死水头式膜过滤法处理砂滤器反洗水的大规模再利用 摘要----在1995年和1996年，实验室实验和中试实验已表明：经死水头式膜过滤法处理过的砂滤器中的反洗水能够被回用。这些实验结果表明那些主要由氢氧化铁和氧化锰组成的悬浮固体浓度为100－1，000 mg/l的高污染水能通过一个处理步骤被净化为饮用水。为了证实这项技术也适用于大规模反洗水回用，荷兰East Brabant水公用事业公司的Eindhoven制品厂已经设计并生产了一套完善的死水头式膜过滤设备（1997年1月开始运行），该设计以170 l/m2h巴的通量和120 m3/h的最大容量为基础。尽管设备当时没有在最大容量下运行，但较长时期的设备性能研究表明：就净化性能、能量消耗、药剂耗量、生产能力、回收率和成本而言，被认为是毋庸置疑的旧方法是非常适当的。不止一年以后，大规模工厂仍以160 l/m2h巴的通量运行着，其能耗甚至比预期的更低，总计达0.15 KWh/m3，回收率为93％，运行费用总计达0.43 NLG/m3。
摘要----在1995年和1996年，实验室实验和中试实验已表明：经死水头式膜过滤法处理过的砂滤器中的反洗水能够被回用。这些实验结果表明那些主要由氢氧化铁和氧化锰组成的悬浮固体浓度为100－1，000 mg/l的高污染水能通过一个处理步骤被净化为饮用水。为了证实这项技术也适用于大规模反洗水回用，荷兰East Brabant水公用事业公司的Eindhoven制品厂已经设计并生产了一套完善的死水头式膜过滤设备（1997年1月开始运行），该设计以170 l/m2h巴的通量和120 m3/h的最大容量为基础。尽管设备当时没有在最大容量下运行，但较长时期的设备性能研究表明：就净化性能、能量消耗、药剂耗量、生产能力、回收率和成本而言，被认为是毋庸置疑的旧方法是非常适当的。不止一年以后，大规模工厂仍以160 l/m2h巴的通量运行着，其能耗甚至比预期的更低，总计达0.15 KWh/m3，回收率为93％，运行费用总计达0.43 NLG/m3。
◎ 1999.Elsevier Ssiense.Ltd，保留所有版权。
关键字----反洗水，回用，氢氧化铁，氧化锰，死水头式膜过滤，超滤，微滤
序言
供工业和饮用水产品使用而抽取的地下水需经砂滤处理来去除铁、锰和其他杂质。砂滤器反洗过程会产生反洗水废液，该废液通常直接或经预处理后排入地表水系或污水系统。在荷兰，估计每年有77百万立方米地下水通过出流受到污染。和地下水工业用户一样,日渐发展的饮用水公用事业也偏爱于处理和再利用反洗水。反洗水的回用可通过两种途径来实现：一种是以混凝、沉淀、过滤、消毒为主的常规处理方法，另一种是伴有安全消毒的死水头式膜过滤这一新兴的非常规处理方法。但最终的消毒步骤并不严格需要。
在改善Eindhoven泵站原有常规反洗水回用设备方法的试验过程中，一份关于交叉流膜过滤处理反洗水的报告吸引了我们的注意力，随后我们进行了试点试验，这使得我们偏爱死水头式过滤多于交叉流式。死水头式过滤不仅能耗比交叉流式过滤低（能耗是0.2-0.4 KWh/m3,而不是0.8-1.0 KWh/m3），而且试验还表明：在基本稳定于0.2-0.6巴-（TMP）的膜压力值（该膜压力值称为膜水头损失）下，它能产生更稳定的运行效果（通量为100 l/m2h）。在1995年，East Brabant水公用事业公司和包括HASKONING Nijmegen在内的其他公司一起开发了基于死水头式膜过滤的非常规处理方法。在该系统中，压力迫使供水穿过膜毛细管，并由毛细管的内部到达毛细管的外部，从而通过膜。在那里，称为“渗透水”的净化水被收集起来，随后通过紫外线消毒进入清水池。半生产性研究的膜在线清洗已经完成，清洗周期是每30分清洗15秒，并且每日用H2O2和HCl进行两次化学清洗，中试规模的研究结果表明：高污染反洗水中的铁、锰含量能经过进一步处理减少至饮用水标准。
中试试验中，清洗之后很快会谈到排污，其临界方面表现为膜清洗过程。除此之外，适当的清洗过程在长期的运行中也影响着膜的寿命。
基于试验结果，可以设想该新工序的实现能减少常规处理系统的资金支出。而且，与有着十分不稳定的处理效果的常规处理系统相比，它确保了较可靠且稳定的出水水质。然而，在能够筹划系统的大规模应用前，仍有几个问题需要回答。这些问题包括按比例放大后系统的性能，长期运行时的通量情况，实际情况下的水质，膜的寿命，设备的控制、监控和费用。而且在1996年年初， Eindhoven决定开发一套生产性设备，以证明该工艺的长时期运行效果，由于生产性示范设备因不能提供试验性条件而仅产生一般性消费饮用水。因此该计划的重要目标是回答上述提到的问题，以获得更多关于该技术的知识和经验。这篇论文将简要介绍该大型设备的图样，并说明到现在为止已经获得的运行效果.
生产性示范设备
生产性示范设备简要说明如图1。
砂滤池反洗过程中排放的反洗水，由泵从滤池通过沉砂阱抽吸到一个大沉降池中。Aalsterweg已经使用了一个现有的缓冲/沉降池，它是一个直径15米，深4米的圆形混凝土池。由于砂滤池反洗时的中间特性，每日需用大流量（600 m3/h）的反洗水反洗8次，并且时刻都应使用一个缓冲器，以减少后续膜装置的反洗水处理负荷，来减少处理费用。大的氢氧化铁和氧化锰矾花在缓冲器 retention的时间里形成，所以水池上装配有圆形的刮泥机。刮泥机缓慢地将污泥移到池的中央，并使之进入污泥槽，污泥从这里有规律地被抽送至阴沟（在其他地方，污泥被收集随后被运送至渣坑或作其他用途，比如制砖，这是非常有名的）。澄清水以一个受控的比率从缓冲/沉降池被抽送至膜过滤设备。
该装置由四组并列组成，如图2所示。
来料流入该设备，并自动调整以与缓冲/沉降池水面相适应。
每组由5个压力容器组成，每个压力容器外套3组由荷兰Norit Membrane Technology制造的X射线流量毛细膜，膜用polyethersulphon制成，上有直径为1.5毫米的毛细管，其标称孔隙尺寸为0.03微米，分子
