苦咸水淡化设计方案

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1、18000m3/d苦咸水淡化设计方案摘要：比较了黄骅地区高浓度苦咸水不同的淡化方法，对不同的反渗透工艺及设备排布方式进行了计算，进而确定了工艺可靠、投资较少、具有一定操作弹性的反渗透淡化方法。关键词：反渗透,苦咸水,淡化处理设计　沧州化学股份有限公司为保证全国最大的PVC生产装置项目的供水及解决企业长期发展免受水资源的限制，同时为解决[J]黄骅市部分地区常年饮用高浓度苦咸水的难题，决定开发储量丰富、可通过降雨及海水渗入自然补充的50～250m地下高浓度苦咸水。1方案的选取　　虽然浅层地下水(井深50～250m)的供水量

2、能满足需求，但水质恶劣，距生产工艺要求的水质相差甚远，其水质情况见表1。表1 原水水质指标项目数值项目数值 K+、Na+3500.32Ca2+272.99 Fe3+0.26SO42-1071.18 Cl-6618.75Ⅰ-0.74 NO2-0.003HPO42-0.027 暂时硬度462.45负硬度11.40 可溶SiO210.33悬浮物42.81 硫化物0.06COD1.83 Mg2+640.63Fe2O30.70 NH4+0.11Ba2+0.26 HCO3-573.76Sr2+7.19F-1.84NO3-0.07全

3、硬度3317.93永久硬度2678.81总碱度470.52TDS12402.25注 细菌总数＞100个/mL；浊度=5NTU；pH=7.51；水温=16.6℃从表1可见，原水含盐量为12402.25mg/L，为高浓度苦咸水，其淡化方法可采用电渗析法、反渗透法和蒸馏法。对于该水质而言，如采用电渗析方法脱盐，其耗电指标介于7.0～18.5kW·h之间，比我国岛屿现有实际运行的反渗透海水淡化工程能耗还要大，故而不予采用。蒸馏法中多级闪蒸淡化技术动力消耗大、运转费用高；压汽蒸馏成熟产品的最大产量为3000m3/d，需6台并联才

4、能达到产水要求，缺乏规模效益；低温多效蒸馏淡化方法虽适用于该项目的苦咸水淡化，但经初步计算得知针对该水质的设备投资高达19000万元，单位造水成本也达67元/m3。同样规模的反渗透淡化装置投资则在2200万元左右，单位造水成本25元/m3，远比低温多效蒸馏淡化方法便宜。其原因是：①产品水的水质达到国家饮用水要求即可，不需要生产高纯水；②多效蒸馏设备还不具备国产化条件，设备引进的价格较高；③原料水含盐量较低，使得反渗透可在较低压力下操作，达到了节能目的。因而决定选用反渗透处理工艺。2工艺设计21预处理系统　　根据有关方

5、面提供的水源地水文地质详查情况，局部水源井的浊度较高，在室内放置4～24h后浊度高达40NTU。这可能是原水中存在一些不稳定离子，所处环境改变后还原成胶状物所致。因此，在原水进入淡化装置之前设置集水、澄清沉淀池，以使原水与大气充分接触，并得以澄清沉淀。由于原水中含有微生物，在预处理前加次氯酸钠(2mg/L)杀灭细菌，同时防止和抑制微生物的滋生。杀菌后的水加入絮凝剂(聚合氯化铁5mg/L)进行直流凝聚，以便后续过滤去除。过滤系统分别设置多介质过滤器和细砂过滤器两级过滤系统。参照国内、国外过滤器的运行情况，多介质过滤器的滤

6、速选用10m/h，细砂过滤的滤速选用5m/h,控制出水污染指数SDI＜3，Fe＜0.05mg/L，CODMn＜1.5mg/L，p＝2～11，达到反渗透淡化系统要求的进料指标。预处理反冲洗水采用已经过多级过滤和防结垢处理的反渗透浓水，从而使系统自用原水量降至最低，使系统具有较高的回收率。22反渗透系统　　由于淡化系统采用反渗透复合膜，对氯的耐受程度只有1000mg/(L·h)，而过滤器出水通常含余氯0.1～1.0mg/L，故需在过滤器出水中加入亚硫酸氢钠(3mg/L)还原水中余氯，使游离氯含量＜0.1mg/L，满足反渗

7、透装置的进水要求。另外，原水中Ca2+、SO42-、Mg2+、a2+、Sr2+等离子含量较高，在反渗透脱盐过程中极易形成难溶组分沉积于反渗透膜表面，造成装置性能下降。因此采用性能较传统阻垢剂六偏磷酸钠为好的阻垢分散剂Flocon260(27mg/L)，必要时配合加入盐酸(30%盐酸)可有效防止膜内碳酸钙、硫酸钙、钡等各种难溶盐类的结垢，并防止铁铝氧化物及其他污染物的沉积。　　淡化装置的总容量为18000m3/d，选用数台装置并联运行。考虑到原水水质的特性，采用介于海水及一般水处理之间的系统回收率65%，既保证水源的充分

8、利用，又防止回收率过高对膜的损害。为实现回收率＞65%的目标，需采用二段工艺操作。考虑到该水质的反渗透操作压力较高，浓水排放较海水处理相对较少，排放量较大，在一、二段膜中间增设能量回收装置，从而减少系统的能量消耗。　　鉴于该水含盐量为12400mg/L，属于高浓度苦咸水，且不到常规海水含盐量的一半，无法照搬传统意义苦咸水及海水的