污水處理工程實(shí)例

1、曹楊污水處理廠工程共分三期工程，工程建設(shè)單位均為上海市城市排水管理處，其中第一期設(shè)計(jì)單位為上海市政工程設(shè)計(jì)研究院，第二、三期設(shè)計(jì)單位均為上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)院，工程施工單位為青浦水利工程公司。曹楊污水處理廠位于上海市西北角的曹楊新村內(nèi)。污水廠第一期工程建于1954年，1955年正式投入使用，一期工程原設(shè)計(jì)日處理能力為5700m3,投資約115萬(wàn)元，為當(dāng)時(shí)曹楊地區(qū)約4萬(wàn)人服務(wù)；1960年曝氣池的運(yùn)行方式由傳統(tǒng)曝氣池改為吸附再生法，使處理能力達(dá)到8000m3/do隨著新村規(guī)模的不斷發(fā)展和人口的增加，設(shè)備的處理能力已日益跟不上污水量的增加，1976年開始籌建第二期工程，投資360萬(wàn)元，增加處理能力1.

2、2萬(wàn)m3/d,1980年正式投產(chǎn)。1984年又增建日處理量1萬(wàn)m3/d的三期工程，1987年正式投產(chǎn)，工程投資約450萬(wàn)元。三期擴(kuò)建工程完成后，曹楊污水廠處理量達(dá)到3萬(wàn)m3/d。廠所屬的污水輸送泵站有蘭溪路泵站、真如泵站、水塘泵站共3座泵站。工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為：BOD5200250mg/L,SS300350mg/L;設(shè)計(jì)出水水質(zhì)為：BOD5<20mg/L,SS<30mg/L。主要設(shè)計(jì)參數(shù)：(1)曝氣沉砂池，設(shè)計(jì)停留時(shí)間101s,曝氣量80m3/h;(2)初沉池(斜板)：水力負(fù)荷4.17m3/(m2-h),停留時(shí)間0.58h;(3)曝氣池：設(shè)計(jì)污泥負(fù)荷0.220.35kgBOD5/(

3、kgMLSS7),曝氣強(qiáng)度5.56.2m3/(m2-h),水力停留時(shí)間6.38.9h,污泥回流比40%;(4)二沉池，一期(平流)水力負(fù)荷1.74m3/(m2h),停留時(shí)間0.96h;二期(斜板)水力負(fù)荷2.5m3/(m2h),停留時(shí)間1.14h;三期(豎流)水力負(fù)荷0.93m3/(m2-h),停留時(shí)間2.0h;(5)污泥濃縮池，停留時(shí)間1.8d。本工程中采用的設(shè)備均比較成熟，污水、污水的提升及輸送均采用立式離心泵，格柵、鼓風(fēng)機(jī)等均為國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，其中大部分控制及調(diào)節(jié)閘閥及閘門均采用手動(dòng)控制。曹楊污水廠實(shí)際運(yùn)行中，進(jìn)水BOD5為350400mg/L,SS320mg/L,出水BOD5<10

4、mg/L,SS<10mg/L,出水水質(zhì)相當(dāng)好。污水廠實(shí)際運(yùn)行水量約為24000m3/d。工程實(shí)際運(yùn)行電耗為0.33kWh/m3,運(yùn)行費(fèi)用為0.51元/m3,工廠運(yùn)行管理污泥處理部分采用二班制，污水處理采用三班制。至1995年，引進(jìn)阿法拉伐的離心脫水機(jī)對(duì)濕污泥池貯存的污泥進(jìn)行濃縮脫水，脫水后的污泥外運(yùn)至填埋場(chǎng)進(jìn)行衛(wèi)生填埋。狼山水廠工程設(shè)計(jì)由南京市政設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)，南通市自來(lái)水公司科研設(shè)計(jì)所、南通市市政設(shè)計(jì)院參與。設(shè)計(jì)規(guī)模30萬(wàn)m3/d,1987年12月開工建設(shè)，1990年10月竣工。狼山水廠水源取自長(zhǎng)江下游南通段黃泥山岸邊，采用開鑿自流隧道引水。取水工程包括：淹沒式取水頭部、自流式隧道、壓力井

5、、虹吸管、一級(jí)泵站及渾水管道。其中一級(jí)泵站在國(guó)內(nèi)首次采用4臺(tái)PT3/645大型低揚(yáng)程潛水泵(每臺(tái)流量為10萬(wàn)m3/d)。節(jié)省了基建費(fèi)用，沒有噪音污染，工作可靠，方便維修。在凈水廠總體設(shè)計(jì)方面，凈水廠區(qū)占地65000m2,水廠區(qū)占45000m2,分6條生產(chǎn)線，每組5萬(wàn)m3/d。凈水工藝包括：(1)混合絮凝：采用管式內(nèi)螺旋靜態(tài)混合器；8臺(tái)雙隔膜加藥泵(可變頻調(diào)速)投加三氯化鐵；網(wǎng)格絮凝池(反應(yīng)時(shí)間為8min,反應(yīng)室水頭損失為80mm)。(2)沉淀：采用斜管沉淀，單位面積負(fù)荷為7.7m3/(hm2);斜管沉淀池上升流速為2.5mm/s;總停留時(shí)間為41mino采用多次配水技術(shù)，即采用從池兩側(cè)底部廊道

6、，斜管下采用人字穩(wěn)流板二次配水。排泥采用中心傳動(dòng)刮泥機(jī)。池底設(shè)DN300mm排泥管，氣動(dòng)蝶閥排泥。(3)過(guò)濾：采用泵吸式移動(dòng)沖洗罩濾池，平面尺寸為25.5X14.04m,池高3.5m;中間廊道，上層為進(jìn)水配水渠，下層為清水出水渠；濾格共42格，分列兩邊，左右各一臺(tái)沖洗桁車，每臺(tái)桁車沖洗21分格；每格有效面積為3.3m2;平均濾速8m/h;工作水頭為1.4m;沖洗強(qiáng)度為14.3L/(sm2)。(4)消毒：采用氯氣原水投加和濾后投加，選用型號(hào)為A2029-GST的真空柜式加氯機(jī)。(5)清水池：容量為2X10000m3;平面尺寸為59.6X39.6m,池深4.6m。采用大板拼裝池壁，無(wú)梁樓蓋底板結(jié)構(gòu)

7、，設(shè)膠帶止水沉降縫一道。出水二級(jí)泵站選用型號(hào)為20LN26的離心泵機(jī)組，揚(yáng)程54m,電機(jī)功率800kWo全廠采用從奧地利引進(jìn)的PDS控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由中心控制室PD計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和4套ELDAIC2000PLC裝置組成?？梢詫?duì)整個(gè)生產(chǎn)進(jìn)行全過(guò)程自動(dòng)控制。狼山水廠運(yùn)行10年來(lái)，除控制系統(tǒng)根據(jù)技術(shù)發(fā)展自行進(jìn)行了全面改造外，運(yùn)行正常，保障了城市供水的可靠性，發(fā)揮了投資效益。一、概述浙江冠南針紡印染有限公司，在生產(chǎn)過(guò)程中有高色度的印染廢水產(chǎn)生，日排印染廢水約3000M3,為實(shí)行項(xiàng)目"三同時(shí)"，特委托上虞綠州水處理設(shè)備有限公司編制該廢水的治理工程設(shè)計(jì)方案。二、設(shè)計(jì)依據(jù)1、設(shè)計(jì)水量：根據(jù)廠

8、方提供日排廢水3000M3，三班制作業(yè)，污水站設(shè)計(jì)流量按150M3/h計(jì)。2、設(shè)計(jì)廢水水質(zhì)：根據(jù)廠方提供水質(zhì)指標(biāo)如下：一、概述浙江冠南針紡印染有限公司，在生產(chǎn)過(guò)程中有高色度的印染廢水產(chǎn)生，日排印染廢水約3000M3,為實(shí)行項(xiàng)目"三同時(shí)"，特委托上虞綠州水處理設(shè)備有限公司編制該廢水的治理工程設(shè)計(jì)方案。二、設(shè)計(jì)依據(jù)1、設(shè)計(jì)水量：根據(jù)廠方提供日排廢水3000M3，三班制作業(yè)，污水站設(shè)計(jì)流量按150M3/h計(jì)。2、設(shè)計(jì)廢水水質(zhì)：根據(jù)廠方提供水質(zhì)指標(biāo)如下：3、處理后廢水排放水質(zhì)要求：達(dá)到紹興市污水入網(wǎng)排放要求，具體指為4、處理后廢水排放去向：排入污水管網(wǎng)。5、設(shè)計(jì)范圍：從污水進(jìn)入污水

9、站到廢水出站（外排池出口）的工藝、管道及構(gòu)筑物設(shè)計(jì)。三、設(shè)計(jì)處理工藝流程1、廢水處理工藝設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想1.1、 盡量利用物化法，并選擇成熟可靠的工藝。1.2、 平面布置力求做到布局合理、整潔。1.3、 水處理工藝力求簡(jiǎn)單、可靠、實(shí)用，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，提高自動(dòng)化程度。1.4、 處理后廢水必須符合污水入網(wǎng)要求。2、工藝流程3、流程說(shuō)明廢水經(jīng)格柵去除大顆料雜質(zhì)后，流入污水調(diào)節(jié)池，水質(zhì)均化后。用泵提升到氣浮池，出水流入外排池,用泵送入污水管網(wǎng)。沉淀污泥排入污泥干化池。滲瀝水回調(diào)節(jié)池，干泥摻入煤中燒鍋爐或送磚瓦廠制磚。4、廢水處理效果預(yù)測(cè)四、主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)及設(shè)備選型（一）、構(gòu)筑物1、調(diào)節(jié)池地下式硅結(jié)構(gòu)，有效

10、容積800M3,池頂標(biāo)高+0.20m,池底標(biāo)高±0.0m,平面尺寸22.5LmX12Bm2、污泥干化池地上式磚混結(jié)構(gòu)，有效容積20M3,池頂標(biāo)高+1.20m,池底標(biāo)高±0.0m,平面尺寸20mx10m3、外排池半地上式硅結(jié)構(gòu)，有效容積100M3,池頂標(biāo)高+2.0m,池底標(biāo)高-1.5m,平面尺寸6.5mx5.m。(二)設(shè)備選型1、格柵選取用16目不銹鋼絲網(wǎng)，面積6M2o2、行車式刮泥機(jī)選用跨度為3.6m鋼制行車式刮泥機(jī)1臺(tái)3、溶氣泵選用Q=45M3/hH=34mN=7.5KWIS80-65-160型清水泵2臺(tái)1開1備4、空壓機(jī)選用Q=0.17M3/minP=0.7MPaN=1

11、.5KW移動(dòng)式空壓機(jī)1臺(tái)5、加藥裝置選用V=1000L帶攪拌、加藥泵加藥裝置2套6、氣浮池選用處理水量Q=150M3/h外型尺寸13LnX3.6Bm鋼制氣浮池1臺(tái)7、溶氣水罐選用1200mmH=3800mm內(nèi)裝填料鋼制溶氣水罐1臺(tái)8、提升泵選用Q=150M3/hH=10mN=7.5KWIS125-100-200型離心泵2臺(tái)1開1備9、外排泵選用Q=150M3/hH=20mN=18.5KWIS150-125-250型離心泵2臺(tái)1開1備五、總面積設(shè)計(jì)1、廢水處理區(qū)平面布置廢水處理構(gòu)筑物盡做到連體設(shè)計(jì)，各功能物分布條塊清晰，四周道路暢通，各構(gòu)筑物間距合理。2、站區(qū)道路及管道布置站內(nèi)所有工藝管道及廢水

12、管道根據(jù)標(biāo)高、分明和暗管鋪設(shè)，可以鋪設(shè)暗管的盡量鋪設(shè)暗管，按美觀、實(shí)用、節(jié)約的原則布置，站區(qū)道路不混凝土路面。3、綠化站內(nèi)道兩側(cè)設(shè)綠化帶，可按氣候和植物適應(yīng)條件種植常綠喬木。構(gòu)筑物四周種植草坪與花卉，以美化污水站區(qū)。4、人員編制廢水處理站人員定為4人。六、建設(shè)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、建筑設(shè)計(jì)(1)砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ3-88。(2)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)按規(guī)范GBJ7-89。（3）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按規(guī)范GBJ10-89o根據(jù)廢水站的工藝要求，站內(nèi)建構(gòu)筑物分廢水處理構(gòu)筑物、污泥處理構(gòu)筑物、輔助生產(chǎn)建筑物部分。2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)廢水處理用的構(gòu)筑物中，本設(shè)計(jì)采用鋼筋碎結(jié)構(gòu)形式，底板及池體采用C20鋼筋碎，池體作抗?jié)B處理。

13、各構(gòu)筑物中設(shè)多道構(gòu)造柱、梁，以增強(qiáng)池體的強(qiáng)度，降低工程造價(jià)。本設(shè)地承載力按100kpa,地下水位0.5M考慮。3、建筑材料和施工條件本地的磚、水泥、砂均可按要求標(biāo)號(hào)供應(yīng)，滿足一般要求即可。施工中，特別是在搗澆底板時(shí)應(yīng)采用井底排水法施工。七、電所設(shè)計(jì)1、廢水處理站所需電氣設(shè)備如下表2、配電從變電所用埋地電纜引電至污水站低壓柜，進(jìn)線重復(fù)接地，設(shè)備上電機(jī)采用二地控制八、投資估算（一）土建（二）設(shè)備（三）其它1、設(shè)計(jì)費(fèi)0.8萬(wàn)元2、安裝費(fèi)0.5萬(wàn)元3、調(diào)試費(fèi)0.3萬(wàn)元4、運(yùn)費(fèi)0.1萬(wàn)元5、不可預(yù)見費(fèi)0.6萬(wàn)元小計(jì)2.5萬(wàn)元（四）、工程總投資23.15+27.96+2.5=53.61萬(wàn)元，其中設(shè)備投資2

14、7.96萬(wàn)元。九、主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)（一）運(yùn)行費(fèi)用估算（1）電費(fèi)：?jiǎn)魏?.20度/M3水，電價(jià)0.7元/度0.14元/M3污水（2）藥費(fèi)：?jiǎn)魏腁:0.10kg/M3水藥價(jià)1.8元/0.19元/M3污水B:0.06kg/M3水藥價(jià)0.9元/0.045元/M3污水（3）人工費(fèi)：定員4人，月工資700元/人0.03元/M3污水（4）維修費(fèi)：每年6000元計(jì)0.005元/M3污水小計(jì)0.419元/M3污水每處理1噸廢水約需運(yùn)行費(fèi)用0.419元。（二）主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)1、日處理水量：3000M32、廢水站占地面積：500M23、廢水站裝機(jī)容量：35.65KW4、廢水回用成本：0.419元/M3水5、勞動(dòng)定

15、員：4人6、噸水投資：178.7元7、總投資：53.61萬(wàn)元燕山石化公司是北京市的一個(gè)用水大戶，年新鮮水用量七千多萬(wàn)噸。由于水資源日益緊張，工業(yè)污水的回用成為迫切需求。燕化公司部分煉油廢水，原來(lái)經(jīng)西區(qū)污水廠進(jìn)行二級(jí)生化處理后外排。在綜合考慮了節(jié)水、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性等因素后，燕化公司先擇了"超濾-反滲透”的雙膜工藝，將原來(lái)外排的廢水進(jìn)行深度處理后，作為鍋爐補(bǔ)給水。該項(xiàng)目采用了親水性好、壽命長(zhǎng)、過(guò)濾精度極高的OMEXELLTM超濾作為反滲透的前處理，能夠高效地去除懸浮物、膠體等，有效保障反滲透的可靠運(yùn)行。而反滲透則可以去除98%的鹽離子，獲得純水。 污水回用后，外排污水量每年減少320萬(wàn)噸，

16、新鮮水取用比原來(lái)減少了400萬(wàn)噸 污水回用做鍋爐補(bǔ)給水，噸水直接運(yùn)行費(fèi)用比原來(lái)用新鮮水降低約2元/噸，年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)600萬(wàn)元以上 污水回用系統(tǒng)的全部投資3年以內(nèi)可以收回由于污染物成份復(fù)雜、含量高，煉油廢水的深度處理回用一直存在技術(shù)難題。該工程是我國(guó)首次采用先進(jìn)的雙膜工藝處理煉油廢水，即是石化行業(yè)節(jié)水工作的典型示范工程，又是膜分離技術(shù)應(yīng)用的里程碑。大唐高井發(fā)電廠循環(huán)排污水回用-應(yīng)用全膜法工藝制備鍋爐補(bǔ)給水為了緩解北京地區(qū)水資源緊缺的狀況，并減少污水排放、改善環(huán)境，大唐高井電廠將原循環(huán)水排污水經(jīng)全膜法工藝處理后，回用作為鍋爐補(bǔ)給水。該全膜法工藝由目前最先進(jìn)的超濾、反滲透和EDI組成。工藝為：該工藝

17、的主要特點(diǎn)是： 整個(gè)流程采用以物理過(guò)程為主的膜法水處理技術(shù)，完全消除酸堿使用和酸堿廢水的排放，代表了高純水制備技術(shù)可靠、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的先進(jìn)發(fā)展方向； 預(yù)處理采用了耐氧化性、抗污染性極佳的PVDF超濾，能夠很好地適應(yīng)原水水質(zhì)，給下游反滲透膜提供最大限度的保護(hù)； 采用高效的抗污染反滲透膜進(jìn)行預(yù)除鹽，降低運(yùn)行費(fèi)用； 采用最新科技的卷式EDI進(jìn)行深度脫鹽，使得產(chǎn)水水質(zhì)更穩(wěn)定可靠。該工程選用的工藝和主要設(shè)備均在我國(guó)電力系統(tǒng)300MW以及600MW以上大型火力發(fā)電廠有廣泛業(yè)績(jī)，并在高井電廠現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)6個(gè)月的實(shí)際運(yùn)行考驗(yàn)。該工程每年可以節(jié)約新水120萬(wàn)噸以上，減少排污90萬(wàn)噸。該開創(chuàng)性的工程不僅解決了廢水回用上

18、的諸多技術(shù)難題，也同時(shí)為我國(guó)大型火力發(fā)電廠的節(jié)水工作提供了良好的借鑒經(jīng)驗(yàn)。工程陶氏抗污染反滲透膜回收廢水裕廊島經(jīng)驗(yàn)名稱：發(fā)表2005-12-714:26:15瀏覽人次：3562時(shí)間：應(yīng)用回收廢水領(lǐng)域：作者：EuHongGay1,C.Ravi2,Kai-UweHoehn3譯者：曾宏偉41運(yùn)行經(jīng)理，新加坡SUTSeraya有限公司2工程技術(shù)付總裁，美國(guó)Aquatech國(guó)際公司3高級(jí)工程專家，陶氏化學(xué)（澳大利亞）有限公司4技術(shù)服務(wù)代表，陶氏化學(xué)(中國(guó))投資有限公司，北京100738摘要新加坡作為島國(guó)自然資源匱乏，水成為它的一項(xiàng)戰(zhàn)略資源。目前新加坡的飲用水有一半來(lái)自鄰國(guó)馬來(lái)西亞，但是它與馬來(lái)西亞僅有的

19、兩個(gè)供水協(xié)議將分別于2011年和2061年失效。隨著工業(yè)的繁榮，該國(guó)對(duì)水的需求也不斷增長(zhǎng)。這種情況促使新加坡政府及其工業(yè)界不斷尋求創(chuàng)造性的供水辦法，使該國(guó)的水資源更多地自給自足。新加坡目前已建立起一個(gè)大型的反滲透工廠處理三級(jí)生化廢水，并將其轉(zhuǎn)化成適于蓬勃發(fā)展的石化工業(yè)使用的高級(jí)工業(yè)給水(HGIW)o該反滲透系統(tǒng)由美國(guó)Aquatech國(guó)際公司(AIC)供貨，并裝備了2184支陶氏化學(xué)公司的抗污染膜元件FILMTECaBW30-365FR2。該系統(tǒng)由SUTSeraya(SUT)公司-SembCorp公用事業(yè)公司的子公司一負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)管理。整個(gè)系統(tǒng)為單級(jí)RO,共6歹U,單列產(chǎn)水量5000m3/d，總產(chǎn)水

20、量30,000m3/d。每列分3段，按28:16:8排列，使用52個(gè)壓力容器(7元件的容器)，配置BW30-365FR2元件364支。系統(tǒng)平均設(shè)計(jì)通量10GFD(17l/m2.h),設(shè)計(jì)給水TDS為1300mg/l。利用RO技術(shù)及30,000m3/d的容量帶來(lái)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，SUT通過(guò)新加坡公用事業(yè)署不僅能將回收水出售給裕廊島用戶，而且其價(jià)格比目前的飲用水更便宜。SUT生產(chǎn)的高級(jí)工業(yè)給水，可進(jìn)一步節(jié)省除鹽費(fèi)用，因?yàn)槠渲械慕^大多數(shù)溶解固體已通過(guò)反滲透膜除掉。為了使該工程經(jīng)濟(jì)上更加合算，這要求系統(tǒng)回收率設(shè)計(jì)突破常規(guī)。所以，SUT對(duì)三級(jí)廢水以高達(dá)85%(常規(guī)為75%)的設(shè)計(jì)回收率，將其轉(zhuǎn)化成可回用的

21、高級(jí)工業(yè)用水。其中，Aquatech獨(dú)特的常規(guī)預(yù)處理工藝可以將生物活性廢水的SDI值降到正常值4以下。并且，SUT和Aquatech的工程師還發(fā)現(xiàn)：FILMTEC的抗污染膜非常容易清洗，常規(guī)化學(xué)藥品就足以滿足清洗的要求，這樣能夠保持清洗成本低廉。目錄：1 .工程概況2 .項(xiàng)目規(guī)劃及發(fā)展歷程3 .中型試驗(yàn)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)4 .系統(tǒng)布局及運(yùn)行性能5 .結(jié)論及展望-保護(hù)稀缺的水資源1 .工程概況：1.1 裕廊島的形成1994年，當(dāng)新加坡開始實(shí)施其雄心勃勃的計(jì)劃，準(zhǔn)備在亞太地區(qū)建立世界級(jí)的化工中心時(shí)，它將其南部的7個(gè)小島通過(guò)填筑水域的辦法合并形成一個(gè)面積2650公頃的大島。這就是未&廊島(JI)。在

22、裕廊島規(guī)劃和發(fā)展的同時(shí)，SembCorp公用事業(yè)公司一通過(guò)它的子公司SUTSakra公司和SUTSeraya公司-實(shí)施了一項(xiàng)公用事業(yè)設(shè)施集中化”的概念方案。該方案可向預(yù)定建于裕廊島的眾多石化公司、化學(xué)公司及精煉公司提供一系列的公用設(shè)施，諸如蒸汽供應(yīng)、廢水處理、除鹽水供應(yīng)、冷卻水供應(yīng)、產(chǎn)品貯存設(shè)施及終端設(shè)施，等等。1.2 水-戰(zhàn)略資源新加坡地域狹小，只有660平方公里，相對(duì)而言，人口則高達(dá)400萬(wàn)，僅僅靠新加坡島的集水量遠(yuǎn)不能滿足對(duì)水的全部需求。所以，新加坡有一半的給水需通過(guò)兩個(gè)供水協(xié)議（分別于2011年和2061年失效）從鄰國(guó)馬來(lái)西亞購(gòu)買?；趹?zhàn)略重要性，早在20世紀(jì)70年代，新加坡已經(jīng)向裕廊

23、島工業(yè)區(qū)提供工業(yè)用水（IW）作為替代性的工業(yè)水源。這種工業(yè)用水主要是從UluPandan廢水回收廠排放的的經(jīng)過(guò)三級(jí)處理的廢水（新加坡的污水需處理到符合標(biāo)準(zhǔn)20ppmBOD,30ppmSS）。工業(yè)用水（IW）的典型水質(zhì)為BOD<3ppm,SS<5ppmandTDS<1300ppm,為了鼓勵(lì)回用它，其出售價(jià)格比飲用水便宜很多，因此，無(wú)論對(duì)直接的工業(yè)回用還是進(jìn)一步深度處理均有很大的吸引力。由于化學(xué)和石化部門的用水主要是非飲用目的（占新加坡整個(gè)飲用水量的5%）,所以這促使SUT和政府開發(fā)創(chuàng)造性的水源以替代現(xiàn)有的飲用水源。2 .項(xiàng)目規(guī)劃及發(fā)展歷程2.1 為裕廊島規(guī)劃替代水源早在裕廊島規(guī)

24、劃階段，人們就已經(jīng)設(shè)想將位于裕廊工業(yè)區(qū)的工業(yè)水網(wǎng)加以延伸，以滿足整個(gè)裕廊島的工業(yè)需要。利用供給裕廊島的工業(yè)用水，采用RO/EDR技術(shù)或相關(guān)技術(shù)進(jìn)一步可將工業(yè)用水處理成高級(jí)工業(yè)用水（HGIW）,這被認(rèn)為在經(jīng)濟(jì)上是可行的。2.1.1 高級(jí)工業(yè)用水（HGIW）規(guī)范為了使廢水的回用對(duì)工業(yè)界更具吸引力，人們認(rèn)為高級(jí)工業(yè)用水（HGIW）應(yīng)該比公共事業(yè)署（PUB）提供的飲用水水質(zhì)稍好一點(diǎn)。其目標(biāo)電導(dǎo)率將控制小于250gS/cm,相比而言，PUB提供給裕廊地區(qū)的飲用水水質(zhì)電導(dǎo)率為350-650VS/cm。1996年和1997年，通過(guò)對(duì)擬投資于新加坡裕廊島的石化公司、化學(xué)工司及精煉公司展開調(diào)查，預(yù)計(jì)飲用水級(jí)的工

25、業(yè)用水消耗量將達(dá)到50,000m3/do因此，我們規(guī)劃了一個(gè)日產(chǎn)30,000m3高級(jí)工業(yè)用水的工廠。在投產(chǎn)后，如果產(chǎn)品水以稍低一些的價(jià)格出售，那么將很容易取代PUB的飲用水。接下來(lái)，在1997年和1998年，SUT開始著手發(fā)展用工業(yè)用水（IW）作原料的替代水源。人們預(yù)計(jì)工業(yè)用水（IW）能夠進(jìn)一步處理并制得可與飲用水相比的產(chǎn)品水，但只用于工業(yè)目的。這種水即被命名為高級(jí)工業(yè)用水（HGIW）,以與工業(yè)用水（IW）相區(qū)別，并通過(guò)單獨(dú)的給水系統(tǒng)賣給裕廊島的工業(yè)用戶。2.2 工業(yè)用水（IW）規(guī)范設(shè)計(jì)HGIW水廠的起點(diǎn)是工業(yè)用水水質(zhì)。到目前為止，新加坡公用事業(yè)署（PUB）經(jīng)營(yíng)裕廊工業(yè)水網(wǎng)（JIWW-處理來(lái)自

26、UlaPandan廢水回收廠排放的三級(jí)廢水處理廠）已長(zhǎng)達(dá)20年，并積累了豐富的工業(yè)用水（IW）水質(zhì)數(shù)據(jù)。然而，就象其他許多下水道陳舊、地下水位高的海岸城市一樣，海水倒灌現(xiàn)象導(dǎo)致工業(yè)用水組分隨著潮位而急劇變化。氯化物水平從100mg/I可變化到500mg/l,但正常的范圍為250+100ppm。在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，我們觀察到工業(yè)用水（IW）的電導(dǎo)率從低達(dá)800mS/cm可波動(dòng)到高達(dá)1800mS/cm,有時(shí)甚至高達(dá)2000mS/cm。因此，為謹(jǐn)慎起見，應(yīng)該提供安全設(shè)計(jì)裕度。在設(shè)計(jì)RO時(shí)，原水規(guī)范采用相當(dāng)于TDS1300mg/l的最大電導(dǎo)率。另外，考慮到RO膜的逐漸污堵和鹽通量隨時(shí)間的增加，我們也提供

27、了很高的安全設(shè)計(jì)裕度。2.3 技術(shù)招標(biāo)及評(píng)估建設(shè)30,000m3/d的工業(yè)用水深度處理廠的項(xiàng)目在1997年初舉行招標(biāo)，有10多家國(guó)際著名的水公司參與組織的投標(biāo)。評(píng)標(biāo)則基于每份標(biāo)書的實(shí)際凈值進(jìn)行（結(jié)合資金和長(zhǎng)期運(yùn)行成本的影響）,同時(shí)考慮采用當(dāng)時(shí)最可靠的先進(jìn)技術(shù)。提交的各種標(biāo)書大概可以歸類成三種基本不同的工藝：a）EDR技術(shù)b）用微濾（MF）作預(yù)處理的反滲透（RO）技術(shù)c）用傳統(tǒng)雙介質(zhì)過(guò)濾（DMF）作預(yù)處理的反滲透（RO）技術(shù)EDR技術(shù)和RO相比由于其達(dá)不到高脫鹽率而未被采納。MF膜作預(yù)處理工藝與傳統(tǒng)介質(zhì)過(guò)濾相比經(jīng)濟(jì)性上有兩個(gè)不足。其一，每隔5年MF組件必須更換；其二,MF膜只能提供90-95%的

28、系統(tǒng)回收率。相比而言，傳統(tǒng)雙介質(zhì)過(guò)濾（DMF）不需要昂貴的介質(zhì)更換費(fèi)用（砂子和無(wú)煙煤相對(duì)便宜），更重要的是，DMF由于使用RO的濃水作反洗水而可將其回收率提高到99%。令SUT感到欣慰的是，位于印度Chennai的馬德拉斯肥料有限公司（MFL）,成功地將傳統(tǒng)雙介質(zhì)過(guò)濾和標(biāo)準(zhǔn)陶氏RO膜結(jié)合使用多年，日產(chǎn)12,250m3產(chǎn)品水。因此，用傳統(tǒng)雙介質(zhì)過(guò)濾（DMF）作預(yù)處理的反滲透（RO）方案被確定下來(lái)。2.4 系統(tǒng)回收率及項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性由于公用事業(yè)署（PUB）對(duì)新加坡使用的每噸工業(yè)用水征收水費(fèi)0.43新元，所以廢水回收廠只有采用最高的可行的回收率，方能使該項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)上可行。同時(shí)，消費(fèi)者也盼望有一個(gè)具有競(jìng)爭(zhēng)性

29、的水價(jià)。因此，篩選剩下的標(biāo)書必須采用介質(zhì)過(guò)濾作為RO的預(yù)處理，而且RO裝置的回收率高達(dá)86%,結(jié)合預(yù)處理部分99%的回收率，最后整個(gè)系統(tǒng)的回收率達(dá)到85%。3,中型試驗(yàn)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)和建設(shè)污水回用廠的合同最后被美國(guó)Aquatech國(guó)際公司(AIC)中標(biāo)。在設(shè)計(jì)的最初階段，為了使SDI值達(dá)到RO膜要求的目標(biāo)值(<4,0),工程公司決定采用兩級(jí)雙介質(zhì)過(guò)濾DMF(初級(jí)：PDMF和次級(jí)：SDMF)作預(yù)處理。這就意味著為裕廊島將來(lái)可能出現(xiàn)的水質(zhì)不穩(wěn)定狀態(tài)提供了裕度。3.1 中型試驗(yàn)為模擬兩級(jí)DMF,OEM建立了一套中試裝置，以篩選、優(yōu)化混凝/絮凝工藝，同時(shí)優(yōu)化介質(zhì)層。3.1.1 混凝和絮凝的優(yōu)化O

30、EM作了一系列容器試驗(yàn)，測(cè)試了不同濃度的多種聚合物，并通過(guò)沉降性試驗(yàn)、絮體形成試驗(yàn)、濁度測(cè)量等方法確定每種聚合物的最佳效果。從該容器試驗(yàn)中，篩選出兩種聚合物，作為進(jìn)一步中試研究。中試主要測(cè)量不同濃度下的濁度和SDI值。基于測(cè)試結(jié)果，最后確定采用的聚合物和混凝劑。3.1.2 雙介質(zhì)過(guò)濾器(DMF)-濾層優(yōu)化由于中試中觀察到SDI穿透(>5),基于初級(jí)過(guò)濾器的最小泥沙帶出量，二級(jí)過(guò)濾器采用了細(xì)砂以增加SDI值的穩(wěn)定性。(SDI的設(shè)計(jì)目標(biāo)為<4)3.1.3 聚合物帶出試驗(yàn)人們進(jìn)行了聚合物帶出試驗(yàn)，并發(fā)現(xiàn)帶出結(jié)果為零。3.1.4 預(yù)處理充分性及污堵性的研究確定化學(xué)藥品及過(guò)濾介質(zhì)的優(yōu)化配置之

31、后，建立了一套單獨(dú)的閉合循環(huán)的中試系統(tǒng)，以模擬RO系統(tǒng)的第3段的最后一支元件。該系統(tǒng)由單支陶氏FILMTECBW30-365FR2抗污染元件組成，運(yùn)行回收率86%。該系統(tǒng)運(yùn)行將近一月之后證明沒有任何污堵。接下來(lái)，回收率提高到90%,強(qiáng)制產(chǎn)生了一些污堵。但是，即使這樣也沒有產(chǎn)生嚴(yán)重的污堵。因此，證明預(yù)處理是充分的。這些試驗(yàn)也有助于減少現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試所需的時(shí)間。3.1.5 RO膜元件的特點(diǎn)及選擇SUT選擇FILMTEC的BW30-365FR2抗污染膜，既是基于該膜在凈化生物活性水方面的卓越性能得到實(shí)踐證明，也是基于陶氏可靠的技術(shù)服務(wù)和支持。陶氏在Chennai的馬德拉斯化肥廠的跟蹤記錄使SUT更加放心。

32、在將近10年中，陶氏標(biāo)準(zhǔn)膜成功地用于印度Chennai廠，以凈化有機(jī)物含量高的生物活性水。過(guò)去，膜技術(shù)因其污堵速度快而被認(rèn)為不適合這種惡劣水質(zhì)。FILMTECBW30-365FR2是卷式復(fù)合膜，具有很強(qiáng)的抗污染性能。FILMTECFR抗污染元件有著諸多性能優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)：先進(jìn)的自動(dòng)卷膜技術(shù)使精度達(dá)到手工卷制望塵莫及的水平；增加膜片數(shù)縮短膜片長(zhǎng)顯著減小了產(chǎn)水側(cè)的壓力損失，這樣效率更高，驅(qū)動(dòng)壓更均勻，產(chǎn)水通量分布也更均勻。元件的給水通道寬34mil,比其他品牌產(chǎn)品寬10-20%，這使得清洗更容易。FILMTECFR抗污染膜證明抗細(xì)菌吸附，因而可大大延長(zhǎng)清洗周期。FILMTECFR元件的生物累積和生

33、物污堵的速率很低，這樣平均給水壓力很低，從而顯著降了低能耗。3.2 AIC提供的獨(dú)特的系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)3.2.1 高效的過(guò)濾器設(shè)計(jì)，以使SDI值始終保持低水平為維持SDI值，過(guò)濾器設(shè)計(jì)具有如下特點(diǎn)：a）雙室過(guò)濾器設(shè)計(jì)。通過(guò)將濾層分成兩室可提高空氣擦洗及反洗的效果。這種設(shè)計(jì)使我們可更好地控制整個(gè)過(guò)濾流通面上的通量。并增加過(guò)濾器的高度，以進(jìn)一步增強(qiáng)流量分配的均勻性。初級(jí)過(guò)濾器主要為顆粒和污泥堆積提供空間，次級(jí)過(guò)濾器則作為精濾器。初級(jí)和次級(jí)過(guò)濾器始終有一個(gè)以上保持在線運(yùn)行。這本SDI值的穩(wěn)定性更好，因?yàn)槿魏螘r(shí)候過(guò)濾系統(tǒng)都沒有運(yùn)行在新反洗的狀態(tài)。b）初級(jí)過(guò)濾和次級(jí)過(guò)濾交錯(cuò)反洗設(shè)計(jì)上，初級(jí)和次級(jí)過(guò)濾器交錯(cuò)反

34、洗，避免同步。由于初級(jí)過(guò)濾器的壓差超標(biāo)比次級(jí)過(guò)濾器更為頻繁，故而其反洗頻率也更高。交錯(cuò)的概念有助于確保過(guò)濾過(guò)程一直在壓實(shí)的濾床上進(jìn)行。這一點(diǎn)有助于穩(wěn)定SDI值。3.2.2 通過(guò)級(jí)間升壓泵節(jié)能為達(dá)到86%的系統(tǒng)回收率，RO的第一、二段設(shè)一臺(tái)高壓泵，第三段設(shè)一臺(tái)段間升壓泵，并在第一段的產(chǎn)品水管上設(shè)節(jié)流孔板以控制第二段的給水流量。這種設(shè)計(jì)允許第一、二段運(yùn)行的同時(shí)，沖洗第三段。3.2.3 第三段沖洗的特點(diǎn)由于待處理水的本性及系統(tǒng)回收率高的特點(diǎn)，第三段RO濃水達(dá)到的飽和水平極高，極易導(dǎo)致污堵和結(jié)垢。由于產(chǎn)品水具有溶解性能，第三段用產(chǎn)品水定期進(jìn)行污染物和沉淀物的沖洗，防止板結(jié)。每一運(yùn)行班都要對(duì)第三段進(jìn)行隔

35、離，用產(chǎn)品水沖洗，同時(shí)前兩段保持75%的回收率繼續(xù)制水。每次啟停系統(tǒng)都遵循上述沖洗規(guī)程。3.2.4 變頻驅(qū)動(dòng)裝置（VFD）和節(jié)能AIC公司在該系統(tǒng)中采用變頻驅(qū)動(dòng)裝置（VFD）作為節(jié)能設(shè)施。高壓泵設(shè)計(jì)的揚(yáng)程很高，足以滿足膜污堵所需的高壓力，使膜元件充分達(dá)到其使用壽命。通過(guò)采用變頻驅(qū)動(dòng)，高壓泵正好運(yùn)行在使膜不產(chǎn)生污堵所需的壓頭下。因此，不必在泵的出口設(shè)置節(jié)流閥以控制多余的壓頭。這樣在最初幾年就能節(jié)省大量能源。VFD使軟啟停成為可能。這樣，馬達(dá)可以在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)逐漸加速或減速到期望值。這可防止水錘作用對(duì)膜的破壞，而水錘會(huì)使膜孔壓實(shí)，進(jìn)而導(dǎo)致通量損失。同時(shí)，因元件在壓力容器內(nèi)的移動(dòng)導(dǎo)致的望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)象也可

36、避免。3.2.5 實(shí)現(xiàn)高回收率的方法AIC公司采用了下述方法減少水的損失，提高回收率：a）回收排污水過(guò)濾器反洗之前的排污水通過(guò)再循環(huán)管線送回人口回用。這個(gè)設(shè)計(jì)節(jié)約了相當(dāng)可觀的水，否則這部分水將被浪費(fèi)。b）用氯化消毒的RO濃水反洗雙介質(zhì)過(guò)濾器將RO濃水用于反洗過(guò)濾器也取得了顯著的節(jié)水效果。反洗水箱由于濃水的不斷流過(guò)而始終處于攪拌狀態(tài)，這樣水箱就能夠保持滿水位，而且新鮮的濃水不斷更換原有的濃水。每次反洗工藝開始之前，對(duì)反洗用的濃水先進(jìn)行氯化消毒，以避免過(guò)濾器的底部發(fā)生任何污染。c）過(guò)濾器正洗水循環(huán)使用正洗步驟需消耗相當(dāng)可觀的水量。在正洗階段，先將過(guò)濾器底部的濃水置換排放，而后的所有正洗排水全部再循

37、環(huán)，送回入口水箱回用。這樣，可以延長(zhǎng)正洗步驟，更好地壓實(shí)濾床，從而控制SDI值。4.系統(tǒng)布局及運(yùn)行性能4.1. SUT設(shè)計(jì)的整個(gè)水處理廠的布局概況三級(jí)廢水（原工業(yè)用水IW）作為給水如圖1所示通過(guò)預(yù)處理工藝步驟進(jìn)行深度處理。在系統(tǒng)中加入NaClO以盡可能控制生物及藻類的滋長(zhǎng)處于低水平。在整個(gè)預(yù)處理階段，游離余氯和化合氯維持一定的水平。在給水進(jìn)入RO膜之前，加入亞硫酸氫鈉（SBS）,確保沒有游離余氯接觸膜元件。為防止難溶鹽類結(jié)垢，RO的給水往往需要加入阻垢劑。對(duì)進(jìn)入RO元件的經(jīng)過(guò)預(yù)處理的給水，在線監(jiān)測(cè)其氧化還原電位（ORP）。在RO元件的上游，每周一次加入非氧化性的殺生劑，以防止RO系統(tǒng)滋長(zhǎng)微生物

38、。給水中氯胺的水平為0.5mg/loRO的給水壓力980kPa（9.8bar,140PSI）。圖1中稱作“MEMBRANE1-6”的RO裝置，共6歹U,規(guī)格一樣。新加坡SUT水處理工廠概圖4.2.RO系統(tǒng)的布局每列RO由3段組成，其布局如圖2所示。rtETA-OUFfi416Wf壓為害通ffff1門1-門中門，-用評(píng)戶新加坡SUT水處理工廠單列RO的配置概圖4.3. RO運(yùn)行的注意事項(xiàng)、清洗及膜分析RO產(chǎn)品水水質(zhì)始終符合高級(jí)工業(yè)用水(HGIW)的技術(shù)規(guī)范。見下表工業(yè)用水(IW)和高級(jí)工業(yè)用水(HGIW)的實(shí)際值及規(guī)范值的比較工裕廊工業(yè)用水(IW)和高級(jí)工業(yè)用水(HGIW)的實(shí)際值和設(shè)計(jì)規(guī)范值的

39、比較參數(shù)如無(wú)特別說(shuō)明單位為mg/lIW規(guī)范IW實(shí)際值(min.-max.)運(yùn)行范圍HGIW規(guī)范HGIW實(shí)際值(min.-max.)運(yùn)行范圍PH6.57.0電導(dǎo)率(mS/cm)70022007002200<25066133總?cè)芙夤腆w(TDS)3501,3005001300<1503370濁度(NTU)0.52.00.41.7<TSS-總懸浮固體3.06.538354<0.50.070.13色度(HazenUnit)51513<5<5總硬度(asCaCO3)100250100160<6013總堿度(as

40、CaCO3)30804080<451622鈉65300150200<501012氯100500150500<55621硫酸根(asSO4)80145120160<30<7二氧化硅(asSiO2)1-10610<2.00.10.4氨-N(asN)318515<30.11.0磷酸鹽(asP)1-424<0.50.040.10嗅味U.O.U.O.U.O.U.O.BOD<5<5<3<1COD30602030<1024細(xì)菌CFU/100ml<0<1000<1000<1氟0.2-1.00.2-0.7<

41、;0.1<0.02錮N.M0.21N.M.N.M.鋼N.M0.010.1N.M.N.M.鋁0.090.03<1.0<0.1鐵0.090.020.09<0.040.020.04鎰0.06<0.05<0.05<0.05銅0.02<0.05<0.02<0.05，辛0.06<0.05<0.05<0.02As,Cd,Cr,Pb,Hg,Se<0.0250ppbmax.eachN.D.<0.0001氧化物&H2S<0.02N.D.N.D.CN-<0.01SDI-RO(DifLLI*八Ml>新加

42、坡SUT水處理工廠SDI值注：N.D.意思是探測(cè)不到，N.M.意思是未測(cè)，U.O.意思是無(wú)嗅味。原工業(yè)用水有時(shí)SDI彳1(>6)及TSS(6-6.5ppm)很高，這偶爾導(dǎo)致RO給水的SDI值超過(guò)4。當(dāng)RO給水的SDI值長(zhǎng)期超過(guò)4時(shí)，要求系統(tǒng)的回收率從86%降到75%。而且在2000年元月啟動(dòng)及其后的幾個(gè)月中，該系統(tǒng)的回收率謹(jǐn)慎地控制在75%,而后在半年期間緩慢增加到86%。清洗周期預(yù)計(jì)，在86%的回收率下，每月一次。在4周的清洗間隔中，產(chǎn)品水流量標(biāo)準(zhǔn)化后會(huì)典型地下降15-20%o清洗后，標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)水量能恢復(fù)到原有水平。FILMTEC膜允許在很高的pH彳1(30°C時(shí)最高可到pH

43、12,35°C時(shí)最高可到pH11.5)下進(jìn)行清洗，而不會(huì)對(duì)膜性能造成負(fù)面影響。這比市場(chǎng)上其他品牌的膜都要高得多。正常地，清洗就使用常用化學(xué)藥品(NaOH,Na-EDTA,HCl)即可。酸洗可用HCl在pH1-2下進(jìn)行。運(yùn)行1年后，進(jìn)行了一次例行的膜解剖和膜分析，以測(cè)試結(jié)垢物和污堵物的成分，并檢查標(biāo)準(zhǔn)條件下的元件性能。正如所料，存在輕微生物污堵，并探測(cè)到少量Ca、Si、Fe,表明存在輕微膠體污堵。系統(tǒng)性能正如所預(yù)料的一樣，脫鹽率和流量均在技術(shù)規(guī)范之內(nèi)。沒有任何跡象表明存在產(chǎn)品水惡化、通量損失、需要增加給水壓力等問(wèn)題。5結(jié)論及展望-保護(hù)稀缺的淡水資源由于SUT,AIC及DOW勺緊密合作，

44、在工程各階段進(jìn)行了大量審查工作，該項(xiàng)目得以按時(shí)調(diào)試，并且產(chǎn)品水水質(zhì)超過(guò)設(shè)定的規(guī)范值。自2000年元月初次啟動(dòng)以來(lái)，該RO系統(tǒng)運(yùn)行良好，設(shè)計(jì)參數(shù)穩(wěn)定。本項(xiàng)目開創(chuàng)的85%高回收率被視為三級(jí)廢水回用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)行SUT和AIC的工程師發(fā)現(xiàn)FILMTEC的FR膜正如嚴(yán)格實(shí)施的設(shè)計(jì)和運(yùn)行條件下的預(yù)計(jì)，效果良好。并發(fā)現(xiàn)普通化學(xué)藥品就足以滿足清洗要求，從而保持較低的清洗成本。與采用非抗污染膜的老系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)顯著降低了運(yùn)行成本。SUT提供的高級(jí)工業(yè)用水進(jìn)一步節(jié)省了裕廊島用戶的除鹽費(fèi)用，因?yàn)槟こチ藦U水中的大多數(shù)溶解鹽類。結(jié)果是雙贏局面，不僅為工業(yè)界找到了廉價(jià)的水源，而且?guī)椭录悠卤Ｗo(hù)了稀缺的淡水資源。R

45、O技術(shù)及FILMTEC的FR膜未來(lái)的潛力及意義已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其帶給SUT及其裕廊島用戶的成功。RO是一項(xiàng)可行的且用戶用得起的技術(shù)，它不僅能從海水制取淡水，而且能使水回用，保護(hù)水資源。一套費(fèi)用經(jīng)濟(jì)的供水系統(tǒng)正在運(yùn)行之中，其水質(zhì)水量穩(wěn)定，將為新加坡工業(yè)節(jié)省數(shù)百萬(wàn)美元，并成為其他公司在此創(chuàng)業(yè)的重要因素。同樣地，該技術(shù)也可用于世界其他缺水地區(qū)循環(huán)回用廢水，從而保護(hù)重要的自然資源。工程名稱：發(fā)表時(shí)間：應(yīng)用領(lǐng)域：西班牙加那利群島反滲透海水淡化新工藝2005-12-714:28:20瀏覽人次：13956海水淡化摘要Lanzarote是加那利群島中的一個(gè)島嶼，在西班牙各種大規(guī)模海水淡化系統(tǒng)方面居于開創(chuàng)性的地位，該

46、島上的某些老系統(tǒng)已經(jīng)到了閑置淘汰的地步，遭閑置淘汰的原因不是能耗太高就是裝置已經(jīng)到了使用壽命的末期，它們僅僅作為旅游旺季用水高峰期的備用，因而需要建造新的反滲透海水淡化系統(tǒng)，新建系統(tǒng)要求其回收率在50%左右時(shí)，產(chǎn)水含鹽量低（50mg/L）,而且能耗也要低。本文介紹了成功地滿足這一要求的新設(shè)計(jì)工藝，就是于1999年底開始建造并投運(yùn)的Lanzarote四期海水淡化系統(tǒng)，在一級(jí)海水淡化部分采用了FILMTEC新型高產(chǎn)水量反滲透海水膜元件SW30-380（非高脫鹽率產(chǎn)品），在二級(jí)深度脫鹽部分采用了FILMTEC超低壓膜元件BW30LE-440本文給出了具體的操作參數(shù)，并且與傳統(tǒng)的反滲透海水淡化系統(tǒng)進(jìn)行

47、了比較。工程介紹：關(guān)鍵詞：二級(jí)反滲透海水淡化工藝，F(xiàn)ILMTEC膜元件，反滲透1 .引言西班牙加那利群島，是一個(gè)由七個(gè)主要島嶼組成的群島，位于北回歸線北緯28度的位置，由于地理位置及四季如春的氣候而被稱為“幸運(yùn)島”。這里已經(jīng)發(fā)展成為備受世界歡迎的旅游勝地，每年游客達(dá)1千多萬(wàn)人次。伴隨旅館業(yè)、體育與其它相關(guān)行業(yè)及專業(yè)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，人口不斷增長(zhǎng)，當(dāng)?shù)氐纳钏揭嗖粩嗵岣?，而水資源匱乏的狀況卻在一天天加重，為了解決缺水的問(wèn)題，以海水淡化為依據(jù)的基礎(chǔ)水設(shè)施建設(shè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。Lanzarote島以其火山景觀而名揚(yáng)天下，它是西班牙最早安裝海水淡化系統(tǒng)的地方，一些建于20世紀(jì)70年代和80年代的老系統(tǒng)主要

48、采用多級(jí)閃蒸（MSF）和多效蒸錨（MED江藝。近期建造的6萬(wàn)噸/天的海水淡化系統(tǒng)則采用了反滲透海水淡化工藝。從1997年左右起，部分海水淡化裝置遭閑置，有些是因?yàn)槟芎奶撸行┦且驗(yàn)橄到y(tǒng)已經(jīng)到了使用壽命末期，這些系統(tǒng)僅在旅游旺季用水高峰時(shí)期使用，通常為夏季和圣誕節(jié)前后，作為常年運(yùn)行的新建反滲透淡化廠的補(bǔ)充。另一方面淡化廠的規(guī)模需要增加，除了島上游客人數(shù)增加之外，伴隨著建筑業(yè)和旅游業(yè)的發(fā)展導(dǎo)致了島上永久居留人口數(shù)量的不斷增加。出于上述原因，決定公開投標(biāo)新建一座2萬(wàn)噸/天的反滲透海水淡化廠，以滿足對(duì)淡水的當(dāng)前和今后幾年的需求。由于考慮到用戶的各種情況，包括因反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水含鹽量比飲用水標(biāo)準(zhǔn)低，必須

49、讓其與高含鹽量的水進(jìn)行混合，但仍必須滿足飲用水水質(zhì)的規(guī)定，新建海水淡化反滲透產(chǎn)水含鹽量設(shè)定為50Ppm而不是常規(guī)的400Ppm=另一個(gè)要求是該系統(tǒng)即便是全部采用兩級(jí)反滲透工藝過(guò)程，仍必須與附近的傳統(tǒng)一級(jí)反滲透海水淡化系統(tǒng)的噸水單位能耗相當(dāng)，這一要求只有采用新一代的海水淡化膜元件才能達(dá)到。2 .案例歷史：Lanzarote四期新的設(shè)計(jì)和操作工藝采用兩級(jí)反滲透海水淡化流程，基于新型高產(chǎn)水量FILMTECSW30-380海水元件和高產(chǎn)水量超低壓FILMTECBW30LE-44*咸水元件。1998年年中，INIMA,一家位于馬德里的工程公司獲準(zhǔn)承建該項(xiàng)目，系統(tǒng)工藝路線基于兩級(jí)反滲透，第一級(jí)反滲透的淡水

50、含鹽量為7001000ppm,然后再全部作為二級(jí)反滲透的進(jìn)水，使用超低壓低能耗的苦咸水膜元件進(jìn)一步脫鹽，使產(chǎn)水含鹽量達(dá)到50Ppm左右，但二級(jí)反滲透應(yīng)以極高的回收率運(yùn)行（90%左右）。在兩級(jí)反滲透之間設(shè)置二級(jí)反滲透高壓泵可以實(shí)現(xiàn)上述工藝操作，這樣一級(jí)反滲透配備的膜元件可以在相對(duì)低的進(jìn)水壓力下，以50%勺回收率制得合乎要求的一級(jí)產(chǎn)水；但也可以采取提高一級(jí)反滲透運(yùn)行壓力，使一級(jí)反滲透產(chǎn)水壓力維持在914bar,以便直接驅(qū)動(dòng)二級(jí)反滲透超低壓低能耗元件，這樣兩級(jí)反滲透間就不再需要設(shè)置二級(jí)反滲透高壓泵，這一工藝選擇必須在一級(jí)海水淡化部分選用FILMTECSW30-380高產(chǎn)水量反滲透元件，在二級(jí)反滲透部

51、分選用FILMTECBW30LE-44灰件。經(jīng)過(guò)在德國(guó)Rhinecenter和FilmTec公司液體分離部的實(shí)驗(yàn)室以及現(xiàn)場(chǎng)采用這兩種膜元件所進(jìn)行的模擬試驗(yàn)，印證了這一工藝的可行性，這一工藝僅使用一個(gè)高壓泵（HPP）和能量回收透平（ERT）,在Lanzarote四期中采用的這種配置允許膜在其使用壽命周期內(nèi)所選擇的高壓泵和能量回收透平位于最適宜的操作點(diǎn)，并能使整個(gè)系統(tǒng)能量消耗降到最低。西班牙加那利群島海水淡化項(xiàng)目點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片2.1 膜元件型號(hào)與規(guī)格第一級(jí)的SW30-380元件比標(biāo)準(zhǔn)高脫鹽率海水元件SW30HR-380勺脫鹽率略低，但卻具有較高的膜本征值A(chǔ)值，因而僅需較低的操作壓力，并允

52、許在不同的反滲透產(chǎn)水壓力下工作，可以根據(jù)系統(tǒng)的使用年限和污染程度將一級(jí)產(chǎn)水壓力調(diào)節(jié)到合適值，提高產(chǎn)水壓力的概念也被用于二級(jí)反滲透部分的設(shè)計(jì)，以便節(jié)省輸送成品水到最終產(chǎn)品水水箱的成品水泵。二級(jí)反滲透部分選用的元件為在許多工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛使用的超低壓苦咸水反滲透元件，該元件命名為FILMTECBW30LE-440BW奏示苦咸水的意思，LE表示低能耗的意思，440是膜元件的有效膜面積，以平方英尺計(jì)，表1列舉了兩種元件的主要性能規(guī)范。最新的膜產(chǎn)水量和脫鹽率性能分別提高到9000gpd,99.4%表1Lanzarote四期FILMTEC反滲透元件性能元件類型SW30-380BW30LE-440級(jí)12標(biāo)準(zhǔn)

53、產(chǎn)水量gpd(l/hr)8,000*(1,260)11,500(1,820)標(biāo)準(zhǔn)壓力(bar)5510.3典型脫鹽率，%99.1*99.0*2.2 系統(tǒng)規(guī)模和投運(yùn)時(shí)間該海水淡化工廠設(shè)有4個(gè)系列，每個(gè)系列一級(jí)反滲透規(guī)模為5,600m3/d，產(chǎn)水目標(biāo)含鹽量為1,000Ppm(mg/L),該一級(jí)產(chǎn)水然后進(jìn)入二級(jí)反滲透，其產(chǎn)水量為5,000m3/d,最終目標(biāo)產(chǎn)水含鹽量要求低于50ppm。其中三個(gè)系列于1999年9月11月之間投運(yùn)，第四個(gè)系列于2000年1月投運(yùn)，工廠的實(shí)際結(jié)果遠(yuǎn)優(yōu)于原設(shè)計(jì)預(yù)期值，實(shí)際產(chǎn)能也大于21,000m3/d,產(chǎn)水總含鹽量低于35mg/L。2.3 RO系統(tǒng)的構(gòu)造每組系列原始設(shè)計(jì)采用

54、7芯元件的壓力外殼95支，后來(lái)減少為85支，原因是實(shí)際的膜元件平均產(chǎn)水量略高于最初的模擬試驗(yàn)時(shí)的產(chǎn)水量。在投運(yùn)初始階段決定每個(gè)系列僅安裝75支外殼，其理由是，元件經(jīng)過(guò)測(cè)試后仍具有很高的產(chǎn)水量，而且最終用戶并不希望在投運(yùn)初期操作壓力太低。二級(jí)反滲透采用二段排列組合24:8,也選用了含7支元件的壓力外殼。在投運(yùn)初期，二級(jí)系統(tǒng)進(jìn)水壓力9.910.2bar,由一級(jí)反滲透的產(chǎn)水壓力直接驅(qū)動(dòng)，二級(jí)反滲透的段間沒有設(shè)置段間增壓泵，但同樣因?yàn)樵?shí)際產(chǎn)水量比額定值高，現(xiàn)場(chǎng)決定將二級(jí)反滲透的排列組合降低至21:7,否則一級(jí)反滲透的操作壓力太低，能量回收透平的進(jìn)水負(fù)荷會(huì)太高，當(dāng)運(yùn)行8個(gè)月后，二級(jí)反滲透的操作壓力達(dá)

55、到11.2bar，此時(shí)恢復(fù)了24:8的原設(shè)計(jì)排列方式。2.4比較在進(jìn)水含鹽量和主要操作參數(shù)與Lanzarote很相似的其它反滲透海水淡化廠中，當(dāng)回收率按45%運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)水含鹽量為310ppm,為了進(jìn)行條件相同的對(duì)比，假設(shè)該含鹽量的90%的一級(jí)產(chǎn)水進(jìn)入二級(jí)反滲透，按90%回收率運(yùn)行，進(jìn)一步脫鹽后再與未經(jīng)二級(jí)反滲透處理的10%的一級(jí)產(chǎn)水混合，獲得5060Ppm的目標(biāo)水質(zhì)(與Lanzarote四期的最終水質(zhì)相當(dāng))。這樣相似的兩個(gè)反滲透海水淡化系統(tǒng)相比，當(dāng)采用高效率的高壓泵和能量回收裝置時(shí)，本體噸水單位能耗分別為4.32和4.5kwh/m3。表2Lanzarote四期，系列3,一級(jí)海水反滲透裝置主要操作系數(shù)(每支壓力外殼裝7支SW30-380)投運(yùn)初期8個(gè)月之后a操作參數(shù)實(shí)際值設(shè)計(jì)軟件預(yù)測(cè)值實(shí)際值設(shè)計(jì)軟件預(yù)測(cè)值進(jìn)水壓力(bar)65.366.168.268.8產(chǎn)水流量(m3/h)252248249.8248回收率(%)48464948進(jìn)水TDS(mg/L)38,60038,60038,60038,600產(chǎn)水TDS(mg/L)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)水量(gpd)(l/h)進(jìn)水溫度(C)標(biāo)準(zhǔn)化脫鹽率()污堵因子(FF)單位能耗(kWh/m3)6129,2001,45021.27(3.4)b6628,0001,26024(3.65)b6438,