內(nèi)蒙古某凈水廠(chǎng)高鹽水膜濃縮工藝方案選擇

內(nèi)蒙古某凈水廠(chǎng)高鹽水膜濃縮工藝方案選擇

內(nèi)蒙古市能源礦產(chǎn)資源豐富，形成了以煤炭、能源、化工、木材、冶金等能源重化工行業(yè)為主的支柱產(chǎn)業(yè)。其經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)配套的生活凈水廠(chǎng)總產(chǎn)水規(guī)模為14000m1系統(tǒng)出水水質(zhì)目前該凈水廠(chǎng)反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水率為70%，濃水量約5000m“零排放”系統(tǒng)出水主要回用于經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)雜用水和工業(yè)用水，執(zhí)行《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T19923—2005）和《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920—2002）標(biāo)準(zhǔn)，主要出水指標(biāo)見(jiàn)表2。2蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)目前常用的“零排放”工藝為膜濃縮后進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶凈水廠(chǎng)“零排放”系統(tǒng)進(jìn)水TDS≤5000mg/L，參照以往相關(guān)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，可利用膜系統(tǒng)將原水濃縮10倍至TDS≤50000mg/L，后進(jìn)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。目前常見(jiàn)的用于濃縮的膜系統(tǒng)包括普通的苦咸水RO、海水淡化反滲透膜（SWRO）和碟管式高壓膜（DTRO）等，分別針對(duì)不同的TDS、原水污染物質(zhì)等可供選擇。本系統(tǒng)進(jìn)水TDS≤5000mg/L，可利用普通的苦咸水RO系統(tǒng)首先進(jìn)行濃水濃縮3.3倍后達(dá)到TDS≤16700mg/L，再利用SWRO系統(tǒng)將該部分濃鹽水濃縮3倍至TDS≤50000mg/L后，進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行最終的結(jié)晶處理。因此本項(xiàng)目選用的工藝為“預(yù)處理+苦咸水RO+SWRO濃縮+蒸發(fā)結(jié)晶”。2.1預(yù)處理系統(tǒng)主要污染物的選擇，為進(jìn)一步降低膜處理系統(tǒng)污染提供了整由于原水為凈水廠(chǎng)的反滲透濃水，主要污染物包含濁度及硬度，為降低后續(xù)膜處理系統(tǒng)的污染，預(yù)處理應(yīng)針對(duì)主要污染物進(jìn)行選擇。目前常見(jiàn)的硬度去除方法包括化學(xué)除硬、離子交換法等由于本系統(tǒng)濃縮倍數(shù)較高，為了避免有機(jī)物和SiO2.2pvdf優(yōu)質(zhì)超濾膜對(duì)廢水過(guò)濾除鹽效果苦咸水反滲透系統(tǒng)作為目前一種常用的脫鹽工藝，一般會(huì)在其裝置前增設(shè)超濾裝置，去除膠體污染物由于自來(lái)水濃水為潔凈廢水，無(wú)特殊絮狀物等污堵物質(zhì)，因此采用普通外壓式PVDF優(yōu)質(zhì)超濾膜工藝，保證超濾出水SDI<3后，再進(jìn)入反滲透裝置進(jìn)行除鹽。本項(xiàng)目原水中TDS為5000mg/L，考慮到膜的壓力耐受能力，RO系統(tǒng)回收率采用70%,RO濃水TDS設(shè)計(jì)值為16000mg/L，進(jìn)入后續(xù)膜濃縮裝置進(jìn)一步濃縮。2.3降低濃水通道，避免污水污染，可減少有機(jī)污染本項(xiàng)目在預(yù)處理階段已基本去除硬度，因此可在SWRO階段采用高pH運(yùn)行模式。由于膜的Zeta電位變?yōu)楹軓?qiáng)的負(fù)電，而大部分天然顆粒帶負(fù)電，負(fù)電相斥，所以顆粒很難附著在膜的表面。在高pH條件下濃水通道的水力條件已變化，膜表面的層流邊界層變薄，顆粒置于膜表面的湍流層而被沖走。此外，在高pH條件下，大多數(shù)生物“溶解”或遭破壞，可有效避免有機(jī)污染；同時(shí)有機(jī)硅溶解度提高，可最大程度降低有機(jī)硅的污染性2.4蒸發(fā)結(jié)晶mee蒸發(fā)結(jié)晶的高含鹽廢水主要來(lái)自膜濃縮單元產(chǎn)生的濃鹽水，這部分廢水含鹽量高，不能利用。因此蒸發(fā)結(jié)晶是實(shí)現(xiàn)濃水“零排放”的最終途徑。目前，常用的結(jié)晶工藝有多效蒸發(fā)（MEE）和機(jī)械蒸汽再壓縮（MVR，也稱(chēng)高效蒸發(fā)結(jié)晶），兩類(lèi)工藝各有利弊。MEE的特點(diǎn)是幾個(gè)蒸發(fā)器連接起來(lái)，前一級(jí)蒸發(fā)器所產(chǎn)生的二次蒸汽作為后一級(jí)蒸發(fā)器的加熱熱源，包括并流、平流、逆流和錯(cuò)流幾種類(lèi)型。多效蒸發(fā)分離效果好，操作可靠，主要?jiǎng)恿υ礊檎羝?；MVR采用離心式蒸汽壓縮機(jī)對(duì)二次蒸汽進(jìn)行壓縮根據(jù)所處理物料規(guī)模、操作方式及經(jīng)濟(jì)性等綜合考慮，本項(xiàng)目處理工藝選擇MVR工藝，將母液最終干化為混鹽后外運(yùn)處置。2.5超濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜上，“零排放”系統(tǒng)水量平衡圖見(jiàn)圖1。凈水廠(chǎng)反滲透濃水首先進(jìn)入調(diào)節(jié)池，經(jīng)過(guò)水質(zhì)水量調(diào)節(jié)后自流進(jìn)入機(jī)械澄清池，向澄清池中投加純堿及石灰，對(duì)水中的硬度進(jìn)行軟化去除。澄清池的上清液自流進(jìn)入中間水池，經(jīng)提升進(jìn)入多介質(zhì)過(guò)濾器，去除水中的濁度，使之達(dá)到<1NTU。多介質(zhì)過(guò)濾器出水進(jìn)入鈉床，利用離子交換原理徹底清除水中硬度。鈉床出水流入超濾原水池，經(jīng)提升泵提升，首先經(jīng)過(guò)自清洗過(guò)濾器，對(duì)水中可能殘留的顆粒、懸浮物進(jìn)行截留，起到保安作用。經(jīng)自清洗過(guò)濾器后進(jìn)入超濾裝置，去除廢水中的生物污染物、顆粒物、膠體、濁度、細(xì)菌等，滿(mǎn)足反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水水質(zhì)。超濾裝置的產(chǎn)水率為90%，定時(shí)清水反洗和加藥反洗，每隔3～6月對(duì)膜進(jìn)行1次化學(xué)清洗，清除膜表面污堵。超濾裝置的產(chǎn)水進(jìn)入超濾產(chǎn)水池，經(jīng)超濾水提升泵提升，提升泵出口設(shè)置管道混合器，向其投加還原劑和阻垢劑，避免其傷害反滲透膜；加藥后的水經(jīng)過(guò)保安過(guò)濾器和高壓泵后進(jìn)入反滲透膜堆，反滲透膜堆產(chǎn)水進(jìn)入產(chǎn)品水池，濃水進(jìn)入RO濃水池。反滲透水回收率為70%，脫鹽率大于95%。RO濃水池的水經(jīng)濃水提升泵提升后投加阻垢劑，避免水中濃縮后的鹽在膜表面結(jié)垢，再經(jīng)過(guò)濃水保安過(guò)濾器和高壓泵后進(jìn)入濃水反滲透膜堆，產(chǎn)水進(jìn)入產(chǎn)品水池。濃水反滲透水回收率為40%，脫鹽率大于95%。產(chǎn)品水池的水經(jīng)回用水泵提升送至界區(qū)外，最終送至各用水點(diǎn)。濃水反滲透產(chǎn)生的濃水則經(jīng)泵提升至濃鹽水蒸發(fā)及結(jié)晶裝置進(jìn)行進(jìn)一步處理。3膜濃縮結(jié)晶系統(tǒng)(1）調(diào)節(jié)池。1座，調(diào)節(jié)來(lái)水的水質(zhì)水量。有效容積為150m(2）機(jī)械澄清池。2座，通過(guò)向澄清池中投加燒堿及石灰，對(duì)水中的硬度進(jìn)行軟化去除。單座池體處理水量為120m(3）鈉床成套裝置。3臺(tái)，2用1備。單臺(tái)處理水量為115m(4）外壓式UF裝置。2臺(tái)，單臺(tái)產(chǎn)水量為105m(5)UF產(chǎn)水池。1座，有效容積為150m(6）反滲透裝置。1套，選用進(jìn)口卷式平板膜，產(chǎn)水率為70%。設(shè)置保安過(guò)濾器2臺(tái)，單臺(tái)流量為105m(7）產(chǎn)品水池。1座，有效容積為420m(8）濃水池。1座，將反滲透裝置排出的濃水進(jìn)行收集。有效容積為150m(9)SWRO膜濃縮系統(tǒng)。1套，選用卷式平板膜，產(chǎn)水率為70%，型號(hào)SW30XLE-400。設(shè)置保安過(guò)濾器1臺(tái)，單臺(tái)流量為55m(10)MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。1套，對(duì)膜濃縮單元產(chǎn)生的濃水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶處理。系統(tǒng)處理量為20m4設(shè)備安裝費(fèi)用本項(xiàng)目直接工程費(fèi)用為3420萬(wàn)元，其中土建費(fèi)用1000萬(wàn)元（不含地基處理），設(shè)備購(gòu)置及安裝費(fèi)用2420萬(wàn)元。主要運(yùn)行費(fèi)用包括藥劑費(fèi)（2.18萬(wàn)元/d）、膜更換維修費(fèi)（0.68萬(wàn)元/d）、電費(fèi)（2.81萬(wàn)元/d）、固體雜鹽委外費(fèi)（11.50萬(wàn)元/d）處置等直接費(fèi)用約17.18萬(wàn)元/d，折合噸水成本為34.36元。5運(yùn)營(yíng)效果目前濃鹽水零排放系統(tǒng)進(jìn)水水量為4600m6高ph條件下的分滲和+鈉床技術(shù)(1）采用SWRO+MVR組合工藝處理生活凈水廠(chǎng)反滲透濃水，處理出水能達(dá)到《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T19923—2005）和《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920—2002）標(biāo)準(zhǔn)。且整個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有廢水外排，廢棄物以混鹽晶體的形式外運(yùn)處置，具