結構，使其具有進水水質要求較寬松、耐沖擊負荷能力強、對預處理的要求較低等特點;具有出水水質穩(wěn)定、占地面積小、運行成本低等優(yōu)勢，可用于反滲透前處理，去除膠體、濁度、細菌、病毒等，達到反滲透系統(tǒng)進水水質要求。浸沒式超濾對預處理的要求較低、耐沖擊負荷能力強，應用于污染較嚴重的水質處理和規(guī)模較大的工程時，更具優(yōu)勢。

反滲透技術主要用于除鹽，需要對反滲透膜的進水污染指數(SDI)、進水濁度進行控制，通常要求SDI不高于4，濁度不高于0．2NTU。反滲透前的預處理效果越好，出水水質越穩(wěn)定，反滲透膜運行越穩(wěn)定。

3、系統(tǒng)設計

3．1 浸沒式產品特點

HFS－30型浸沒式膜產品是一種具有內部支撐結構的加強型浸沒式中空纖維膜產品，可應用在浸沒式超濾和膜生物反應器(MBR)工藝中。

浸沒式超濾系統(tǒng)流程如圖2所示，其工作方式為HFS－30膜箱直接浸沒在曝氣池中，或將膜箱裝于單獨的膜池中。多個膜箱并排排布在一起形成一個膜列，直接與出水母管連接，出水母管再透過產水泵將過濾水抽出，在運行過程中通過鼓風機曝氣，使得氣泡上升沖刷超濾膜表面，減少膜表面污染物附著。該項目所采用的浸沒式超濾膜產品技術規(guī)格見表2。

3．2 烏達熱電水源切換超濾設計參數

浸沒式超濾用于循環(huán)水排污水回收利用，設置為3個系列單元，每個系列單元都能單獨運行，也可以運行，系統(tǒng)凈出力3×75m3/h，2用1備。表3為超濾系統(tǒng)的設計參數，膜凈通量為35L/h，回收率不低于90%。浸沒式超濾系統(tǒng)共采用222支HFS－30浸沒式超濾膜片，膜池為防腐處理鋼結構，共3個膜池，每個膜池設置1個膜框架單元，每個單元安裝74片浸沒式超濾膜片。

3．3 浸沒式超濾系統(tǒng)運行參數

浸沒式超濾系統(tǒng)的運行分為產水、反洗、化學加強洗和化學清洗幾個部分。其中，日常制水過程中按照“產水+反洗”運行，固定間隔時間進行化學加強洗，當化學加強洗無法保證運行跨膜壓差在50kPa以內運行或每3個月到期時，需要進行離線化學清洗。浸沒式超濾膜是將超濾膜置于構筑物內，污水進入構筑物后接觸到超濾膜外表面，超濾膜通過膜抽吸水泵的作用，將清水透過膜孔進入膜管內側從而分離出來，將污水中的顆粒物、污染物截留在水中。系統(tǒng)運行一定時間后，需要程序控制對膜組件進行反沖洗。反沖洗的主要目的是，防止?jié)B濾液中的污染物在膜表面沉積，利用清水反向沖洗，使膜外表面的污染物質剝落下來。一般每次反洗時長為0．5～1．0min，超濾膜每過濾15．0～30．0min進行一次反洗。反洗時曝氣風機啟動，對膜絲表面進行空氣擦洗，清除表面附著的污染物。為保持膜的長期運行，需要定期對膜進行短期的化學加藥浸泡，減緩膜表面的污染。通常為1～3天1次，每次30．0min，可以根據污染物的不同選擇不同的清洗劑。為保持膜的性能，膜組件應該定期進行化學清洗，一般推薦3個月進行1次化學清洗。