內(nèi)蒙古某凈水廠高鹽水膜濃縮工藝方案選擇

內(nèi)蒙古某凈水廠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)濟開發(fā)區(qū)配套的生活凈水廠總產(chǎn)水規(guī)模為14000m1系統(tǒng)出水水質(zhì)目前該凈水廠反滲透系統(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)濟開發(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）標準，主要出水指標見表2。2蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)目前常用的“零排放”工藝為膜濃縮后進行蒸發(fā)結(jié)晶凈水廠“零排放”系統(tǒng)進水TDS≤5000mg/L，參照以往相關(guān)項目經(jīng)驗，可利用膜系統(tǒng)將原水濃縮10倍至TDS≤50000mg/L，后進蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。目前常見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，分別針對不同的TDS、原水污染物質(zhì)等可供選擇。本系統(tǒng)進水TDS≤5000mg/L，可利用普通的苦咸水RO系統(tǒng)首先進行濃水濃縮3.3倍后達到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，進入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)進行最終的結(jié)晶處理。因此本項目選用的工藝為“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，為進一步降低膜處理系統(tǒng)污染提供了整由于原水為凈水廠的反滲透濃水，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)針對主要污染物進行選擇。目前常見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，為了避免有機物和SiO2.2pvdf優(yōu)質(zhì)超濾膜對廢水過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，一般會在其裝置前增設(shè)超濾裝置，去除膠體污染物由于自來水濃水為潔凈廢水，無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，再進入反滲透裝置進行除鹽。本項目原水中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)計值為16000mg/L，進入后續(xù)膜濃縮裝置進一步濃縮。2.3降低濃水通道，避免污水污染，可減少有機污染本項目在預(yù)處理階段已基本去除硬度，因此可在SWRO階段采用高pH運行模式。由于膜的Zeta電位變?yōu)楹軓姷呢撾?，而大部分天然顆粒帶負電，負電相斥，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，可有效避免有機污染；同時有機硅溶解度提高，可最大程度降低有機硅的污染性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）和機械蒸汽再壓縮（MVR，也稱高效蒸發(fā)結(jié)晶），兩類工藝各有利弊。MEE的特點是幾個蒸發(fā)器連接起來，前一級蒸發(fā)器所產(chǎn)生的二次蒸汽作為后一級蒸發(fā)器的加熱熱源，包括并流、平流、逆流和錯流幾種類型。多效蒸發(fā)分離效果好，操作可靠，主要動力源為蒸汽；MVR采用離心式蒸汽壓縮機對二次蒸汽進行壓縮根據(jù)所處理物料規(guī)模、操作方式及經(jīng)濟性等綜合考慮，本項目處理工藝選擇MVR工藝，將母液最終干化為混鹽后外運處置。2.5超濾系統(tǒng)設(shè)計綜上，“零排放”系統(tǒng)水量平衡圖見圖1。凈水廠反滲透濃水首先進入調(diào)節(jié)池，經(jīng)過水質(zhì)水量調(diào)節(jié)后自流進入機械澄清池，向澄清池中投加純堿及石灰，對水中的硬度進行軟化去除。澄清池的上清液自流進入中間水池，經(jīng)提升進入多介質(zhì)過濾器，去除水中的濁度，使之達到<1NTU。多介質(zhì)過濾器出水進入鈉床，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)過自清洗過濾器，對水中可能殘留的顆粒、懸浮物進行截留，起到保安作用。經(jīng)自清洗過濾器后進入超濾裝置，去除廢水中的生物污染物、顆粒物、膠體、濁度、細菌等，滿足反滲透系統(tǒng)的進水水質(zhì)。超濾裝置的產(chǎn)水率為90%，定時清水反洗和加藥反洗，每隔3～6月對膜進行1次化學(xué)清洗，清除膜表面污堵。超濾裝置的產(chǎn)水進入超濾產(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)過保安過濾器和高壓泵后進入反滲透膜堆，反滲透膜堆產(chǎn)水進入產(chǎn)品水池，濃水進入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)過濃水保安過濾器和高壓泵后進入濃水反滲透膜堆，產(chǎn)水進入產(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。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)晶裝置進行進一步處理。3膜濃縮結(jié)晶系統(tǒng)(1）調(diào)節(jié)池。1座，調(diào)節(jié)來水的水質(zhì)水量。有效容積為150m(2）機械澄清池。2座，通過向澄清池中投加燒堿及石灰，對水中的硬度進行軟化去除。單座池體處理水量為120m(3）鈉床成套裝置。3臺，2用1備。單臺處理水量為115m(4）外壓式UF裝置。2臺，單臺產(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，選用進口卷式平板膜，產(chǎn)水率為70%。設(shè)置保安過濾器2臺，單臺流量為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SW30XLE-400。設(shè)置保安過濾器1臺，單臺流量為55m(10)MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。1套，對膜濃縮單元產(chǎn)生的濃水進行蒸發(fā)結(jié)晶處理。系統(tǒng)處理量為20m4設(shè)備安裝費用本項目直接工程費用為3420萬元，其中土建費用1000萬元（不含地基處理），設(shè)備購置及安裝費用2420萬元。主要運行費用包括藥劑費（2.18萬元/d）、膜更換維修費（0.68萬元/d）、電費（2.81萬元/d）、固體雜鹽委外費（11.50萬元/d）處置等直接費用約17.18萬元/d，折合噸水成本為34.36元。5運營效果目前濃鹽水零排放系統(tǒng)進水水量為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反滲透濃水，處理出水能達到《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）標準。且整個系統(tǒng)沒有廢水外排，廢棄物以混鹽晶體的形式外運處置，具