SWRO+MVR工艺处理净水厂浓盐水零排放工程设计.docx

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1、SWRO+MVR工艺处理净水厂浓盐水零排放工程设计内蒙古某市能源矿产资源富集，形成了以煤炭、电力、化工、建材、冶金等能源重化工产业为主的支柱产业体系。其经济开发区配套的生活净水厂总产水规模为14000m3/d，取水水源为某电厂地下水源井。    由于原水中总溶解性固体（TDS）、硬度和硫酸根离子含量高于《生活饮用水卫生标准》（GB57489—2006）中的要求，因此该净水厂除常规混凝、沉淀、过滤工艺外，采用了双膜法（UF+RO）对原水进行脱盐处理，净水厂反渗透产生的浓水及含泥水作为废水排入市政污水系统。由于当地水资源匮乏、环境容量较小、生态相对脆弱，特别是近年来，随着一批大型煤化工项目

2、的开工投产，用水量逐年增加，对环境和生态的压力也逐渐显现。因此在当前严峻的形势下，提高废水的回用率，发展污水“零排放”十分必要。    1设计水量及进出水水质    目前该净水厂反渗透系统产水率为70%，浓水量约5000m3/d，原水浓缩倍数为3.33。净水厂原水进水水质和“零排放”系统设计进水水质见表1。    “零排放”系统出水主要回用于经济开发区杂用水和工业用水，执行《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T19923—2005）和《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920—2002）标准，主要出水指标见表2。    2工艺选择    目前常用的“零排放”工艺为膜浓缩

3、后进行蒸发结晶。蒸发结晶常用工艺包括多效蒸发结晶和蒸汽机械再压缩蒸发结晶等，此类工艺造价投资远高于一般膜浓缩工艺，且运行费用高昂，吨水处理费用高达数十元。    为了降低蒸发结晶设备的规模，本项目在前端增设浓盐水浓缩工艺，利用膜装置对系统进水进一步浓缩。    净水厂“零排放”系统进水TDS≤5000mg/L，参照以往相关项目经验，可利用膜系统将原水浓缩10倍至TDS≤50000mg/L，后进蒸发结晶系统。    目前常见的用于浓缩的膜系统包括普通的苦咸水RO、海水淡化反渗透膜（SWRO）和碟管式高压膜（DTRO）等，分别针对不同的TDS、原水污染物质等可供选择。本系统进水TDS≤50

4、00mg/L，可利用普通的苦咸水RO系统首先进行浓水浓缩3.3倍后达到TDS≤16700mg/L，再利用SWRO系统将该部分浓盐水浓缩3倍至TDS≤50000mg/L后，进入蒸发结晶系统进行最终的结晶处理。    因此本项目选用的工艺为“预处理+苦咸水RO+SWRO浓缩+蒸发结晶”。    2.1“零排放”系统预处理    由于原水为净水厂的反渗透浓水，主要污染物包含浊度及硬度，为降低后续膜处理系统的污染，预处理应针对主要污染物进行选择。目前常见的硬度去除方法包括化学除硬、离子交换法等，本系统进水硬度高达3000mg/L，不适宜直接采用离子交换法进行除硬，故采用石灰、纯碱软化法降低来水

5、的硬度至100mg/L。原水经澄清池加药去除大部分硬度和浊度后，进入多介质过滤器进一步降低水中浊度，使其<1NTU，满足后续工艺处理要求。    由于本系统浓缩倍数较高，为了避免有机物和SiO2对后续RO膜和SWRO膜造成污堵，拟在预处理阶段彻底去除水中硬度，以实现后段膜处理可以在碱性条件下运行，因此工艺水在经过多介质过滤器装置过滤后进入钠床处理以彻底除硬。    2.2“零排放”系统苦咸水反渗透    苦咸水反渗透系统作为目前一种常用的脱盐工艺，一般会在其装置前增设超滤装置，去除胶体污染物。超滤膜作为反渗透系统的重要预处理装置，其优异的出水水质、极低的SDI可明显降低反渗透膜污染，延

6、长反渗透膜使用寿命。    由于自来水浓水为洁净废水，无特殊絮状物等污堵物质，因此采用普通外压式PVDF优质超滤膜工艺，保证超滤出水SDI<3后，再进入反渗透装置进行除盐。    本项目原水中TDS为5000mg/L，考虑到膜的压力耐受能力，RO系统回收率采用70%，RO浓水TDS设计值为16000mg/L，进入后续膜浓缩装置进一步浓缩。    2.3SWRO膜浓缩    本项目在预处理阶段已基本去除硬度，因此可在SWRO阶段采用高pH运行模式。    由于膜的Zeta电位变为很强的负电，而大部分天然颗粒带负电，负电相斥，所以颗粒很难附着在膜的表面。在高pH条件下浓水通道的水力条件已变

7、化，膜表面的层流边界层变薄，颗粒置于膜表面的湍流层而被冲走。    此外，在高pH条件下，大多数生物“溶解”或遭破坏，可有效避免有机污染；同时有机硅溶解度提高，可最大程度降低有机硅的污染性。    因此，通过前期预处理完全除硬后，可实现膜浓缩阶段在高pH条件下运行，避免了有机污染。本项目膜浓缩段采用SWRO对苦咸水阶段的浓水进一步浓缩，浓缩倍数为3，SWRO浓水TDS为48000mg/L。    2.4蒸发结晶系统    蒸发结晶的高含盐废水主