本文將介紹NEWater在工藝優(yōu)化方面開(kāi)展的RO中試試驗(yàn)、不同種類膜的處理性能的對(duì)比研究、以及在實(shí)際生產(chǎn)中RO系統(tǒng)的性能優(yōu)化。
作為一個(gè)水資源季度有限的國(guó)家而言，新加坡成功的開(kāi)發(fā)了“四源匯水”，“四源”包括本地水、從馬來(lái)西亞進(jìn)口的水、淡化海水、新生水（NEWater）。而新生水更是王冠上那顆最閃耀的寶石，成功的吸引了來(lái)自世界各地水業(yè)同行們的目光。
NEWater起源于2003年，它的工藝主體是對(duì)污水（usedwater）進(jìn)行嚴(yán)苛的凈化和深度處理，結(jié)合了膜處理工藝（包括微濾或者超濾、以及反滲透）和紫外消毒工藝。產(chǎn)生的新生水主要用于工業(yè)生產(chǎn)，以及旱季作為對(duì)水庫(kù)的補(bǔ)充水源，這其實(shí)就是一種間接的飲用水源。
NEWater的生產(chǎn)流程如下：傳統(tǒng)污水處理廠二級(jí)處理的出水將作為NEWater水廠的進(jìn)水，首先經(jīng)過(guò)精細(xì)格柵過(guò)濾，在進(jìn)入微濾或者超濾工藝單元，主要去除細(xì)顆粒物，出水進(jìn)入反滲透工藝單元，去除細(xì)菌、病毒以及大部分溶解鹽。反滲透出水進(jìn)行紫外消毒，最終凈化為“NEWater”。
1、針對(duì)NEWater工藝優(yōu)化開(kāi)展的RO中試試驗(yàn)
迄今為止，新加坡已經(jīng)擁有4座NEWater水廠，總處理量可達(dá)新加坡總需水量的30%。規(guī)劃中的第5座NEWater水廠將于2016年建成運(yùn)營(yíng)，預(yù)計(jì)截止到2060年，NEWater水廠的供水能力將滿足新加坡總需水量的55%以上。為此，PUB必須持續(xù)不斷的進(jìn)行研發(fā)，以對(duì)NEWater的工藝與運(yùn)行控制進(jìn)行優(yōu)化。
為了確保不影響NEWater水廠的實(shí)際運(yùn)行，PUB在BedokNEWater水廠建造了一座與實(shí)際工藝相平行的RO試驗(yàn)線，用于對(duì)RO膜、阻垢劑以及其它化學(xué)藥劑開(kāi)展線下測(cè)試。該試驗(yàn)線包括兩套平行的RO系統(tǒng)，每套系統(tǒng)的處理量為333m3/d，全部設(shè)在一個(gè)20英尺長(zhǎng)的管架內(nèi)。試驗(yàn)線連接有拆裝自如的管道系統(tǒng)，可以按需組裝成不同的工藝結(jié)構(gòu)，并且靈活的實(shí)現(xiàn)操作與監(jiān)控需求，甚至可以囊括對(duì)整個(gè)NEWater工藝中所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的pH、導(dǎo)電性、流速、溫度以及壓力的在線傳感監(jiān)測(cè)。
另外，這個(gè)中試試驗(yàn)廠還包括了化學(xué)藥劑獨(dú)立投加系統(tǒng)，用來(lái)對(duì)每條RO試驗(yàn)線進(jìn)行不同的化學(xué)藥劑投加，比如阻垢劑、抗微生物菌劑等。這些化學(xué)藥劑都儲(chǔ)存在一個(gè)可移動(dòng)的化學(xué)品儲(chǔ)罐內(nèi)，置于管架旁邊。管架旁還設(shè)有在線清洗罐（CIP），以及循環(huán)水箱。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置方便于膜組件的清洗，一旦化學(xué)清洗完成，膜組件可以立即進(jìn)行產(chǎn)水清洗，最快速去除膜表面殘留的化學(xué)物質(zhì)。
2、不同膜的對(duì)比平行試驗(yàn)研究
為了評(píng)估不同膜的性能，兩條RO試驗(yàn)線的操作條件都是完全相同的，用以驗(yàn)證在相同進(jìn)水水質(zhì)和操作條件下，不同種類膜的處理性能。
完全相同的基礎(chǔ)操作參數(shù)包括能耗、壓力、流速、水質(zhì)以及清洗頻率，在此基礎(chǔ)上，科研人員進(jìn)行了一系列針對(duì)膜性能的對(duì)比測(cè)試。包括膜通量及處理效率、使用不同阻垢劑時(shí)需要的藥劑量、不同氟化物劑量對(duì)膜表面結(jié)垢產(chǎn)生的影響、化學(xué)清洗的效率等。
3、NEWater實(shí)際生產(chǎn)中RO系統(tǒng)的性能優(yōu)化
中試試驗(yàn)得到的大量數(shù)據(jù)有利的支持了PUB的科研人員們對(duì)RO系統(tǒng)的性能優(yōu)化以及回收率的提升。系統(tǒng)優(yōu)化會(huì)帶來(lái)化學(xué)藥劑以及能耗的降低，從而降低了整個(gè)NEWater水廠的運(yùn)行費(fèi)用。另外，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可以進(jìn)一步驗(yàn)證膜供應(yīng)商以及化學(xué)藥劑供應(yīng)商提供的產(chǎn)品性能參數(shù)是否準(zhǔn)確，并篩選出更合適的產(chǎn)品供貨商。
PUB已經(jīng)開(kāi)始著手展開(kāi)這項(xiàng)中試試驗(yàn)，通過(guò)膜產(chǎn)品在實(shí)際水源和操作條件下的使用，也可以為膜供貨商們提供大量的工程數(shù)據(jù)，有利于他們對(duì)膜產(chǎn)品展開(kāi)進(jìn)一步優(yōu)化，因此這項(xiàng)中試試驗(yàn)對(duì)膜供貨商們也是極有意義的，對(duì)化學(xué)藥劑供貨商們同理。
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