SUNTAR-紫金含铜投标书(技术部分-方案一-20090313).doc

项目名称：紫金矿业含铜酸性废水膜处理系统 紫金矿业集团股份有限公司紫金山金铜矿矿山含铜酸性废水膜分离处理系统（招标编号：ZJKY090225）投 标 书（技术部分：方案一）新加坡SINOMEM集团三达膜科技（厦门）有限公司2009-3-13目 录目 录2第一章 概 述51.1 项目单位及用户名称51.2项目地址建设地点51.3项目规模51.4 计划工期5第二章 设计基础62.1 方案编制依据、原则62.1.1 方案编制依据62.1.2 方案编制原则62.2 工程范围772.3 设计参数882.3.1 设计项目规模882.3.2 基础设计进出水条件882.3.3矿山膜分离处理系统进水条件882.3.4 场地条件992.4 总图布置99第三章 系统设计方案10103.1 水质特性10103.2 处理工艺选择10103.2.1 预处理的设计10103.2.2超滤工艺设计15153.2.3反渗透工艺设计20203.2.4分级膜浓缩工艺选择23233.2.5阻垢工艺23233.3 工艺流程简图24243.4 系统水量平衡图25253.5 处理工艺简要说明26263.5.1多介质过滤单元26263.5.2中空纤维膜单元26263.5.3二次废水收集单元26263.5.4反渗透膜浓缩单元27273.5.5 SBC智能阻垢系统27273.6系统风险控制27273.6.1 设立系统安全保护、报警和预防措施28283.6.2 清洗恢复方案2828第四章 系统工艺设计及各单元主要组成30304.1 进水预处理单元30304.1.1 原水泵30304.1.2 组合多介质滤池30304.1.3 滤池产水池30304.1.4 反洗水泵30304.1.5 反洗风机31314.2 中空纤维膜单元31314.2.1 超滤装置本体的设计31314.2.1.1膜组件型号31314.2.2.2设备主机31314.2.2.3系统工艺及反洗、清洗、加药装置32324.2.3 超滤进水泵32324.2.4 超滤反洗泵32324.2.5 超滤产水池32324.2.6 运行方式及仪表设置32324.2.7 超滤系统运行程序控制表34344.2.8超滤化学清洗装置35354.2.9 化学清洗泵35354.3反渗透单元35354.3.1 反渗透装置本体的设计35354.3.1.1膜的选型与设计参数35354.3.1.2系统工艺及清洗、加药装置36364.3.1.3 运行方式及仪表设置36364.3.2 反渗透主机设备规范37374.3.2.1进水泵37374.3.2.2袋式过滤器37374.3.2.3增压泵38384.3.2.4 反渗透膜主机38384.3.2.5 CIP化学清洗系统及冲洗系统39394.3.3 反渗透产水储存池40404.4 GreenTruss阻垢单元40404.4.1阻垢单元设计40404.4.1.1阻垢缓蚀智能发生器40404.4.1.2能量增进器41414.5集中加药控制系统41414.5.1 HCl 加药系统41414.5.2 次氯酸钠加药系统41414.5.3柠檬酸加药装置42424.5.4阻垢剂加药装置42424.5.6还原剂加药装置43434.5.7公用溶药装置43434.6 二次废水收集单元45454.6.1 二次废水收集池45454.6.2 废水输送泵45454.7 控制及仪表系统说明45454.7.1系统控制概述45454.7.2水泵控制47474.7.3加药控制48484.7.4多介质过滤池控制48484.7.5超滤系统自动控制49494.7.6反渗透系统自动控制49494.7.7 仪表清单（请补充）4949第五章 共用工程及业主负责事项50505.1 供电50505.2 场地与总图布置50505.3 供气50505.4 供水51515.5 照明51515.6 二次废水排放处理51515.7 系统接口51515.8 药剂（化学品）供给51515.8.1药剂规格及标准51515.8.2 药剂消耗统计5454第六章 工程建设组织、质量保证与售后服务55556.1建设原则与步骤55556.2项目组织机构及建设规范55556.2.1项目组织机构组建及工作职责55556.2.2项目建设规范55556.3建设与分包56566.4设计、施工与安装56566.5项目实施计划57576.5设备到货及检验标准57576.6调试与试运转58586.7性能测试验收方案58586.8设备的质量保证及期限59596.9工程售后技术服务6060第七章 运营组织及人员培训61627.1组织机构61627.2人员编制61627.3人员培训6162第八章技术经济分析62638.1 系统投资62638.2 运行成本估算6263第九章附件63649.1 系统组成清单63649.2 系统工艺原理图63649.3 系统平面布置图63649.4 工作计划进度表6364附件 9.2 系统工艺原理图（仅供参考）6566附件 9.3 系统平面布置图（仅供参考）6667附件 9.4 工程计划进度表6768第一章 概 述紫金矿业位于龙岩上杭县，其为国内最大的金铜矿生产企业。紫金矿业的铜生产主要采用湿法工艺，由于铜矿含硫化铁，所以在采矿过程和生产过程中都会有富余的含铜、铁的酸性废水排放出来。目前该酸性废水是采用石灰中和沉淀工艺来去除的，但存在药剂消耗量大、污泥难以处理等问题。近年来膜技术的应用不断发展，利用膜技术在冶金、电镀等领域进行重金属的回收已经有一定的工程应用，效益明显。为此，紫金矿业与三达膜科技就膜技术在含铜的酸性废水回收方面组织开展了现场试验工作，获得了良好结果。本投标项目业主招标文件要求，以及结合根据前期试验结果及三达的相关膜技术应用工程经验，针对紫金的含铜酸性废水采用膜技术回收进行投标方案设计，供紫金矿业审议，选择。1.1 项目单位及用户名称项目名称：矿山酸性含铜废水膜分离处理系统建设单位：紫金矿业集团股份有限公司1.2项目地址建设地点位于紫金山金铜矿环保技改区域对联坑，详见附件1 总平面布置图。1.3项目规模 设计处理水量12000m3/d，分两期建设，第一期为4000m3/d，最终为12000m3/d。 1.4 计划工期废水处理膜分离系统建设期限为2009年10月1日前完工并投入试运行。本工程总工期计划6个月，含工程设计、采购、设备供货、安装和系统调试。第二章 设计基础2.1 方案编制依据、原则2.1.1 方案编制依据（1）紫金矿业酸铜废水回收中试试验报告；（2） 金铜矿含铜酸性废水膜处理系统招标文件；（3） 三达膜科技相关产品手册及设计软件；（4）招标文件中规定的相关技术规范： 污水再生利用工程设计规范GB/T50335-2002； 室外排水设计规范GB50101-2005； 建筑给水排水设计规范GB50015-2003； 工业企业噪声控制设计规范GBJ87-95； 供配电系统设计规范GB50052-95； 低压配电设计规范GB50054-95； 通用用电设备配电设计规范GB50055-93； 钢制压力容器GB150； 水处理设备制造技术条件JB2932； 压力容器安全技术监察规程HGJ32； 管路法兰技术文件JB/T74-94； 管路法兰类型JB/T74-94； 凸面平焊钢制法兰JB/T81-94； 管法兰用石棉橡胶垫片JB/T74-94； 衬胶钢管和管件AG21501； 衬塑（PP、PE、PVC）钢管和管件AG20538；进口设备的制造工艺和材料应符合美国机械工程师协会（ASME）和美国材料试验协会（ASTM）的工业法规中涉及的标准或相当标准。2.1.2 方案编制原则（1）根据进料组成情况和处理要求，采用核心膜元件应技术先进成熟，维护更换方便，有工程实例；（2）工艺能适应物料的季节性变化，运行稳定，运行费用较低，投资经济合理；（3）运行稳定可靠，启动快，自动化程度高；采用模块化设计，易扩容升级改造；（4）总平布置紧凑，易扩展，节省占地空间。环境整洁，二次污染少。2.2工程范围l 供货范围为矿山废水膜分离处理系统所包括废水泥渣的过滤、水中重金属离子截留所需的硬件（过滤分离设备、设施和过滤分离材料等）、软件（操作系统、监控软件等）。负责设备安装调试等，涉及到传输线缆、管材及施工费用等部分，由投标单位在投标书中单独列项报价，工程竣工后根据现场实际施工量进行结算。l 洞坑水库作为供需双方进水交接点，供方负责从洞坑水库抽水到膜分离系统的建设工作。浓水产水池为出水交接点，供方负责把浓水产水注入池内，并提供池的设计条件，二次废水池为排放液交接点，透析水池作为透析水交接点。需方负责将浓水池、透析水池、二次废水池中的水输送到各相关的下游工序。与既有系统的Tie-in 工作（即包括处理站区外需要与原有系统相连接的管路、电气、仪表及其它配套系统，具体参考系统工艺流程图所示）。l 系统的土建施工图设计、土建工程施工有业主负责，水、汽等能源管线由业主接到处理站区设施界内一米，主电力供电由业主接到站区内总配电柜进线端子。2.3 设计参数2.3.1 设计项目规模l 处理规模设计处理水量12000m3/d，分两期建设，第一期为4000m3/d，最终为12000m3/d。 公共工程部分（如水池、厂房等）按12000m3/d规划设计。2.3.2 基础设计进出水条件 水源：第一期主要为紫金矿业集团紫金山金铜矿500洞酸性废水；第二期为330、500硐酸性废水按实际比例的混合水，约11。水温：235，实际会有偏离，常年温度应在15-25。进水水质：进水水质见表2-1，实际会有偏离。表2-1 紫金金铜矿酸性洞坑水（330+500硐）水质项目数值单位pH值1.55Copper 铜207.5mg/lIron 铁123.3mg/lFerrous 二价铁43.2mg/lMagnesium 镁0.52mg/lCalcium 钙4.49mg/lZinc 锌7.19mg/lAluminium铝33.41mg/lArsenic 砷0.004mg/lManganese 锰0.6mg/lSodium 钠17.58mg/lPotassium 钾3.93mg/lSilica as SiO2硅10.28mg/lSulfate 硫酸盐1060mg/lChloride 氯化物9.99mg/lNitrate硝酸盐8.16mg/lTDS 总溶解物1040mg/lConductivity 电导率2150us/cmAcidity 酸度0.0079mol/lTuribidity浊度20NTU2.3.3矿山膜分离处理系统进水条件膜工序进水水质情况一般为见2-2，实际会有偏离。表2-2 系统进水限制条件内容数值单位温度（Temperature）235油（OIL）微量mg/lpH1.552.3.4 场地条件位于紫金山金铜矿环保技改区域对联坑（面积约2000m2）。2.4 总图布置根据系统设计，总图布置应将管道流程流向最优化，减少压力损失，同时便于系统维护和操作，具体参考附件系统总图布置。第三章 系统设计方案3.1 水质特性一期处理的含铜废水主要是金铜矿500洞酸性废水，根据水质分析表，其主要成分为CuSO4、Fe2(SO4)3等硫酸盐类，而且随生产过程中，该废水会随季节性、矿区寿命的波动而波动，主要表现为：n 低pH值，腐蚀性强n 硫酸根、钙离子、铁离子、锰、硅含量高，具有较强结垢倾向n 含一定量的固体微粒和胶体物质n 铁、铜含量波动范围宽而处理要求：l 在低pH值条件下，浓缩有价值的Cu离子l 有效阻垢，保持系统稳定运行l 有效去除进水含有的悬浮物、胶体类物质，保证反渗透浓缩的稳定运行3.2 处理工艺选择根据前期的中试以及技术论证，我方认为核心的关键是在于：l 预处理方法的设计；l 超滤系统的设计；l 反渗透膜浓缩系统的设计；l 系统抗污染工艺设计补充说明3.2.1 预处理的设计使用膜法处理工艺，带来的首要问题是做好进入膜前的预处理工作，降低膜污染，减少清洗频率，延长膜的使用寿命。尽管近几年开发了不少类型的抗污染膜，但良好的预处理仍旧是保证膜系统运行从首要条件。根据水质特点，膜过滤系统进水的预处理选择主要有如下几个方案： l 多介质过滤多介质过滤为传统膜法水处理去除SS的主要工艺，其主要原理是利用一定粒径的砂石、无烟煤颗粒等滤料按一定的方式叠放，形成过滤层，水中的悬浮物在通过过滤层的时候被截留而去除。本案进水为矿峒出水，根据季节的情况SS会有一定的波动，因此采用多介质过滤去除部分SS是可行的、必要的，且本项目进水设有8000m3的缓冲水库，可稳定水质，减少冲击性负荷，降低多介质的反洗频率，提供出水的水质条件，使后续膜系统的负荷降低，运行更加稳定。l 活性炭吸附活性炭是反渗透系统常用的预处理手段，主要用于吸附水中的有机物、氧化性物质、色度、部分重金属离子。但活性炭容易吸附饱和，再生系统较为繁杂，投资较大。一旦进水带有较多的微生物菌类，则容易在活性炭的微孔结构中发生生物黏附，形成较多的污染且反冲时阻力较大，不易清洗干净。因此，本项目中不适合采用活性炭过滤。l 混凝气浮混凝气浮工艺主要用于去除废水中的SS及油份，并且通过混凝作用去除部分COD。但由于混凝气浮会使得原水中的金属铜离子沉淀，pH也需要调整，使得在这里并不合适采用。l 曝气生物滤池曝气生物滤池这几年在膜法预处理工程中有一定的应用，其作用主要是利用在多孔填料中形成微生物膜，利用微生物的作用去除原水中的有机物及部分重金属。但本项目主要是要回收其中的铜，预处理工艺的重点是去除SS和结垢性铁、锰，因此采用曝气生物滤池的工艺不合适，本案不采用。l 锰砂过滤原水中含一定量的铁、锰离子，铁锰离子易在超滤或反渗透表面形成结垢，因此必须在废水进入超滤或反渗透前必须去除铁、锰离子。锰砂过滤主要用于地下水的除铁、锰。其原理是利用锰砂的催化氧化作用将水中溶解的氧和锰氧化成为微小的固体颗粒加以过滤除去，反应原理如下：4Mn(HCO3)2+O2+2H2O 4Mn(OH)3+8CO2为确保铁、锰离子的去除，需要采用“强化氧化+锰砂过滤”的工艺来去除锰。强化氧化采用鼓风曝气的形式；由于该反应过程会产生粘度比较大的锰泥和活性泥沉淀，较难以反冲洗去除，因此常规锰砂过滤罐容易发生污堵塞，反冲洗效果不好，鼓风曝气也增加了能耗，因此锰砂过滤罐通常不能做的很大，对于大水量的系统采用滤池形式会更加理想。 组合式滤池预处理系统为确保预处理效果的稳定，同时达到出去SS、铁、锰离子，同时达到减少占地、节约运行成本的目的，本案综合以上各种预处理工艺设计了一种新型组合式滤池预处理系统。其主要技术特点是：1、 新型组合滤料提高铁、锰去除效率通过多方寻找与试验，我方筛选出一种组合滤料配方，可以有效提高铁、锰的去除效率。该滤料由多孔烧结滤料、高活性锰砂滤料、石英砂滤料等组合而成，吸附去除效率高、综合比重轻的特点。我方在翔鹭石化废水回用上针对钴、锰重金属的滤除，设计了V型滤池，并根据试验情况筛选复配的滤料获得良好的效果。以下是实际运行数据：时间批号CoMn单位2008/8-2009/2放流水（进水）1.0-3.00.7-2.0mg/L2008/8-2009/2V型滤池出水0.1-0.20.1-0.2mg/L由上可以看到经过组合滤料处理后的出水钴、锰含量可以低于0.1mg/L。这样就为后续膜过滤的处理创造了良好的条件。本项目由于前期试验时间的限制未能进一步在原水的水质条件下采用对该滤料用于紫金项目去除铁、锰效果进行测试，但我方可以后续在现场补充试验，以确认滤料的相关配比。2、 跌水曝气减少动力消耗进水利用进水泵输送到进水池，通过高位差直接进行跌水进水，在跌水过程中实现曝气混合，进行充氧，提高了铁、锰的去除效率，同时利用自然压差过滤，减少了进水的动力消耗。3、 模块化滤池结构，稳定出水质量和清洗效率根据给水处理和污水处理大型滤池的设计特点，本案采用了多分格结构的滤池，可以同时过滤和分格清洗。滤池设计气水复合反冲洗系统，保持冲洗效果的稳定，和出水效果稳定。本案设计较为保守的过滤流速，使得在一个单元格进行反冲洗的时候，另外几格能满足正常过滤的水量。模块化的结构可以减少占地面积，同时也可以方便的进行规模扩建。4、 反冲洗水独立处理，避免污染物质循环累积滤池的反冲洗水设置一个小型反冲洗水收集池，与超滤反冲洗水和清洗水等进行混合，混合后的水通过PH调整、混凝沉淀去除二次废水中的SS、铁锰结垢物，通过污泥去除，避免在原水的污染累积。澄清液返回进水调节池，以提高原水回收率。5、 设置在线监控仪预处理过滤的产水水进入膜系统前设置在线NTU仪器和流量计，在线监测预处理产水NTU和流量的变化的变化情况，如发生突然性的NTU增高，系统能自动切换到排水状态同时停止整个回用水系统的运行，进入保护状态。6、 创新ULF波阻垢系统由于废水水质钙离子浓度较高，市面上多数阻垢剂厂家对钙离子采用化学阻垢均持有谨慎态度。本方案创新采用Greentruss的智能物理阻垢系统，用于系统的阻垢，其主要机理及能达到的效果如下：主要原理：Greentruss智能ULF波发生器产生的ULF波会传送给Greentruss能量增进器，当水流经Greentruss能量增进器时，水分子的氢键会得到极大的增强，从而水中可溶解的Ca2+、和SO4会不断的增多，即使当水温升高时也不会以CaSO4的硬垢形式析出来，使硫酸钙晶体形成松软的文石结构，避免形成坚硬的方解石结构，从而减少系统结垢并便于清洗。此外，当水流经该系统时，能量增进器的超低频波会增加水中氧离子和铁离子的能量，在这样的能量状态下，铁离子和氧离子会反应生成黑锈- 磁铁矿(Fe304)，而不是普通的红锈(Fe203 )，该黑锈有一定的磁性并且不溶解于酸性水质，容易聚集成为大的晶形结构，容易被多介质过滤及中空纤维膜超滤彻底的去除，避免进入后续的RO膜。Greentruss智能ULF波发生器经过处理后的铁片由红绣变为黑色铁氧体经过处理后水中的铁离子含量由120ppm逐渐下降到0.08ppm7、 原水沉淀调节池原水业主规划建设一个8000m3的调节池，该调节池应建设成为平流式沉淀池或幅流式沉淀池的结构，以能原水带来的泥沙等悬浮物进行初步沉淀处理，降低后续膜系统的负荷。本方案最终采取如下预处理工艺，确保后续膜系统的稳定运行：“沉淀池高效滤料组合滤池+ULF波阻垢系统”说明：其中原水沉淀调节池由紫金矿业负责建设,组合滤池由我方提供图纸供业主负责建设.3.2.2超滤工艺设计超滤系统主要的作用是去除原水中的大分子胶体、黏泥、微生物、有机物等能够对反渗透膜造成污堵的杂质。近年来中空纤维超滤膜法作为反渗透的预处理已经开始普及，尤其对于后续工艺采用卷式膜工艺的废水回用、物料回收，使用中空纤维超滤膜作为预处理可以确保反渗透进水的低浊度、低SDI。超滤膜多为不对称结构，由一层极薄（通常小于1m）、具有一定尺寸孔径的表皮层和一层较厚（通常为125m）、具有海绵状或指状结构的多孔层组成。前者起分离作用，后者起支撑作用。超滤膜的孔径范围在150nm，能从水溶液中分离分子量大于数千的大分子和胶体物质。对于超滤而言，被广泛用来形象的分析超滤膜分离机理的说法是筛分理论。理想的超滤膜分离是筛分过程，即在压力作用下，原料液中的溶剂和小的溶质粒子从高压料液侧透过膜的低压侧，因为尺寸大于膜孔径的大分子及微粒被膜阻挡，进水逐渐被浓缩；溶液中的大分子、胶体、蛋白质、微粒等则被超滤膜截留而作为浓缩液被回收。然而，实际上超滤膜在分离过程中，膜的孔径大小和膜表面的化学性质等将分别起着不同的截留作用，因此，不能简单的分析超滤现象，超滤膜具有孔结构的重要特性，同时还具有膜表面的化学性质。超滤膜的性能指标有渗透通量和截留率。超滤膜的耐压性、耐清洗性、耐温性等性能对于工业应用时非常重要的。l 膜供应商的选择本项目所处理的废水为酸性废水，其pH值有时将低至1.5，而市面上常用水处理超滤/微滤膜一般采用如PES、PP、PAN、PVDF等材质，所耐受最低pH值一般仅为2或者3，而且长时间运行的pH值应控制在pH4以上。根据废水水质的特点和结合三达在膜应用领域的丰富经验，本次方案初步选择 POREFLON膜组件作为本工程预处理系统的用膜。浸没式膜组件外压式膜组件技术性能介绍POREFLON（特富龙）中空纤维膜是由聚四氟乙烯PTFE（Polytetrafluoroethylene）通过表面改性而来。聚四氟乙烯PTFE是一种性能优秀的塑料材料，它的化学稳定性高于PVDF、PP等，甚至在耐酸领域高于陶瓷材质Al2O3。但PTFE材料是完全疏水、疏油的材料，通过表面改性后，膜具有了高度亲水性能，其亲水性甚至超过了现有的PVDF、PP膜。POREFLON中空纤维膜组件，其主要技术特点表现为： 聚四氟乙烯PTFE材质，高化学稳定性，pH114，应用特殊领域。 膜面亲水性处理，高开孔率, 70%90%, 高流量，低能耗。 高抗拉强度, BS=80N, 不易破裂，工程使用寿命长。 采用气水混合反冲洗方式，反洗效果好，性能恢复能力强，运行费用低。 膜可以干式保存，使用时可以迅速润湿。耐碱性对比测试50摄氏度浸入氢氧化钠溶液10天PTFE膜通量无变化A Co. PVDF膜经过浸泡后断裂B Co. PVDF 膜丝破裂情况(Pure water flow rate : mL/min.)CRACK水由这个裂缝泄漏纯水过滤通量纯水过滤通量OriginalOriginal浸入化学药剂 NaOH 4wt%NaClO 0.3wt%（10天）H2SO4 3%(3天)振动1.8亿次振动次数 ：180million(相当于MBR使用15年）振幅：5毫米QualityCheck测试结果1600根膜丝无一断裂膜丝的平均老化比率为2%PTFE膜丝加速老化试验Stroke中空纤维膜丝几种典型的抗污染型中空纤维膜产品的对比厂家天津膜天（NOVO）西门子MEMCOR加拿大ZENON日本POREFLON膜组件形式内压式膜、外压式内压式、外压式、浸没式浸没式结构，利用负压进行抽吸内压式、外压式膜材质PVDF膜层为指状孔结构，通量大，但强度低。膜面亲水性能较差。PAN和PVDFPVDF膜为全致密膜层。PVDF在纤维支撑材料表面涂覆PVDF膜层。PTFE材质膜面改性、高亲水性。抗拉强度是PVDF的10倍，PES膜的20被，抗压6bar断裂伸长率500过滤孔径0.1-0.2umPVDF:0.1um0.04um0.2、0.1、0.03um组件面积42m250m250-100m250m2pH范围3-122-132-131-14耐油不可不可不可可耐氯浓度2000ppm5000ppm60NTU），可选用错流过滤。 超滤的反洗一般分为常规反洗、加药反洗（CEB）和加气反洗（AEB）三种。常规反洗分为正冲、反洗（底部反洗、顶部反洗）、再正冲三个步骤。正冲水采用超滤进水，反洗水采用超滤产水。加药反洗（CEB）即在反洗水中注入一定量的药剂，对膜进行杀菌消毒和强化清洗。然后通过浸泡两分钟，加强反洗效果。加气反洗（AEB）是通过反洗前从进水侧加入压缩空气（0.1Mpa）将膜丝腔内的存水顶出，并保持压力0.1Mpa，然后进行反冲洗过程，从而使膜丝有一个比较大的收缩和抖动过程，以强化反冲洗的效果。本回用系统已采用组合滤池预处理，出水较优，则操作模式优选全量过滤，提高水回收率，降低能耗。PTFE连续超滤设备图3.2.3反渗透工艺设计l 反渗透膜元件的选择反渗透膜目前世界上主要的供应商有美国海德能公司、美国DOW化学、美国GE、美国KOCH等几大供应商，其各自生产的产品各有特点。反渗透膜的抗污染技术主要是从几个方面入手： 膜面改性。对膜表面进行了根本性的化学改进，即在传统的芳香族聚酰胺基础上，通过在膜表面复合涂层技术，将膜表面的电性由通常的负电性改为电中性，从而使进水中的负电、正电、中性、两性的污染物在膜表面上的吸附性大大减弱，使膜水通量保持稳定。 给水格网、流道的设计。通过改进给水格网，流道，改善水流状态，降低压力损失，减少死角等方式提高膜组件的流体性能降低污染。 膜卷制工艺。通过改进的卷制工艺，提高膜组件的膜有效面积，提高单根膜组件的产水量，减少人为影响。本工程优先使用美国GE公司的冶金行业专用抗污染系列反渗透膜。此外，三达拥有自行的卷式膜生产线，可根据需要自行卷制或要求膜供应商卷制宽流道的抗污染膜，以适应物料容易出现沉淀的问题，降低膜污堵的风险。根据现场水质情况，DOW公司BW30365FR和德国迈纳德公司M-001RO膜可作为本项目的备选反渗透膜。本公司将根据系统长期运行，跟踪废水水质及系统运行情况，对可选用的膜组件提供进一步的有效建议。美国GE公司是世界上首家将三层复合膜技术应用于反渗透膜和纳滤膜上的公司。三层膜结构主要通过在普通膜元件的聚酰胺膜层和聚砜层之间插入GE的专利膜层（见下图），从而使膜表层更加光滑，减少了污染物在膜表面的沉积，提高了膜元件的抗污染能力，减少了膜系统对预处理的要求。GE公司的膜产品是采用这种3层膜专利技术的成功典范，这种复合膜元件很好地降低了有机物、胶体和颗粒物的附着速度，具有极高的稳定性和化学兼容性，减少通量衰减，并延长了清洗周期。美国GE公司的三层复合反渗透膜三层复合反渗透膜是针对易导致污堵的苦咸水而设计的新一代的膜元件。三层复合反渗透膜应用了新型的三层复合膜技术，其中中间层为专利层，该专利层大大提高了膜表面的光滑度，并对氯化钠有较高的脱盐率。独立研究表明，对水质较差的进水，三层复合反渗透膜反渗透膜元件的脱盐率优于标准聚酰胺卷式膜元件的。反渗透系统中应用三层复合反渗透膜元件，可以减少污堵、降低能耗、延长膜的使用寿命和清洗间隔时间，延长清洗时间也意味着降低了化学药品费用。三层复合反渗透膜元件具有玻璃钢缠绕外壳。 特种RO型号RO8040-1RO8040-2性能标称产水量m3/d29.129.1平均脱盐率98.60%98.50%有效膜面积m232.532.5操作条件一般操作压力kPa13791379一般操作通量LMH1225最大操作压力kPa41374137最大操作温度5050pH范围211.0111.5元件结构膜片聚酰胺专利三层复合膜聚酰胺专利三层复合膜外径*长度英寸7.88*407.88*40中心管尺寸英寸1.1251.1253.2.4分级膜浓缩工艺选择1）浓缩倍数及分级设置试验期间，我司对该酸铜废水进行了各级浓度浓缩倍数的可能性，结果表明：由于钙离子的浓度，浓缩系统达到45倍浓缩时，浓缩液尚未出现白色混浊，一般达到6倍浓缩是，开始出现白色混浊，即开始产生结垢。因此，我方将浓缩系统分为3级浓缩。通过第一级2倍浓缩，第二级2倍浓缩后，达到4倍浓缩液，这个阶段的浓缩液并不产生钙结垢。第三级采用先进的SBC阻垢系统进行阻垢预处理。该系统可以增加水对钙离子的溶解度，使硫酸钙晶体形成松软的文石结构，避免形成坚硬的方解石结构，从而减少系统结垢并便于清洗。第三级浓缩2.5倍，从而达到总浓缩倍数10倍，即水回收率90%。2）清洗系统本浓缩系统的倍数较高，尤其是第三级浓缩时，膜入口侧的进料浓度为57倍浓缩液，且有较强的结垢倾向，污染的可能性集中于第三级。因此每个膜堆设置独立化学清洗系统，各自化学清洗时，不会影响其他系统的独立运行。3.2.5阻垢工艺由于废水水质钙离子浓度较高，市面上多数阻垢剂厂家对钙离子采用化学阻垢均持有谨慎态度。本方案采用新加坡绿信（Greentruss） 科技有限公司的智能物理阻垢系统。主要原理：Greentruss智能ULF波发生器产生的ULF波会传送给Greentruss能量增进器，当水流经Greentruss能量增进器时，水分子的氢键会得到极大的增强，从而水中可溶解的Ca2+、和SO4会不断的增多，即使当水温升高时也不会以CaSO4的硬垢形式析出来，使硫酸钙晶体形成松软的文石结构，避免形成坚硬的方解石结构，从而减少系统结垢并便于清洗。输水泵多介质过滤产水池中空膜进水泵中空膜设备中空膜产水池铜回收化学清洗CIP反冲排放多介质过滤洞坑水库化学清洗水排放排入地沟进入污水处理系统反洗泵压缩空气3级RO浓缩浓水池产水池中和处理排放或直接回用化学清洗CIP1级RO浓缩GreenTruss阻垢系统化学清洗CIP化学清洗水排放2级RO浓缩化学清洗CIP反冲洗3.3 工艺流程简图3.4 系统水量平衡图第 69 页 共 69 页3.5 处理工艺简要说明在整个膜处理系统处理过程中，共分为四个处理单元：多介质过滤单元、中空膜预处理单元、三级反渗透膜浓缩单元（含反洗及CIP清洗设备）、二次废水收集处理单元，所有单元联为一个整体，按设计处理工艺进行操作。3.5.1多介质过滤单元本系统进水通过输送泵，将洞坑水库内的含铜酸性废水输送进入多介质过滤池，由滤料的截留与催化氧化作用，初步去除原水的SS、胶体、水库、锰、铁、硅、部分硬度等物质，产水进入滤池产水池。滤池进出口设置压力传感器，根据滤池进出口的压差，定期使用滤池产水内进行反洗。反洗出来的水主要含截留下来的杂物、悬浮物、污泥等等，反洗水进入地下二次废水收集。3.5.2中空纤维膜单元滤池产水通过中空膜进水泵进入中空纤维超滤膜设备，中空膜设备采用全量过滤方式运行，废水经过膜组件过滤，产水全部进入中空膜产水池。整个中空膜系统设计为全自动控制，设定运行程序，可按照周期，或者设定的跨膜压差，进行正常过滤、气水反冲洗和在线化学清洗。中空膜系统还设置离线化学清洗系统，可以对单个膜组件进行独立和成组清洗，膜组件不必要拆离设备本体。中空膜系统的反洗用水采用其产水，反洗出来的水进入地下二次废水收集池。本单元处理出水SDI值3，将满足后续反渗透膜的进水要求。3.5.3二次废水收集单元砂滤、中空膜反冲洗的废水自然流入二次废水收集池，由于二次废水含有较多污泥、悬浮物、杂物等，二次废水池设排污泵，初步设计将二次废水混凝后返回至收集沉淀池，重新沉淀去除泥沙，减少外排废水造成污染。该单元系统控制采用液位自动控制。本方案报价中暂时不包括。3.5.4反渗透膜浓缩单元废水经过中空纤维膜过滤，达到反渗透膜的进水要求。反渗透膜进水泵将中空膜产水提升进入高压膜分离部分，膜分离部分设置3级串联、逐级浓缩的3级膜浓缩系统。即废水进入第1级反渗透浓缩，达到45%水回收率，其余55%形成浓缩液进入第2级浓缩，第2级反渗透水回收率62%，第3级反渗透水回收率55%。最终，三级浓缩液总浓缩倍数约10倍。浓缩液进入浓水池，供业主回收。3级反渗透膜的透析产水收集一起进入反渗透产水池，供业主中和排放或回用。反渗透膜系统设计3组独立自动运行，并设置独立化学清洗CIP系统，可以对单组进行独立和成组清洗。CIP废水由系统排放至二次废水收集池。l 反渗透系统操作工艺反渗透系统设计根据膜的进水流量和产水流量等要求，将膜组件放置于膜外管（压力容器）内，并通过合适的串并联组合排列以达到最低的动力消耗和元件水量平衡。本案设计重点考虑采用如下技术工艺： 采用多级连续式工艺，单组可独立运行和清洗，系统灵活性强； 每组单段结构，根据进水水质，通过压力设置和截止阀调节，改变回流比，灵活调整系统浓缩倍数； 通过PLC、气动阀门、流量压力仪表实现全自动控制； 监控段间压差、SDI、电导率等跟踪处理情况；3.5.5 SBC智能阻垢系统第2级RO的浓缩液进入SBC智能阻垢系统。该系统由1套Greentruss阻垢缓蚀智能发生器GTC-XDD-2和9套 Greentruss能量增进器GTE-CVF-1构成。系统根据进水流量及其中钙离子浓度设置一定的停留时间，浓缩废水经过阻垢处理后进入第3级RO浓缩系统，进一步提高浓缩倍数。3.6系统风险控制 由于生产过程水质存在变化、易波动的问题，因此，本方案设计采用有效的控制措施，来预防系统的污染和污染后的清洗恢复。3.6.1 设立系统安全保护、报警和预防措施l 连续监测原水水质，防止季节性波动或者极端水质冲击。l 重点监测钙、油类等物质，防止RO膜污染。l 设置液位连锁，根据中间水池的液位控制多介质滤池、中空纤维膜系统运行，如膜系统故障，则可切换到原有进水管线，进行沉淀处理。l 中试阶段已摸索出系统可能出现的污染，设计相应的污染消除方法，并设置了有效的反洗操作、及化学清洗，保证稳定运行。l 系统设置低压、超压系统保护装置和变频控制，并可柔性启动和停机。l 反渗透压差、产水量在线连续监控，由控制软件生成趋势图，根据设定值反馈其所处情况。数据超过设定时自动启动报警。3.6.2 清洗恢复方案 三达公司在膜分离技术应用多年，具有专业的膜清洗研究小组，可开发出针对性的清洗恢复方案，以适合不同的污染和应用环境。系统清洗恢复工艺包括周期维护性清洗和污染恢复清洗。l 中空膜系统采用了同时空气擦洗和周期反洗技术，反洗一般分为常规反洗、加药反洗（CEB）和加气反洗（AEB）三种。常规反洗由为正冲、反洗（底部反洗、顶部反洗）、再正冲三个步骤。正冲水采用原液进水，反洗水采用陶瓷膜产水。加药反洗（CEB）即在反洗水中注入一定量的清洗剂，对膜进行杀菌阻垢和强化清洗，然后通过浸泡一两分钟，加强反洗效果（视情况而定）。气洗（AEB）是通过从进水端加入压缩空气（0.1Mpa）通过对膜丝的抖动，使膜表面压实的污堵变得疏松，容易冲洗，以强化反冲洗的效果。l 本废水含有一定浓度的钙离子，当废水中的钙离子含量大时，系统后级浓缩易出现结垢。因此，本方案的膜浓缩部分分为3级浓缩，当废水中钙浓度高时，前二级浓缩控制一定的浓缩倍数，避免达到结垢。第3级浓缩液前设置阻垢系统，阻止坚硬的CaSO4产生，达到需要的浓缩倍数。当废水钙离子浓度较低时，则三级浓缩都可以通过设置浓缩回流，提高单级浓缩倍数，最终提高浓水铜浓度。三达有专业的事膜清洗剂研究开发团队，可以针对性的提供专用清洗剂及清洗工艺，进行膜系统的清洗及运行跟踪。公司利用先进的电子显微镜技术可以观察膜表面污染的状况，以提出针对性的清洗工艺，必要时还可以对膜组件进行解剖，进行污染研究。众多客户的膜分离系统采用了三达的膜清洗剂和清洗工艺后，清洗周期延长了一倍。下图是一些典型的膜污染的情况照片：清洁的膜表面胶体污染钙盐（晶体）污染细菌污染第四章 系统工艺设计及各单元主要组成4.1 进水预处理单元系统通过在洞坑水库旁设置原水泵，将水库内的废水抽至酸铜处理区域内的砂滤，进行处理。预处理各单元设计和组成情况说明如下：4.1.1 原水泵