電磁流量計在膜處理行業的應用

電磁流量計在膜處理行業的應用

——杭州水處理中心肇慶市恒泰經濟發展有限公司印染廢水處理項目

杭州水處理技術研究開發中心簡介

  杭州水處理技術研究開發中心有限公司(以下簡稱“中心”)隸屬于中國化工集團。中心組建于1984年，原為國家海洋局直屬科研機構，2006年轉制進入中國化工集團藍星總公司，成為科技型企業。專業從事以膜為核心的水處理技術及產品開發、工程設計、產品生產與系統集成。中心是目前國內從事膜技術研究開發最早、技術力量最強的單位之一，是國家液體分離膜領域的開拓者。

  中心是我國膜產業的重要基地。幾十年來，堅持“全方案解決”的理念服務于市場。在海水淡化、苦咸水淡化、廢水回用、中水回用、工業用水處理、市政用水、純水超純水制備及化工分離、濃縮、提純等市場領域，共承擔大中型水處理工程設計及施工400余項，提供成套設備500余套，并出口東南亞、中東等十多個國家和地區，經營規模居行業榜首。中心擁有多項工程設計、咨詢甲級和乙級證書以及總承包證書。擁有各類國家注冊工程師近40人，是目前國內行業資質實力最強的單位之一。 三十多年來，中心由一資產不足300萬元的研究室發展到如今膜分離行業的領頭羊，無不體現了各級領導的關心與重視以及中心在行業內的地位。中心生產的反滲透海水淡化設備還作為中華人民共和國的禮物由胡錦濤主席贈送給基里巴斯政府。

  中心不但在膜技術科研開發領域摯旗，在產品開發和應用上更有著豐富的經驗和強大的實力?！捌呶濉币詠?，中心在國家“七五”、“八五”、“九五”、“十五”、“十一五”、“973”計劃、“863”計劃、國家科技攻關計劃、國家自然科學基金、國家海洋局和浙江省科技計劃中，共承擔完成了重大項目近百項、獲國家科技進步一、三等獎各一項，國家科技攻關重大成果獎三項，省部級科技進步獎40余項，國家級新產品三項，國家專利80余項，其成果數量居國內行業之首。近期又承擔了國家科技部《萬噸級膜法海水淡化關鍵技術與裝備研究》的專項研究課題，這些科研成果的成功研制和應用，從根本上扭轉了我國膜技術產品長期依賴進口的局面，使得膜技術成為清潔工藝的典型技術，從濃縮到分離提取特種物質，從海水淡化制取水源到工業用純水超純水及鍋爐補給水，從再生水回用到廢水資源提取，膜技術成為各行業的支撐技術。

  此外，中心還較好地發揮了“國家隊”和行業“領頭羊”的作用，先后起草編寫行業和國家標準30余個(海水淡化行業標準已編寫完成)，編寫了國家膜技術工程等標準及教育大綱，舉辦大型國際學術會議近30個，舉辦各類培訓班近40次，培訓行業內骨干3000多人次，并多次參與國家膜技術及產業發展規劃的起草工作和國家重大項目的咨詢工作。同時中心作為中國膜分離行業領先技術水平的代表，多次出席國際膜技術會議。

  經過三十多年的努力，中心已成為本行業內規模最大的單位之一。在化工純水、海水淡化、鍋爐補給水、工藝用水、醫藥用水、電子工業超純水、金屬化合物濃縮分離及各工業領域建立了對行業產生重大影響的成套工程。在海水淡化行業，公司率先在反滲透海水淡化領域建立了當時國內最大的日產五百噸反滲透海水淡化工程，獲國家海洋局勘察設計金獎，以后建立了千噸級反滲透海水淡化示范工程、國內最大的萬噸級反滲透海水淡化示范工程，以及目前國內規模及影響力均空前的舟山十萬噸每天海水淡化項目以及曹妃甸五萬噸每天海水淡化項目。尤其是曹妃甸項目是目前唯一一個由國內企業總承包的海水淡化項目，是國家發改委海水淡化產業發展重點示范項目。

  杭州(火炬)西斗門膜工業有限公司成立于1996年，是中心全資子公司，集科技開發、生產、經營與一體。主要經營膜分離技術，分離膜及水處理工程 技術產品的開發、制造、銷售、服務。

  肇慶市恒泰經濟發展有限公司簡介

  肇慶市恒泰經濟發展有限公司成立于2004年，公司以生態環保為理念，營造一個大型的紡織環保工業城，為國內外投資紡織印染行業的客商，打造世界頂級紡織環保生產基地。肇慶市永安鎮恒泰紡織工業園，占地面積為780畝，引進5家紡織印染企業，包括肇慶市浚豐紡織印染有限公司、肇慶市鼎晟紡織染整有限公司、肇慶市大業紡織有限公司、肇慶市豪馬紡織染整有限公司和肇慶市粵隆紡織有限公司。該園區實施集中供熱、集中該污水處理，集中供熱和集中污水處理工作由肇慶市恒泰經濟發展有限公司承擔。該公司建有一套污水處理站，負責對工業園區的生產廢水進行收集處理。該廠采用先進的污水處理設備，廠區主體工藝采用A/O處理工藝和RO反滲透處理系統組成。肇慶市恒泰經濟發展有限公司污水處理廠建成后極大地改善了城市水環境，對治理污染，保護當地流域水質和生態平衡具有十分重要的作用，同時對改善肇慶市的投資環境，實現肇慶市經濟社會可持續發展具有積極的推進作用。

  印染廢水簡介：

  我國是紡織印染第一大國，紡織印染行業又是工業廢水排放的大戶，近十年來，印染企業數量及印染廢水排放量呈較快上升趨勢發展，印染紡織行業對水資源需求的不斷增加與水體污染加劇之間的矛盾正日益凸顯。印染廢水水質復雜，根據污染物的來源可分為兩類：一類來自纖維原料本身的夾帶物;另一類是加工過程中所用的漿料、油劑、染料、化學助劑、酸堿等。印染加工的四個工序都要派出廢水，預處理階段(包括燒毛、退漿、煮煉、漂白、絲光等工序)要排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水和絲光廢水，染色工序排出染色廢水，印花工序排出印花廢水和皂液廢水，整理工序則排出整理廢水。印染廢水是以上各類廢水的混合廢水或(除漂白廢水以外的)綜合廢水。

  印染廢水的特點：

  (1)水量大、有機污染物含量高、色度深、堿性和PH 值變化大、水質變化劇烈。因化纖織物的發展和印染后整理技術的進步，使PVA 漿料、新型助劑等難以生化降解的有機物大量進入印染廢水中，增加了處理難度。

  (2)由于不同染料、不同助劑、不同織物的染整要求，所以廢水中的PH 值、CODCr、BOD5、顏色等也各不相同，但其共同的特點是BOD5/CODCr值均很低，一般在20%左右，可生化性差，因此需要采取措施，使BOD5/CODCr值提高到30%左右或更高些，以利于進行生化處理。

  (3) 印染廢水中的堿減量廢水，其CODCr值有的可達10 萬mg/L 以上，pH 值≥12 ，因此必須進行預處理，把堿回收，并投加酸降低pH 值，經預處理達到一定要求后，再進入調節池，與其它的印染廢水一起進行處理。

  (4)印染廢水的另一個特點是色度高，有的可高達4000 倍以上。所以印染廢水處理的重要任務之一就是進行脫色處理，為此需要研究和選用高效脫色菌、高效脫色混凝劑和有利于脫色的處理工藝。

  (5) 印染行業中，PVA 漿料和新型助劑的使用，使難生化降解的有機物在廢水中含量大量增加。特別是PVA 漿料造成的CODCr含量占印染廢水總CODCr的比例相當大，而水處理用的普通微生物對這部分CODCr很難降解。因此需要研究和篩選用來降解PVA 的微生物。

  A/O 工藝簡介 ：

  A/O工藝法，也叫厭氧好氧工藝法，主要用于水處理方面。A就是厭氧段，主要用于脫氮除磷;O就是好氧段;主要用于去除水中的有機物。它除了可去除廢水中的有機污染物外，還可同時去除氮、磷，對于高濃度有機廢水及難降解廢水，在好氧段前設置水解酸化段，可顯著提高廢水可生化性。

  A/O工藝通常是在常規的好氧活性污泥處理系統前，增加一段缺氧生物處理過程或厭氧生物處理過程。在好氧段好氧微生物氧化分解污水中的BOD5(有機物污染程度的一個重要指標)，同時進行硝化或吸收磷，如果前邊配的是缺氧段，有機物和氨氮在好氧段化為硝化氮并回流到缺氧段，其中的反硝化細菌抻用氧化態氮和污水中的有機碳進行反硝化反應，使化合氮變為分子態氮，獲得同時去碳和脫氮的效果。如果前邊配的是厭氧段，在好氮段吸收磷后的活性污泥部分以剩余污泥形式排出系統，部分回流到厭氧段將磷釋放出來。因此，缺氧/好氧(A/O 法又被稱為生物脫氮系統，而厭氮/好氧(A/O)法又稱為生物除磷系統。A/O 法的特點：A/O 系統可以同時去除污水中的BOD5和氨氮，適用于處理氨氮和BOD5 含量均較高的工業廢水。當污水中氨氮含量較高，但BOD5 值較低時，可以采用外加碳源的方法實現脫氮。

  印染廢水常用的處理工藝組合

  (1)物化法：利用加入絮凝劑、助凝劑在特定的構筑物內進行沉淀或氣浮，去除污水中的污染物的一種化學物理處理方法。但該類方法由于加藥費用高、去除污染物不徹底、污泥量大并且難以進一步處理，會產生一定的二次污染，一般不單獨使用，僅作為生化處理的輔助工藝;

  (2)生化法：利用微生物的作用，使污水中有機物降解、被吸附而去除的一種處理方法。由于其降解污染物徹底，運行費用相對低，基本不產生二次污染等特點，被廣泛運用于印染污水處理中。

  厭氧工藝技術：在無氧的條件下，由兼性菌及專性厭氧菌降解有機污染物，最終產物是二氧化碳和甲烷。厭氧生物反應通常被劃分成兩個階段過程：第一階段水解酸化階段，第二階段是甲烷發酵階段。在印染廢水處理中常將厭氧控制在水解酸化階段，來降解廢水中部分污染物，同時提高廢水的可生化性。即印染廢水中常用的水解酸化工藝，一般CODCr去除率為20～40%，色度去除率可達40～ 70%。

  好氧工藝技術：由好氧微生物降解污水中有機污染物，最終產物為水和二氧化碳。在印染廢水中常用的主要有：活性污泥法、接觸氧化法，一般CODCr去除率為55～88%。

  “水解酸化+接觸氧化”是比較經濟適用的印染廢水處理技術，單獨使用厭氧或純粹只用好氧都不是很好的處理方法。尤其對：高難度、中難度處理印染廢水，如沒有水解酸化段將很難處理達標。即使較易處理的牛仔洗漂廢水，采用厭氧不僅降低處理成本，同時也減少投資，方便運行。隨著人們對環境質量要求越來越高，印染廢水排放標準越來越嚴。對于高、中難度處理印染廢水單獨的生化或物化處理都難以達到排放要求。根據國家印染行業廢水污染防治技術政策：印染廢水治理宜采用生物處理技術和物理化學處理技術相結合的綜合治理路線，不宜采用單一的物理化學處理單元作為穩定達標排放治理流程。這樣既保留了物化除色、前處理去除部分污染物降低生化負荷、去除生化剩余污染物的特點，又充分發揮生化處理技術可降解大量有機污染物和一定除色功效的特點。

  RO反滲透系統組成

  保安過濾器1、一級RO膜系統、中間水箱A、保安過濾器2、二級RO膜系統。廢水站回用水經管道輸送至原水箱，經增壓泵提升經過多介質過濾器及活性炭吸附過濾器進行過濾，出水進入保安過濾器1，后經高壓泵輸送至RO系統A， RO系統A產水進入RO中間水箱A，濃水排放至集水箱，并泵送至廢水站，向RO中間水箱A中投加一定量NaOH溶液，將水中CO2轉變成碳酸，進而被下一級RO膜有效截留，RO中間水箱A出水經泵輸送至保安過濾器2，后經高壓泵輸送至RO系統B，同時中間水箱A的水也用于多介質過濾器和活性炭過濾器的反沖洗，反沖洗污水排放到集水箱， RO系統B產水進入RO中間水箱B，濃水回流至原水箱。RO中間水箱B出水經泵提升進入EDI系統，EDI產水進入氮封水箱，濃水回流至RO中間水箱A，氮封水箱出水經高壓泵提升經過UV殺菌儀消毒及終端精密過濾器過濾，超純水供應至車間。本系統反洗水及RO系統1濃水排放水經集水坑排水泵排放至廢水站指定位置。 另外反滲透裝置系統和EDI裝置系統附屬系統包括藥洗系統。藥洗系統包括藥洗水箱、藥洗水泵和藥洗保安過濾器各1臺，及必要的管道、閥門及儀表。

  EDI技術是離子交換膜技術和離子電遷移技術相結合的純水制造技術。它巧妙的將電滲析和離子交換技術相結合，利用兩端電極高壓使水中帶電離子移動，并配合離子交換樹脂及選擇性樹脂膜以加速離子移動去除。在EDI除鹽過程中，離子在電場作用下通過離子交換膜被清除。同時，水分子在電場作用下產生氫離子和氫氧根離子，這些離子對離子交換樹脂進行連續再生，以使離子交換樹脂保持最佳狀態。

  進水流量與EDI模塊的處理能力，進水水質以及進水壓力有關。在EDI模塊產水能力恒定條件下，進水水質越差，模塊的單位處理負擔就越重，進水流量應當調節的越小。在模塊的啟動階段，應注意當瞬間流量過大時，會造成膜的穿孔。 由于模塊中的電子流主要通過填充樹脂傳遞的，所以濃水電流在一定程度上成了影響模塊中電子流遷移的關鍵。在實際的試驗中可以發現，減少濃水的流量可以提高系統的電流，并且在一定程度上提高水質。但是濃水流也并非越小越好，當濃水流量過小時會導致膜兩側濃度差過大，而形成濃差擴散，影響水質。另一方面，由于弱電離子Si及其離子態化合物的溶解度很小，所以容易在低流量的濃水中形成飽和，從而影響弱電離子的去除。進水流量增加,模塊的工作壓力也相應增加，如果超過EDI的處理范圍,出水水質會顯著變差。所以當進水的電導比較高時,適當地調節進水的流量是必需的。當進水的電導比較小時,也可以在EDI系統壓力允許的范圍內增加進水的流量,以提高產水的效率。

  現場電磁流量計使用情況

  我們公司的電磁流量計在這個項目主要是配套用于杭州水處理中心的RO反滲透系統項目，主要用到電磁流量計的型號有：

  EMF8101-(150)13030C11-200m3/h

  EMF8101-(150)23030C11-160m3/h

  EMF8101-(200)73030C11-250m3/h

  EMF8101-(400)23030C11-500m3/h

  EMF8101-(200)23030C11-400m3/h

  由于EMF8100轉換器是不帶顯示，所以每一臺都配了SWP-LK801流量積算儀。印染廢水一般會有一定的腐蝕性所以測量印染廢水的流量計都可選用型號：EMF8101-23030C11，HC哈氏合金三電極結構、PTFE聚四氟乙烯襯里。

  型號EMF8101-(150)13030C11-200m3/h有兩臺，用于酸洗罐的補水計量和純水制作階段的自來水流量計量。都是用來測量普通水的，所以選用316L不銹鋼電極就可以，現場都是塑料管道，所以所有流量計都選用三電極結構，并要可靠接地。以下是現場應用圖片：

  酸洗罐補水流量計：

  制純水膜組下面的測自來水流量計：

  型號EMF8101-(150)23030C11-160m3/h有6臺，一級膜組三套配3臺流量計，二級膜組三套也配3臺流量計，結合進水壓力可以判斷膜處理的效率和膜的好壞。一級膜組每個膜處理組預處理過的印染污水進水流量計，一級膜組處理過后剩余的濃水再加壓送入二級膜組深度處理，最后二級膜組處理后剩余超濃污水也要一臺流量計測量流量，然后排放到集水箱;一級、二級膜處理后得到的清水由于電導率比較低，所以沒用電磁流量計測量，清水可以返回工廠回用，達到排放標準也可以排放到河流里。以下是膜處理階段流量計現場應用圖片：

  一級三套膜組處理系統進水流量計：

  二級三套膜組處理系統進水流量計如下圖，雖然安裝位置是不銹鋼管道，但是只有裝流量計的這一段是不銹鋼管道的，流量計上游和下游都是PVC管道，所以還是要接好地線才能測量準確：

  二級膜組系統處理后剩余濃污水流量計：

  膜的運行過程中，污水經過處理會在膜內留下污染，有固體顆粒附著污染、膠體污染、有機物污染和微生物污染，可以通過采用合理的操作方法來減輕膜污染，以延長膜的清洗周期。近年來出現的雙向流技術也是提高膜運行效率的有效途徑之一.該技術在膜分離過程中，通過對廢水的進出方向進行周期性交換，在分離過濾的同時，利用進水對污染較重的膜表面進行沖洗，以保持膜的良好運行性能，達到持續穩定地進行料液分離濃縮。當膜被污染時，必須對膜進行必要的清洗。這個項目清洗膜組的方法主要是用清水先高壓正反向沖洗，先清洗膜組的顆粒附著污染，然后再用稀鹽酸來清洗膜組的有機物和微生物污染。

  清水清洗時清水通過原來的污水管道進入，所以與污水進料共用電磁流量計。

  膜組酸洗進料流量計型號：EMF8101-(200)73030C11-250m3/h，測量的是稀鹽酸，腐蝕性非常強，所以測量電極選用鉑銥合金電極，并且是三電極結構，現場由于沒接地線，所以測量值一直在波動，接好地線后就正常了。

  型號EMF8101-(400)23030C11-500m3/h是測量膜組污水進料流量總管流量計;型號EMF8101-(200)23030C11-400m3/h是用來測量A/O工藝處理時，厭氧池處理后污水流到好氧池繼續處理的污水流量?，F場圖如下：