电磁流量计在膜处理行业的应用

电磁流量计在膜处理行业的应用

——杭州水处理中心肇庆市恒泰经济发展有限公司印染废水处理项目

杭州水处理技术研究开发中心简介

  杭州水处理技术研究开发中心有限公司(以下简称“中心”)隶属于中国化工集团。中心组建于1984年，原为国家海洋局直属科研机构，2006年转制进入中国化工集团蓝星总公司，成为科技型企业。专业从事以膜为核心的水处理技术及产品开发、工程设计、产品生产与系统集成。中心是目前国内从事膜技术研究开发最早、技术力量最强的单位之一，是国家液体分离膜领域的开拓者。

  中心是我国膜产业的重要基地。几十年来，坚持“全方案解决”的理念服务于市场。在海水淡化、苦咸水淡化、废水回用、中水回用、工业用水处理、市政用水、纯水超纯水制备及化工分离、浓缩、提纯等市场领域，共承担大中型水处理工程设计及施工400余项，提供成套设备500余套，并出口东南亚、中东等十多个国家和地区，经营规模居行业榜首。中心拥有多项工程设计、咨询甲级和乙级证书以及总承包证书。拥有各类国家注册工程师近40人，是目前国内行业资质实力最强的单位之一。 三十多年来，中心由一资产不足300万元的研究室发展到如今膜分离行业的领头羊，无不体现了各级领导的关心与重视以及中心在行业内的地位。中心生产的反渗透海水淡化设备还作为中华人民共和国的礼物由胡锦涛主席赠送给基里巴斯政府。

  中心不但在膜技术科研开发领域挚旗，在产品开发和应用上更有着丰富的经验和强大的实力。“七五”以来，中心在国家“七五”、“八五”、“九五”、“十五”、“十一五”、“973”计划、“863”计划、国家科技攻关计划、国家自然科学基金、国家海洋局和浙江省科技计划中，共承担完成了重大项目近百项、获国家科技进步一、三等奖各一项，国家科技攻关重大成果奖三项，省部级科技进步奖40余项，国家级新产品三项，国家专利80余项，其成果数量居国内行业之首。近期又承担了国家科技部《万吨级膜法海水淡化关键技术与装备研究》的专项研究课题，这些科研成果的成功研制和应用，从根本上扭转了我国膜技术产品长期依赖进口的局面，使得膜技术成为清洁工艺的典型技术，从浓缩到分离提取特种物质，从海水淡化制取水源到工业用纯水超纯水及锅炉补给水，从再生水回用到废水资源提取，膜技术成为各行业的支撑技术。

  此外，中心还较好地发挥了“国家队”和行业“领头羊”的作用，先后起草编写行业和国家标准30余个(海水淡化行业标准已编写完成)，编写了国家膜技术工程等标准及教育大纲，举办大型国际学术会议近30个，举办各类培训班近40次，培训行业内骨干3000多人次，并多次参与国家膜技术及产业发展规划的起草工作和国家重大项目的咨询工作。同时中心作为中国膜分离行业领先技术水平的代表，多次出席国际膜技术会议。

  经过三十多年的努力，中心已成为本行业内规模最大的单位之一。在化工纯水、海水淡化、锅炉补给水、工艺用水、医药用水、电子工业超纯水、金属化合物浓缩分离及各工业领域建立了对行业产生重大影响的成套工程。在海水淡化行业，公司率先在反渗透海水淡化领域建立了当时国内最大的日产五百吨反渗透海水淡化工程，获国家海洋局勘察设计金奖，以后建立了千吨级反渗透海水淡化示范工程、国内最大的万吨级反渗透海水淡化示范工程，以及目前国内规模及影响力均空前的舟山十万吨每天海水淡化项目以及曹妃甸五万吨每天海水淡化项目。尤其是曹妃甸项目是目前唯一一个由国内企业总承包的海水淡化项目，是国家发改委海水淡化产业发展重点示范项目。

  杭州(火炬)西斗门膜工业有限公司成立于1996年，是中心全资子公司，集科技开发、生产、经营与一体。主要经营膜分离技术，分离膜及水处理工程 技术产品的开发、制造、销售、服务。

  肇庆市恒泰经济发展有限公司简介

  肇庆市恒泰经济发展有限公司成立于2004年，公司以生态环保为理念，营造一个大型的纺织环保工业城，为国内外投资纺织印染行业的客商，打造世界顶级纺织环保生产基地。肇庆市永安镇恒泰纺织工业园，占地面积为780亩，引进5家纺织印染企业，包括肇庆市浚丰纺织印染有限公司、肇庆市鼎晟纺织染整有限公司、肇庆市大业纺织有限公司、肇庆市豪马纺织染整有限公司和肇庆市粤隆纺织有限公司。该园区实施集中供热、集中该污水处理，集中供热和集中污水处理工作由肇庆市恒泰经济发展有限公司承担。该公司建有一套污水处理站，负责对工业园区的生产废水进行收集处理。该厂采用先进的污水处理设备，厂区主体工艺采用A/O处理工艺和RO反渗透处理系统组成。肇庆市恒泰经济发展有限公司污水处理厂建成后极大地改善了城市水环境，对治理污染，保护当地流域水质和生态平衡具有十分重要的作用，同时对改善肇庆市的投资环境，实现肇庆市经济社会可持续发展具有积极的推进作用。

  印染废水简介：

  我国是纺织印染第一大国，纺织印染行业又是工业废水排放的大户，近十年来，印染企业数量及印染废水排放量呈较快上升趋势发展，印染纺织行业对水资源需求的不断增加与水体污染加剧之间的矛盾正日益凸显。印染废水水质复杂，根据污染物的来源可分为两类：一类来自纤维原料本身的夹带物;另一类是加工过程中所用的浆料、油剂、染料、化学助剂、酸碱等。印染加工的四个工序都要派出废水，预处理阶段(包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序)要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排出染色废水，印花工序排出印花废水和皂液废水，整理工序则排出整理废水。印染废水是以上各类废水的混合废水或(除漂白废水以外的)综合废水。

  印染废水的特点：

  (1)水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性和PH 值变化大、水质变化剧烈。因化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使PVA 浆料、新型助剂等难以生化降解的有机物大量进入印染废水中，增加了处理难度。

  (2)由于不同染料、不同助剂、不同织物的染整要求，所以废水中的PH 值、CODCr、BOD5、颜色等也各不相同，但其共同的特点是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，以利于进行生化处理。

  (3) 印染废水中的碱减量废水，其CODCr值有的可达10 万mg/L 以上，pH 值≥12 ，因此必须进行预处理，把碱回收，并投加酸降低pH 值，经预处理达到一定要求后，再进入调节池，与其它的印染废水一起进行处理。

  (4)印染废水的另一个特点是色度高，有的可高达4000 倍以上。所以印染废水处理的重要任务之一就是进行脱色处理，为此需要研究和选用高效脱色菌、高效脱色混凝剂和有利于脱色的处理工艺。

  (5) 印染行业中，PVA 浆料和新型助剂的使用，使难生化降解的有机物在废水中含量大量增加。特别是PVA 浆料造成的CODCr含量占印染废水总CODCr的比例相当大，而水处理用的普通微生物对这部分CODCr很难降解。因此需要研究和筛选用来降解PVA 的微生物。

  A/O 工艺简介 ：

  A/O工艺法，也叫厌氧好氧工艺法，主要用于水处理方面。A就是厌氧段，主要用于脱氮除磷;O就是好氧段;主要用于去除水中的有机物。它除了可去除废水中的有机污染物外，还可同时去除氮、磷，对于高浓度有机废水及难降解废水，在好氧段前设置水解酸化段，可显著提高废水可生化性。

  A/O工艺通常是在常规的好氧活性污泥处理系统前，增加一段缺氧生物处理过程或厌氧生物处理过程。在好氧段好氧微生物氧化分解污水中的BOD5(有机物污染程度的一个重要指标)，同时进行硝化或吸收磷，如果前边配的是缺氧段，有机物和氨氮在好氧段化为硝化氮并回流到缺氧段，其中的反硝化细菌抻用氧化态氮和污水中的有机碳进行反硝化反应，使化合氮变为分子态氮，获得同时去碳和脱氮的效果。如果前边配的是厌氧段，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统，部分回流到厌氧段将磷释放出来。因此，缺氧/好氧(A/O 法又被称为生物脱氮系统，而厌氮/好氧(A/O)法又称为生物除磷系统。A/O 法的特点：A/O 系统可以同时去除污水中的BOD5和氨氮，适用于处理氨氮和BOD5 含量均较高的工业废水。当污水中氨氮含量较高，但BOD5 值较低时，可以采用外加碳源的方法实现脱氮。

  印染废水常用的处理工艺组合

  (1)物化法：利用加入絮凝剂、助凝剂在特定的构筑物内进行沉淀或气浮，去除污水中的污染物的一种化学物理处理方法。但该类方法由于加药费用高、去除污染物不彻底、污泥量大并且难以进一步处理，会产生一定的二次污染，一般不单独使用，仅作为生化处理的辅助工艺;

  (2)生化法：利用微生物的作用，使污水中有机物降解、被吸附而去除的一种处理方法。由于其降解污染物彻底，运行费用相对低，基本不产生二次污染等特点，被广泛运用于印染污水处理中。

  厌氧工艺技术：在无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧菌降解有机污染物，最终产物是二氧化碳和甲烷。厌氧生物反应通常被划分成两个阶段过程：第一阶段水解酸化阶段，第二阶段是甲烷发酵阶段。在印染废水处理中常将厌氧控制在水解酸化阶段，来降解废水中部分污染物，同时提高废水的可生化性。即印染废水中常用的水解酸化工艺，一般CODCr去除率为20～40%，色度去除率可达40～ 70%。

  好氧工艺技术：由好氧微生物降解污水中有机污染物，最终产物为水和二氧化碳。在印染废水中常用的主要有：活性污泥法、接触氧化法，一般CODCr去除率为55～88%。

  “水解酸化+接触氧化”是比较经济适用的印染废水处理技术，单独使用厌氧或纯粹只用好氧都不是很好的处理方法。尤其对：高难度、中难度处理印染废水，如没有水解酸化段将很难处理达标。即使较易处理的牛仔洗漂废水，采用厌氧不仅降低处理成本，同时也减少投资，方便运行。随着人们对环境质量要求越来越高，印染废水排放标准越来越严。对于高、中难度处理印染废水单独的生化或物化处理都难以达到排放要求。根据国家印染行业废水污染防治技术政策：印染废水治理宜采用生物处理技术和物理化学处理技术相结合的综合治理路线，不宜采用单一的物理化学处理单元作为稳定达标排放治理流程。这样既保留了物化除色、前处理去除部分污染物降低生化负荷、去除生化剩余污染物的特点，又充分发挥生化处理技术可降解大量有机污染物和一定除色功效的特点。

  RO反渗透系统组成

  保安过滤器1、一级RO膜系统、中间水箱A、保安过滤器2、二级RO膜系统。废水站回用水经管道输送至原水箱，经增压泵提升经过多介质过滤器及活性炭吸附过滤器进行过滤，出水进入保安过滤器1，后经高压泵输送至RO系统A， RO系统A产水进入RO中间水箱A，浓水排放至集水箱，并泵送至废水站，向RO中间水箱A中投加一定量NaOH溶液，将水中CO2转变成碳酸，进而被下一级RO膜有效截留，RO中间水箱A出水经泵输送至保安过滤器2，后经高压泵输送至RO系统B，同时中间水箱A的水也用于多介质过滤器和活性炭过滤器的反冲洗，反冲洗污水排放到集水箱， RO系统B产水进入RO中间水箱B，浓水回流至原水箱。RO中间水箱B出水经泵提升进入EDI系统，EDI产水进入氮封水箱，浓水回流至RO中间水箱A，氮封水箱出水经高压泵提升经过UV杀菌仪消毒及终端精密过滤器过滤，超纯水供应至车间。本系统反洗水及RO系统1浓水排放水经集水坑排水泵排放至废水站指定位置。 另外反渗透装置系统和EDI装置系统附属系统包括药洗系统。药洗系统包括药洗水箱、药洗水泵和药洗保安过滤器各1台，及必要的管道、阀门及仪表。

  EDI技术是离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术。它巧妙的将电渗析和离子交换技术相结合，利用两端电极高压使水中带电离子移动，并配合离子交换树脂及选择性树脂膜以加速离子移动去除。在EDI除盐过程中，离子在电场作用下通过离子交换膜被清除。同时，水分子在电场作用下产生氢离子和氢氧根离子，这些离子对离子交换树脂进行连续再生，以使离子交换树脂保持最佳状态。

  进水流量与EDI模块的处理能力，进水水质以及进水压力有关。在EDI模块产水能力恒定条件下，进水水质越差，模块的单位处理负担就越重，进水流量应当调节的越小。在模块的启动阶段，应注意当瞬间流量过大时，会造成膜的穿孔。 由于模块中的电子流主要通过填充树脂传递的，所以浓水电流在一定程度上成了影响模块中电子流迁移的关键。在实际的试验中可以发现，减少浓水的流量可以提高系统的电流，并且在一定程度上提高水质。但是浓水流也并非越小越好，当浓水流量过小时会导致膜两侧浓度差过大，而形成浓差扩散，影响水质。另一方面，由于弱电离子Si及其离子态化合物的溶解度很小，所以容易在低流量的浓水中形成饱和，从而影响弱电离子的去除。进水流量增加,模块的工作压力也相应增加，如果超过EDI的处理范围,出水水质会显著变差。所以当进水的电导比较高时,适当地调节进水的流量是必需的。当进水的电导比较小时,也可以在EDI系统压力允许的范围内增加进水的流量,以提高产水的效率。

  现场电磁流量计使用情况

  我们公司的电磁流量计在这个项目主要是配套用于杭州水处理中心的RO反渗透系统项目，主要用到电磁流量计的型号有：

  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转换器是不带显示，所以每一台都配了SWP-LK801流量积算仪。印染废水一般会有一定的腐蚀性所以测量印染废水的流量计都可选用型号：EMF8101-23030C11，HC哈氏合金三电极结构、PTFE聚四氟乙烯衬里。

  型号EMF8101-(150)13030C11-200m3/h有两台，用于酸洗罐的补水计量和纯水制作阶段的自来水流量计量。都是用来测量普通水的，所以选用316L不锈钢电极就可以，现场都是塑料管道，所以所有流量计都选用三电极结构，并要可靠接地。以下是现场应用图片：

  酸洗罐补水流量计：

  制纯水膜组下面的测自来水流量计：

  型号EMF8101-(150)23030C11-160m3/h有6台，一级膜组三套配3台流量计，二级膜组三套也配3台流量计，结合进水压力可以判断膜处理的效率和膜的好坏。一级膜组每个膜处理组预处理过的印染污水进水流量计，一级膜组处理过后剩余的浓水再加压送入二级膜组深度处理，最后二级膜组处理后剩余超浓污水也要一台流量计测量流量，然后排放到集水箱;一级、二级膜处理后得到的清水由于电导率比较低，所以没用电磁流量计测量，清水可以返回工厂回用，达到排放标准也可以排放到河流里。以下是膜处理阶段流量计现场应用图片：

  一级三套膜组处理系统进水流量计：

  二级三套膜组处理系统进水流量计如下图，虽然安装位置是不锈钢管道，但是只有装流量计的这一段是不锈钢管道的，流量计上游和下游都是PVC管道，所以还是要接好地线才能测量准确：

  二级膜组系统处理后剩余浓污水流量计：

  膜的运行过程中，污水经过处理会在膜内留下污染，有固体颗粒附着污染、胶体污染、有机物污染和微生物污染，可以通过采用合理的操作方法来减轻膜污染，以延长膜的清洗周期。近年来出现的双向流技术也是提高膜运行效率的有效途径之一.该技术在膜分离过程中，通过对废水的进出方向进行周期性交换，在分离过滤的同时，利用进水对污染较重的膜表面进行冲洗，以保持膜的良好运行性能，达到持续稳定地进行料液分离浓缩。当膜被污染时，必须对膜进行必要的清洗。这个项目清洗膜组的方法主要是用清水先高压正反向冲洗，先清洗膜组的颗粒附着污染，然后再用稀盐酸来清洗膜组的有机物和微生物污染。

  清水清洗时清水通过原来的污水管道进入，所以与污水进料共用电磁流量计。

  膜组酸洗进料流量计型号：EMF8101-(200)73030C11-250m3/h，测量的是稀盐酸，腐蚀性非常强，所以测量电极选用铂铱合金电极，并且是三电极结构，现场由于没接地线，所以测量值一直在波动，接好地线后就正常了。

  型号EMF8101-(400)23030C11-500m3/h是测量膜组污水进料流量总管流量计;型号EMF8101-(200)23030C11-400m3/h是用来测量A/O工艺处理时，厌氧池处理后污水流到好氧池继续处理的污水流量。现场图如下：