高鹽超濾和反滲透技術(shù)方案(共14頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上*公司高鹽水回用項(xiàng)目技術(shù)方案目 錄1、項(xiàng)目概述本文件為*高鹽水回用項(xiàng)目技術(shù)建議書。系統(tǒng)處理水量為1200m3/d，即50m3/h。水源為工藝廢水。本建議書只涉及膜法工藝部分，即超濾和高鹽水反滲透及配套附屬設(shè)備。本項(xiàng)目擬采用以下方案：預(yù)處理（業(yè)主設(shè)計(jì)）超濾高鹽水反滲透系統(tǒng)為全自動(dòng)控制，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)與手動(dòng)控制的切換。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的水處理設(shè)備具有如下特點(diǎn)：l 技術(shù)先進(jìn)、成熟業(yè)績(jī)；l 系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠；l 出水水質(zhì)穩(wěn)定；l 環(huán)保，酸堿消耗少；系統(tǒng)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，操作維護(hù)簡(jiǎn)便。2、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2.1 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)條件（1）水源：工藝廢水（2）水溫：按20設(shè)計(jì)（3）原水水質(zhì)：本項(xiàng)

2、目原水為各股工藝廢水的混合，廢水混合后的含鹽量約為32000mg/l，按全部鹽分為氯化鈉設(shè)計(jì)。注：原水水量為1200 m3/d，即50m3/h。2.2 產(chǎn)水水量及水質(zhì)（1）產(chǎn)水水量超濾凈產(chǎn)水量：45m3/h；高鹽水反滲透（海水）：22.5m3/h；（2）產(chǎn)水水質(zhì)反滲透產(chǎn)水水質(zhì)符合生產(chǎn)回用水標(biāo)準(zhǔn)。3、工藝系統(tǒng)說明3.1 工藝流程 酸，還原劑，阻垢劑 【廢水】【預(yù)處理】超濾5m保安過濾器SWRO高壓泵高鹽水RO裝置3.2 工藝描述因本系統(tǒng)廢水的含鹽量較高，已接近海水的含鹽量，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)以海水反滲透脫鹽為核心工藝。預(yù)處理采用根據(jù)原水水質(zhì)的情況，在常規(guī)預(yù)處理后采用超濾增加對(duì)反滲透的保護(hù)，可保證反滲透的

3、進(jìn)水水質(zhì)要求。3.3 工藝設(shè)備說明3.3.1 超濾（UF）超濾系統(tǒng)主要的作用是分離懸浮物大分子膠體、黏泥、微生物、有機(jī)物等能夠?qū)Ψ礉B透膜造成污堵的雜質(zhì)。包括反洗殺菌劑投加系統(tǒng)、超濾裝置和反洗泵等。超濾（簡(jiǎn)稱UF）是以壓力為推動(dòng)力，利用超濾膜不同孔徑對(duì)液體進(jìn)行分離的物理篩分過程。超濾膜多為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，由一層極?。ㄍǔＰ∮?m）、具有一定尺寸孔徑的表皮層和一層較厚（通常為125m）、具有海綿狀或指狀結(jié)構(gòu)的多孔層組成。前者起分離作用，后者起支撐作用。超濾膜的典型孔徑在0.010.1微米之間，對(duì)于細(xì)菌和大多數(shù)病菌、膠體、淤泥等具有極高的去除率。膜的公稱孔徑越小，去除率越高。超濾膜通常使用的材料都是高分

4、子聚合物。對(duì)于超濾而言，被廣泛用來形象的分析超濾膜分離機(jī)理的說法是"篩分"理論。理想的超濾膜分離失篩分過程，即在壓力作用下，原料液中的溶劑和小的溶質(zhì)粒子從高壓料液側(cè)透過膜的低壓側(cè)，因?yàn)槌叽绱笥谀た讖降拇蠓肿蛹拔⒘１荒ぷ钃?，料液逐漸被濃縮；溶液中的大分子、膠體、蛋白質(zhì)、微粒等則被超濾膜截留而作為濃縮液被回收。然而，實(shí)際上超濾膜在分離過程中，膜的孔徑大小和膜表面的化學(xué)性質(zhì)等將分別起著不同的截留作用，因此，不能簡(jiǎn)單的分析超濾現(xiàn)象，超濾膜具有孔結(jié)構(gòu)的重要特性，同時(shí)還具有膜表面的化學(xué)性質(zhì)。超濾膜的性能指標(biāo)有滲透通量和截留率。超濾膜的耐壓性、耐清洗性、耐溫性等性能對(duì)于工業(yè)應(yīng)用時(shí)非常重要

5、的。膜組件結(jié)構(gòu)有板式、卷式、管式和中空纖維四種，從分離層的位置劃分為：內(nèi)壓、外壓及內(nèi)外壓三種。中空纖維膜是超濾膜的最主要型式之一，呈毛細(xì)管狀，經(jīng)噴絲紡制而成。其內(nèi)表面或外表面為致密層，或稱活性層，內(nèi)部為多孔支承體。致密層上密布微孔，溶液就是以其組份能否通過這微孔來達(dá)到分離的目的。原液在中空纖維膜內(nèi)孔或外側(cè)加壓流動(dòng)，被過濾液體則從另一側(cè)流出。超濾裝置的運(yùn)行方式以推薦全流過濾為主，但組件也應(yīng)很方便地轉(zhuǎn)換成錯(cuò)流過濾的模式，與錯(cuò)流相比，全流過濾能耗低、操作壓力低，因而運(yùn)行成本更低；而錯(cuò)流過濾則能處理懸浮物含量更高的流體。超濾膜材質(zhì)從最初的不對(duì)稱CA膜擴(kuò)大到現(xiàn)在的PS（聚砜）、PES（聚醚砜）、PP（聚

6、丙烯）、PVDF（聚偏二氟乙烯）等。本系統(tǒng)推薦采用美國(guó)DOW公司生產(chǎn)的SFP2860膜元件作為除鹽系統(tǒng)的預(yù)處理， SFP2860超濾膜采用材質(zhì)為PVDF的中空纖維，外壓式設(shè)計(jì)，其表面活化層致密，支撐層為海綿狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，故耐壓、抗污染、使用壽命長(zhǎng)，且能長(zhǎng)期保證產(chǎn)水水質(zhì)，對(duì)膠體、懸浮顆粒、色度、濁度、細(xì)菌、大分子有機(jī)物具有良好的分離能力。具有以下特點(diǎn)：1）過濾膜采用PVDF材質(zhì)，化學(xué)穩(wěn)定性高，耐酸堿、抗氧化、易清洗、使用壽命長(zhǎng)；最大瞬時(shí)耐次氯酸鈉可以達(dá)到5000mg/L。2）膜表面經(jīng)過親水改性，膜孔成型好、孔徑小、孔隙率高、水通量大、水量衰減小。3）外壓式運(yùn)行方式，流道空間不固定，預(yù)過濾精度要求更

7、低。當(dāng)原水懸浮物含量高時(shí)，不會(huì)象內(nèi)壓式那樣造成污染物濃縮并堵死在絲的中空通道中，因此外壓式在懸浮物含量高或者波動(dòng)大的情況下其優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)更明顯。4）超濾膜中空纖維強(qiáng)度好，可采用反向沖洗和氣洗工藝，反洗更徹底，膜性能恢復(fù)好，反洗用水量相應(yīng)降低，同時(shí)大大延長(zhǎng)了組件的化學(xué)清洗周期。而內(nèi)壓式，僅能采用水反洗，反洗流量大，即自用水量大，反洗不能徹底，化學(xué)清洗周期短，膜的使用壽命短。5）全流過濾，水回收率更高，自用水率約小于5%。即使原水懸浮物含量很高，也能進(jìn)行死端過濾。而內(nèi)壓式則必須采用循環(huán)錯(cuò)流過濾，水回收率低，自用水率一般為10-15%，且動(dòng)力消耗大；、超濾性能的影響因素影響超濾膜壽命的主要因素超濾用于工

8、業(yè)水處理或反滲透預(yù)處理時(shí)主要有：污堵、氧化、水解、超壓等幾個(gè)因素影響對(duì)膜的壽命有影響。污堵對(duì)超濾膜壽命的影響超濾膜元件的污堵主要是因?yàn)闈獠顦O化。較高的過膜壓差、較低的膜面流速、較高的污染物濃度，都有助于濃差極化的形成。在沒有濃差極化時(shí)，過膜壓差增加，過濾通量隨之增加；而當(dāng)濃差極化嚴(yán)重到一定程度時(shí)，在過膜壓差增加時(shí)，過濾通量幾乎保持不變。在過膜壓差比較大的情況下，污染物在膜表面形成的凝膠層會(huì)被壓實(shí)，并逐漸形成不可恢復(fù)性的污堵。因此，控制過膜壓差是實(shí)現(xiàn)膜通量恢復(fù)的主要方法。賽能特公司經(jīng)過長(zhǎng)期試驗(yàn)以及多年的工程經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)不同水質(zhì)設(shè)定了不同的最高膜通量，并根據(jù)膜元件的設(shè)計(jì)使用壽命，對(duì)膜元件產(chǎn)水量的衰減

9、留了適當(dāng)?shù)母辉６?，從而保證SFP超濾膜在適當(dāng)?shù)哪ね肯逻\(yùn)行，既考慮了工程投資又兼顧了超濾膜元件不會(huì)出現(xiàn)不可恢復(fù)性的污堵。氧化及水解對(duì)超濾膜壽命的影響氧化及水解會(huì)大大降低超濾膜元件的使用壽命，因此超濾膜元件材質(zhì)的耐氧化性和耐水解性就顯得尤其重要。DOW公司的SFP超濾膜元件采用耐氧化性和耐水解性能極強(qiáng)PVDF材質(zhì)，徹底解決了超濾在工業(yè)水處理和反滲透預(yù)處理工藝中氧化及水解影響超濾膜元件的使用壽命的問題。運(yùn)行壓力過高對(duì)超濾膜壽命的影響超濾運(yùn)行壓力過高會(huì)對(duì)超濾膜元件造成不可恢復(fù)的損害，公司在超濾裝置的設(shè)計(jì)中，分別在每套超濾裝置的進(jìn)水和產(chǎn)水管路安裝了壓力開關(guān)，當(dāng)超濾裝置進(jìn)水超壓或超濾產(chǎn)水憋壓時(shí)報(bào)警停泵，

10、保證了超濾裝置在正常壓力和壓差下運(yùn)行。、主要超濾膜材質(zhì)超濾膜的材料很多，目前市場(chǎng)上比較常用的是聚偏氟乙烯（PVDF）、聚醚砜（PES）（包括聚砜PS）、聚丙烯（PP）三種。、主要超濾膜材料性能的評(píng)價(jià)當(dāng)超濾用于工業(yè)水處理或反滲透預(yù)處理時(shí)，對(duì)于材質(zhì)的關(guān)心主要集中在兩個(gè)方面：首先是化學(xué)穩(wěn)定性，其次是親水性。化學(xué)穩(wěn)定性決定了材料在酸堿、氧化劑、微生物等的作用下的壽命，它還直接關(guān)系到清洗可以采取的方法；親水性則決定了膜材料對(duì)水中有機(jī)污染物的吸附程度，直接影響膜的通量。、耐化學(xué)劑性能材質(zhì)化學(xué)劑聚醚砜PES聚偏氟乙烯PVDF聚丙烯PP酸冰醋酸NCC醋酸，25CCC鹽酸，25CCC硫酸，25-CC堿氨水，25

11、CCCNaOH，3N-CC醇類丁醇LLC苯甲醇NCC乙醇CCC甘油CCC烴類己烷L(zhǎng)CN二甲苯CCN甲苯SCN苯SCN鹵代烴四氯化碳CCL氯仿(三氯甲烷)NCL氯甲烷NCL氟利昂-CC三氯乙烷NCC酮類丙酮NCC甲乙酮NLL甲基異丁基酮-NL酯類醋酸戊酯-LL醋酸乙酯NLL醋酸甲酯-LL醚二甲基亞砜DMSONNC二氧雜環(huán)乙烷-NC四氫呋喃-NC乙醚CCL含N溶劑丙稀腈LLC苯胺-N-二乙基乙酰胺-N-二甲基甲酰胺-NC吡啶LSN混和溶劑甲醛，30CCC過氧化氫，30C (<0.1%)C (<0.5%)C苯酚，10水溶液NLC注：C相容；L有限相容；N不相容；S溶脹或者收縮PVDF另一

12、個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：是耐有機(jī)溶劑的性能優(yōu)于其它材料。、外壓式超濾膜元件清洗的可恢復(fù)性超濾作為攔截顆粒、膠體、有機(jī)物等介質(zhì)的過濾，受到污堵是不可避免的事情。但只要每次清洗都能很好地恢復(fù)到初始的水平，就可以實(shí)現(xiàn)超濾長(zhǎng)期可靠的工作。為了提高超濾清洗的可恢復(fù)性，有如下手段：1）采用耐久的親水性材料，減輕有機(jī)物吸附污染；2）制造出不對(duì)稱的雙皮層結(jié)構(gòu)。盡量以表面過濾而不是深層過濾的方式進(jìn)行過濾；3）采用外壓而不是內(nèi)壓的過濾方式。前面兩條容易理解。第三條的原因在于運(yùn)行和反洗時(shí)超濾膜絲的受壓方式，見下面的示意圖。外壓式過濾時(shí) 外壓式反洗時(shí)當(dāng)過濾時(shí)，中空絲外側(cè)受力，膜絲的多孔材料被壓縮，膜孔會(huì)適度變小，從而提高過濾精

13、度；而反洗時(shí)膜絲內(nèi)側(cè)受力，膜壁上的孔徑擴(kuò)張，更有利于膜孔內(nèi)的雜質(zhì)顆粒被沖出，而內(nèi)壓式則恰恰相反。因此在工業(yè)水處理領(lǐng)域常采用外壓式較多，內(nèi)壓式在國(guó)外主要用于特定水質(zhì)條件下的醫(yī)療用水的生產(chǎn)。、超濾和活性炭過濾器作為反滲透預(yù)處理的比較國(guó)外權(quán)威機(jī)構(gòu)通過大量的工程數(shù)據(jù)試驗(yàn)得到結(jié)論,超濾用在反滲透前可使反滲透裝置出力提高約50或延長(zhǎng)反滲透壽命1.5倍，基本確保SDI<2,不僅如此,在當(dāng)前,國(guó)內(nèi)許多電廠的反滲透大多運(yùn)行不理想,其主要原因取決于預(yù)處理的好壞。國(guó)外資料介紹，當(dāng)SDI<1， RO操作無問題, SDI<3， RO需要數(shù)月清洗一次, SDI=3-5， RO不能正常工作應(yīng)經(jīng)常清洗, S

14、DI>5 RO不能使用。而超濾出水SDI<2使反滲透能穩(wěn)定運(yùn)行，恰恰解決了此問題?；钚蕴窟^濾器只具備單一的吸附有機(jī)物和余氯的作用，對(duì)降低來水的濁度和SDI值所起作用甚微。而超濾不但能同活性炭過濾器一樣，截留有機(jī)物，還能去除所有懸浮物，確保反滲透進(jìn)水的濁度和SDI值滿足要求。另外，地表水和中通常含有大量的微生物，特別是藻類。這些微生物若進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，找到水中的溶解性有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物就會(huì)大量繁殖，引起生物污染，嚴(yán)重影響反滲透膜的性能。而一旦出現(xiàn)生物污染，清洗反滲透膜是無能為力的，因此微生物的預(yù)防是預(yù)處理過程最主要的任務(wù)。傳統(tǒng)的多介質(zhì)加活性炭過濾器對(duì)微生物的去除是極為有限的，而超濾具有去除微

15、生物的顯著優(yōu)勢(shì)。本系統(tǒng)超濾裝置設(shè)計(jì)1套，采用全流過濾方式，單套出力為45m3/h，水的利用率為90%。針對(duì)原水特點(diǎn)，DOW超濾膜采用全流過濾、頻繁反洗的全自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行方式，其運(yùn)行情況為：水、氣反洗方式，水反洗周期2060分鐘一次，每次反洗40秒，氣洗周期12小時(shí)一次，每次30秒，反洗更徹底，膜性能恢復(fù)好，反洗用水量大大降低（本項(xiàng)目為產(chǎn)水量的5%-10%），化學(xué)清洗周期長(zhǎng)?；瘜W(xué)清洗頻率16個(gè)月（視污染情況而定），和反滲透共用一套化學(xué)清洗系統(tǒng)。系統(tǒng)采用PLC或DCS控制。主要技術(shù)參數(shù)：a.裝置數(shù)量：1套b.設(shè)計(jì)產(chǎn)水量：45m3/h/套（20支膜）（20）c.設(shè)計(jì)進(jìn)水通量 ：49/ m2.hd.產(chǎn)水

16、水質(zhì)：SDI2.5，濁度0.5NTUe.自耗水率：10%f.操作溫度：40g.設(shè)計(jì)壓力：0.6Mpa3.3.2高鹽水反滲透裝置（SWRO）5m保安過濾器5m過濾器設(shè)置的主要目的是截留膜前水中殘留的顆粒、懸浮物，以防止大顆粒物進(jìn)入高壓泵、反滲透膜。保安過濾器的外殼采用耐海水的不銹鋼材料，內(nèi)裝過濾精度5m聚丙烯濾芯。在正常工作情況下，濾芯可維持4個(gè)月左右的使用壽命，當(dāng)大于設(shè)定的壓差（通常為0.1MPa）時(shí)應(yīng)當(dāng)更換。SWRO系統(tǒng)設(shè)置單臺(tái)出力45m3/h的保安過濾器1臺(tái)。SWRO膜組本工程選用DOW公司的高脫鹽率低能耗海水RO膜元件，單根膜在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的脫鹽率不低于99.5%。經(jīng)預(yù)處理的海水進(jìn)入S

17、WRO反滲透膜組，在壓力作用下，大部分水分子和微量其它離子透過反滲透膜，經(jīng)收集后成為產(chǎn)品水，通過產(chǎn)水管道進(jìn)入后續(xù)設(shè)備；水中的大部分鹽分和膠體、有機(jī)物等不能透過反滲透膜，殘留在濃水中，由濃水管排出。在SWRO反滲透裝置停運(yùn)時(shí)，用產(chǎn)水沖洗35分鐘，以去除沉積在膜表面的污垢，使裝置和反滲透膜得到有效保養(yǎng)。SWRO反滲透膜經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行后，會(huì)積累某些難以沖洗的污垢，如有機(jī)物、無機(jī)鹽結(jié)垢等，造成反滲透膜性能下降。這類污垢必須使用化學(xué)藥品進(jìn)行清洗才能去除，以恢復(fù)反滲透膜的性能?；瘜W(xué)清洗使用反滲透清洗裝置進(jìn)行，裝置包括一臺(tái)清洗液箱、清洗過濾器、清洗泵以及配套管道、閥門和儀表。當(dāng)膜組件受污染時(shí),可以用它進(jìn)行RO

18、系統(tǒng)的化學(xué)清洗。根據(jù)系統(tǒng)出力要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)1套SWRO裝置，單套產(chǎn)水量22.5m3/h。SWRO主要技術(shù)參數(shù)：設(shè)計(jì)水溫： 20設(shè)計(jì)進(jìn)水量：45m3/h.套設(shè)計(jì)產(chǎn)水量：22.5m3/h.套回收率： 50%脫鹽率： 97%（三年內(nèi)）能量回收裝置能量回收裝置選用目前在SWRO系統(tǒng)常用的渦輪透平式，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，回收效率高等特點(diǎn)。本系統(tǒng)將能量回收裝置設(shè)置在裝置進(jìn)水處，可降低高壓泵揚(yáng)程，減少投資。本系統(tǒng)選用美國(guó)PEI公司的TURBO能量回收裝置1臺(tái)，回收效率60-80%。（3）反滲透化學(xué)清洗系統(tǒng)此單元由一臺(tái)清洗藥箱、一臺(tái)不銹鋼清洗泵、一臺(tái)5m清洗過濾器、一組儀表及連接管件組成；當(dāng)膜組件受污染時(shí),可以用它

19、進(jìn)行化學(xué)清洗。4、系統(tǒng)控制4.1 控制系統(tǒng)概述根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)，把工藝流程分為預(yù)處理系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)及蒸發(fā)系統(tǒng)三部分。采用PLC+上位機(jī)方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)就地和控制室集中控制兩種操作方式，可進(jìn)行自動(dòng)與手動(dòng)運(yùn)行方式的切換。以上各種控制均由控制室的上位機(jī)實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面操作。4.2 PLC控制PLC即可編程邏輯控制器，它根據(jù)編制的程序以及采得的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果通過信號(hào)輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)來控制系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行。采集的數(shù)據(jù)信號(hào)（如流量、液位、閥門和馬達(dá)的反饋信號(hào)等）通過開關(guān)量輸入、模擬量輸入等卡件把信號(hào)傳送至中央處理器CPU，CPU經(jīng)過邏輯運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果通過開關(guān)量輸出、模擬量輸出等

20、卡件把信號(hào)發(fā)送給外圍電路，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如閥門、馬達(dá)等），用戶將編制的程序下傳至CPU，CPU按用戶指令進(jìn)行運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)可編程控制。4.3 儀表現(xiàn)場(chǎng)儀表包括溫度、壓力、液位、流量、在線分析儀表和控制閥等。分析儀表有電導(dǎo)率、ORP、pH表等檢測(cè)儀表?，F(xiàn)場(chǎng)儀表的選型原則是滿足工藝要求、質(zhì)量可靠。5、設(shè)備清單5.1 設(shè)備清單序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)、規(guī)格單位數(shù)量供貨商一預(yù)處理系統(tǒng)1超濾裝置Q=45m3/h（濃水5m3/h）套1成套超濾膜SFP2860 材質(zhì)PVDF 外壓中空纖維支20DOW2超濾反洗泵Q=100m3/h，H=20m，N=11KW，過流材質(zhì)耐海水不銹鋼臺(tái)1PENTAIR或同等3反洗氧化劑加藥裝置1箱2泵 套1成套4化學(xué)分散洗加酸