微滤除硬法浓水零排放关键技术.docx
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微滤除硬法浓水零排放关键技术
微滤除硬浓水回收技术
1.方案工艺流程
工艺方案选取，方案流程框图如下：
工艺流程阐明：
动力站回用水站解决装置外排浓水自流进入前反映槽。
前反映槽具备一定期间储量，能均衡废水水量、水质。
前反映槽通过加压泵送入预解决器中。
前反映槽是除硬重要设备。
在前反映槽内投加NaOH，进水水体pH将调节至11左右。
该反映槽为CSTR式反映槽构造，在池体内设立机械搅拌器。
水体中碳酸氢盐在pH调节后转变成碳酸根，可以与Ca、Mg、Sr等形成反映，转化为不溶性碳酸盐类；钡盐则与硫酸根形成更多不溶性盐类；此外，本案中Mg离子浓度较高，在pH调节后，可以与氢氧根离子转化为Mg（OH）2不溶性物质。
从而达到除硬效果。
前反映槽中形成不溶性盐类中Mg（OH）2产出量较大，并且其沉淀颗粒比较细，难于用普通固液分离方式去除，本案根据我公司大量工程实践，选用气浮作为HVM膜分离器之前固液初次分离手段。
前反映槽出水经高压泵泵入射流喷射器，在射流喷射器中加入三氯化铁溶液，气浮采用全流程溶气气浮。
气浮浮渣自流进入渣池，渣池内污泥为无机类污泥，因而需要保持一定曝气量以保持悬浮状态，定期由盐泥泵送入板框压滤机进行压滤，滤液回流进入前反映槽，压滤后泥饼外送出界
气浮清液自流进入HVM膜分离器，通过膜过滤后进入pH折流调节槽，在调节槽内水体pH调节至中性范畴，出水泵入后续单元。
通过HVM膜分离器截留掉了水中反映残留悬浮物，强化了出水效果。
HVM膜在运营一段时间后，膜组件会发生污堵状况，需要进行化学清洗,通过投加一定化学清洗药剂，可使微滤膜过滤性能得到恢复。
HVM膜出水进入反渗入膜，去除其中剩余硬度、大某些有机物以及盐分，淡水回用，浓水外排到外排水池，进行后续解决。
2.备选方案解决效果预测
重要水质指标解决预测如下表：
项目
进水
微滤除硬出水
去除率
反渗入
出水
去除率
产水水质
规定
总溶固（mg/L）≤
19000
\
\
237.08
99%
<380
总硬度②
（mg/L）≤
1459.10
442.5
70%
1.20
99.7%
CODCr/（mg/L）≤
160
144
10%
1
99%
<5①
阐明：
①为CODMn数据。
②总硬以CaCO3计。
3.备选方案工艺系统技术阐明
1.
2.
3.
3.1.微滤除硬系统
（1）本项目拟将pH调节至11左右，此时离子自平衡后，可达到较好硬度去除效果。
钡盐去除率可达到95%以上，钙盐、镁盐、锶盐固态转化率均高于90%。
前反映槽采用CSTR反映器一座，反映器主体采用CS防腐构造。
反映器内部设立有机械搅拌器，搅拌器正常运转后，水体流速可达到1.5m/s，因而可形成良好湍流度，保证溶液主相混合均匀，从而缩短反映时间条件。
本反映器停留时间拟在1h。
本项目需要投加NaOH。
由于反映终结时，溶液主体pH在11左右，因而投加时直接采用市面可购浓度为30%NaOH溶液。
NaOH高位槽拟选用一座10m3容积储槽，实际使用停留时间可在5d以上。
NaOH投加采用高位自流加药。
加压泵拟选用离心式清水泵，流量为100m3/h，扬程为60m，1用1备。
加压泵启停由均和槽内液位开关进行联锁控制，低位停泵，高位报警。
（2）在前反映槽中完毕反映后溶液用加压泵送入预解决器，并在预解决器进口加入FeCl3溶液，通过预解决除去了盐水中Mg（OH）2、有机物及其他杂质。
预解决器作为系统中核心设备之一，对工艺成功起到了至关重要作用，因而，预解决器设计亦是整个流程核心设计。
预解决系统工作原理是：
空气通过射流喷射器被强制溶解进入水中，形成溶气水送到预解决器中，大量微气泡群同泵送过来污水中悬浮物充分接触，并在缓慢上升过程中吸附在絮集好悬浮物中，使其密度下降而浮至水面，达到去除水体颗粒物和胶体目。
鉴于本项目中形成无机颗粒物形态较为复杂，特别是Mg（OH）2絮体质量较轻，难于用普通重力式沉降设备完毕去除。
因而本项目选用全流程溶气气浮作为固液分离首选。
本项目设立有预解决器、射流喷射器、加压泵等。
（3）HVM膜分离系统是优良膜分离系统，通过膜组件截留作用，可几乎完全去除水体中悬浮物。
HVM膜组件对SS截留效果可以最大限度上减少反渗入单元微生物及固体悬浮物污染发生。
同步膜组件表面形成凝胶层还可以有效截留水体中某些分子量特别大有机物，减轻后续反渗入系统负荷。
HVM膜系统涉及膜组件、精制溶液泵、化学清洗装置、加药装置、管配件和自控系统等。
本技术中HVM膜分离装置采用全自动持续运营方式。
HVM特点完全聚四氟乙烯（PTFE）材质，耐酸碱、抗氧化、无老化，耐温可达到250℃以上；表面光滑、不粘结、易清洗；均匀致密微孔，高效表面过滤，孔径在0.22~0.5微米之间，过滤精度高，滤清液SS可稳定达到1mg/L如下；膜开孔率高、通量大，过滤纯水流量可达到15m3/m2.h，是当前同类聚四氟乙烯微滤膜中通量最大一种膜。
Ø表面过滤特点
所谓表面过滤就是将所有固体物质截留在膜表面从而实现固液分离过程。
HVM膜过滤是当前已知微滤膜中最接近表面过滤一种过滤方式。
其过滤能力不是由膜自身决定，而是由膜表面截留固体物组分、性质、形态、大小、以及滤饼层厚度、致密限度决定。
提高过滤压力不一定能提高过滤能力，过高过滤压力有也许使滤饼层更加致密、毛细通道更细。
恰当反洗将滤饼从膜表面分离可以有效提高产能。
本项目拟采用HVM膜分离器4套共80m2，每套产水20~22m3/h，系统配备压力检测、流量检测单元、自动控制阀门，运用程序化控制阀门开关。
为了保证膜元件透水通量，配备自动反清洗装置及反洗加药系统。
定期对HVM膜分离器进行反洗操作，运用反向水流使沉积在膜表面污染层及胶体层脱落，从而使得膜表面重新恢复过滤性能。
当污染严重时，反洗时还可加入酸液，使得膜表面以及深层金属污堵物得以溶解，进而被反洗液带离膜表面，进一步恢复膜性能。
3.2.反渗入装置
反渗入装置对微滤除硬后产水再次进行去除硬度、脱除极大某些有机物和盐分解决，进一步减少反渗入系统产水含盐量，以达到回用水对含盐量规定。
反渗入装置设立2套，单套出力为23m3/h，每套可同步运营，也可单独运营。
本系统采用美国美国陶氏（DOW）生产芳香族聚酰氨复合膜，压力容器采用玻璃钢（FRP）材质，采用大连宇星、英国唯赛勃产品。
考虑到本项目水质特点、设备节能、运营压力、膜透过率、膜脱盐率、出水含盐量等因素，反渗入采用美国陶氏公司BW30XFR-400/34I。
1）设立2套净出力为23m3/h反渗入装置，每套都能单独运营，也可同步运营。
运营水通量12.89L/M2·H，回收率≥60.53%。
2）反渗入膜采用美国陶氏端面自锁连接高膜面积低能耗膜产品。
每套装置选用48支膜组件，共96支。
3）RO装置各段给水及浓水进出水总管上设有足够接口及阀门，以便清洗时与清洗液进出管相连。
4）每套RO装置产品水管上装设防爆膜。
5）RO浓水排水须装流量控制阀（稳流阀），以控制水回收率。
最后排放浓水外送。
反渗入所有运营时，排放浓水流量30t/h；单套运营时排放浓水流量15t/h。
6）RO装置设有程序自动启停装置，停用后能延时自动冲洗。
每套RO装置设立一台就地仪表操作盘，在就地盘上可读出关于工艺参数。
通过水解决系统PLC能实现自动和手动操作整个系统功能。
系统所配仪器、仪表性能、配备点及数量等将满足本系统安全、稳定、可靠运营需要。
7）RO装置产品水管和浓水管设取样点，取样点数量及位置能有效地诊断并拟定系统运营状况。
8）RO膜组件安装在组合架上，RO组合架设计满足其厂址抗震烈度规定和组件膨胀规定。
组合架上配备所有管道阀门及接头，还涉及所有支架、紧固件、夹具及其他附件。
9）RO装置压力容器采用采用大连宇星、英国唯赛勃品牌产品。
10）卖方提供一套完整反渗入自动冲洗系统。
3.3.污泥解决系统
本项目采用化学办法完毕硬度去除，水体中大量金属离子在高pH条件下转化为固态不溶物，最后转化为污泥。
预解决中产生污泥送入渣池。
本项目设渣池一座，渣池采用钢砼防腐构造。
由于预解决泥渣含固量较高，渣池设有穿孔曝气管，防止污泥沉积最后浮现板结现象。
板框压滤机为水解决惯用设备，是通过板框挤压，使污泥内水通过滤布排出，达到脱水目。
普通状况下，板框压滤泥饼含水率为45%~80%。
污泥由盐泥泵送往板框压滤机。
为了保证板框压滤机良好操作，压滤泵进口设立有PAM投加装置。
PAM设立有两套，一用一备。
板框压滤机拟选用一台，压滤面积为100m2，采用半自动式操作，为了保证污泥含水率较低，可连接压缩空气管路进行气吹扫。
同步接入清水管路，对于每次卸渣后滤饼进行冲洗。
4.方案经济技术指标
4.1.电力消耗
380V/220V±10%，三相，50Hz，详细用电负荷如下表:
序号
设 备 名 称
单机功率
装机容量（台）
使用数量（台）
装机
功率（kW）
使用
功率（kW）
需要系数
需要功率（kW）
1
加压泵
30
2
1
60
30
1
30
2
精制溶液泵
18.5
2
1
37
18.5
1
18.5
3
盐泥泵
15
2
1
30
15
1
15
4
酸洗液进液泵
3
1
1
3
3
0.006
0.018
5
RO增压泵
30
3
2
90
60
1
60
6
RO高压泵
30
4
4
120
120
1
120
7
回用水泵
5.5
2
1
11
5.5
1
5.5
8
卸酸泵
0.37
2
1
0.74
0.37
0.04
0.0148
9
卸碱泵
0.37
2
1
0.74
0.37
0.04
0.0148
10
加药泵
0.25
16
8
4
2
0.5
1
11
清洗水泵
3
2
1
6
3
0.003
0.009
12
板框压滤机
2.2
1
1
2.2
2.2
0.5
1.1
32
合 计
364.68
259.94
251.16
4.2.经济技术指标
方案运营费用估算重要包括电费、药剂费、蒸汽费、水费等，如下为再生废水膜浓缩解决解决系统直接运营成本表：
序号
项目
规格
单位
单价
吨/元
吨水消耗
日消耗量
吨水成本
/元
年总成本，万元
（按8000小时计）
一
原材料
1
NaOH
99%
kg
.00
0.776
1489.92
1.552
99.328
2
FeCl3
45%
kg
1000.00
0.022
42.24
0.022
1.408
6
HCl
31%
kg
700.00
0.037
71.04
0.026
1.664
HCl
31%
kg
700.00
0.00038
0.720
0.00026
0.017
8
阻垢剂
50%
kg
50000.00
0.005
9.60
0.250
16.000
9
还原剂
98%
kg
10000.00
0.005
9.60
0.050
3.200
10
非氧化杀菌剂
20%
kg
0.00
0.005
9.60
0.100
6.400
11
化学清洗剂
99%
kg
5500.00
0.15
0.00043
0.028
12
滤芯
精度5μm
支
.00
0.096
0.00010
0.006
13
HVM膜
台
0.0002
0.013
15
RO膜
SW30ULE-400i
支
5600.00
0.0576
0.00017
0.011
二
燃料动力
0.000
1
电
10KV及380/220V
kW·h
0.30
3.140
6028.00
0.942
60.288
2
蒸汽
0.5MPa
t
45
0.0313
60.00
1.406
89.984
3
水
0.3MPa
t
3.35
0.01
20.00
0.034
2.176
4
循环水
0.3MPa
t
0.2
0
0
0
0
5
运营成本共计
（不计人工费等）
4.38
280.32
三
工资福利
1
人工费（所有人员）
6
元/人·年
60000
人
0.56
36.00
注：
1-盐酸投加量为预解决调PH和化学清洗用量两某些。
依照运营费用估算表，可得吨水解决成本：
4.38元/吨。
5.备选方案供货清单
序号
名称
规格和型号
单位
数量
产地
生产厂家
备注
1
前反映槽
D5000×6000，CS/玻璃鳞片
台
1
2
预解决器
D6700×12390，CS/玻璃鳞片
台
1
3
抽滤缓冲罐
D1000×1000，CS/玻璃鳞片
台
1
4
反冲液贮罐
D1500×，CS/玻璃鳞片
台
1
5
滤液缓冲槽
D1500×，CS/玻璃鳞片
台
1
6
加压泵
Q=100m3/h,H=60m，N=30Kw
台
2
7
精制溶液泵
Q=100m3/h，H=35m，N=18.5Kw
台
2
8
盐泥泵
Q=40m3/h,H=50m，N=15Kw
台
2
9
滤液泵
Q=40m3/h,H=30m，N=5.5Kw
台
2
10
酸洗液进液泵
Q=25m3/h，H=20m，N=3Kw
台
1
11
HVM膜分离器
F=70m2，
台
4
12
RO增压泵
Q=40m3/h,H=110mH2O，N=30KW
台
3
13
RO加药静态混和器
DN150
套
2
14
保安过滤器
Q=40m3/h,精度5μm,
壳体：
碳钢衬胶,DN600
台
2
15
大流量滤芯
6支/套
支
12
16
RO高压泵
CR45，N=30KW
台
4
17
变频器
N=30KW
台
2
18
高、低压力开关
0-0.25MPa/0-2.5MPa
个
4
19
反渗入膜元件
SW30ULE-400i
支
96
20
压力容器
6芯装，300PSI
支
16
21
RO滑架
碳钢涂环氧漆
套
2
22
配管
高压不锈钢,低压UPVC
组
2
23
爆破膜
个
2
24
进水慢开阀（电动）
DN100,PN2.0MPa
个
2
25
冲洗气动蝶阀
DN100,PN2.0MPa
个
2
26
浓水排放气动蝶阀
DN80,PN2.0MPa
个
2
27
不合格水排放气动阀
DN1001.0MPa
个
2
28
本体手动阀门
套
2
29
本体仪表
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