淺談預處理優(yōu)化設計

    由于預處理系統(tǒng)中存在多個工藝，其優(yōu)化設計的首 要問題是各個工藝的內部參數(shù)優(yōu)化。以超濾膜通量為例，設計通量高則元件數(shù)量小、設備投資少，但負荷重、清洗與衰減周期短、換膜成本高。以軟化設備的控制方式為例，定運行時間再生方式的設備成本低，但再生周期的裕度大、再生鹽耗與水耗高；定生產水流量再生方式的純水設備成本高，但再生周期的裕度小、再生鹽耗與水耗小。針對不同的原水濁度及原水硬度，存在不同的優(yōu)超濾通量與佳軟化器再生方式。

    預處理系統(tǒng)優(yōu)化設計的另一個突出問題是各分工藝的配合。以超濾工資前處理為例，當原水濁度較低時，不用附加超濾前處理；當原水濁較高時，則應采用盤濾器或纖維過濾器作為超濾前處理；當原水COD較高時，甚到還應附加曝氣生物濾池作為超濾前處理。

    預處理系統(tǒng)中除鐵、除錳、除氯的工藝形式簡單、處理效果顯著，易于達到工藝目的，適合的工藝及參數(shù)設計即可滿足膜系統(tǒng)要求。對于以除有 機物為目的的過濾工藝和以防止難溶液結垢為目的的阻垢工藝而言，不同的工藝形式產生不同的處理效果，而過濾及阻垢工藝的處理效果直接影響著膜系統(tǒng)的設計水平與運行效果。因此，預處理產水中表征過濾工藝效果的污染指數(shù)及難溶液飽和度等水質指標，稱為聯(lián)結預處理及膜系統(tǒng)前后兩系統(tǒng)設計的重要紐帶。

    預處理系統(tǒng)產水的污染指數(shù)越低，對預處理工藝水平的要求越高，預處理系統(tǒng)的投資與運行成本也越高；而污染指數(shù)越低，對膜系統(tǒng)的污染越輕，膜系統(tǒng)投資與運行成本就越低。如何平衡這兩個設計成本即成為反滲透系統(tǒng)設計中的典型問題之一。

    根據(jù)數(shù)學優(yōu)化的理論，應分別估算預處理系統(tǒng)產水污染指數(shù)不同水平對應的預處理系統(tǒng)與膜系統(tǒng)的投資與運行成本，并合成預處理及膜系統(tǒng)關于污染指數(shù)的總成本曲線，該曲線的低點則對應污染指數(shù)的佳值。上圖所示為隨污染指數(shù)值的變化，預處理、膜系統(tǒng)及全系統(tǒng)成本的變化曲線。