预处理+超滤+反渗透组合工艺在工业水资源中的应用

预处理+超滤+反渗透组合工艺在工业水资源中的应用

1系统回收率及水质在某项化工技术中，采用含盐废水膜处理系统，作为装置的污水处理厂。该系统的设计和处理规模为1500米。超滤出水经反渗透系统除盐处理后,可达到优质再生水水质指标。本系统反渗透膜系统回收率按85%设计,脱盐率≥97%。回用水系统整体回收率按90%设计。由于循环水排污水经系统浓缩后硬度调高,在高效沉淀池工艺中,考虑了石灰—纯碱法深度除硬度的措施,以尽可能降低反渗透进水的硬度。在预处理(高效沉淀池、V形滤池)过程会产生大量的无机污泥,采用适合板框式压滤机进行脱水处理,以降低泥饼的含水率。2循环水体的废水排放量和水质指标根据总体设计和上游条件,各循环水场的排污水水质指标见表1。3高效沉淀池的运行及投加量的确定循环水系统排污水进入综合调节水罐后进行水量和水质的调节。然后,进入高密池、沉淀池处理。该工段设置石灰、纯碱投加系统,反应后去除水中的硬度及部分悬浮物。高效沉淀池是一体化构筑物,自含盐废水调节罐来的含盐废水先经加药反应区,先后分别加入三氯化铁溶液、石灰乳、碳酸钠溶液,在机械搅拌机混合搅拌下进行反应,去除暂时硬度和永久硬度后进入絮凝反应区,加入絮凝剂PAM溶液,混合反应后进入高效澄清区,在机械刮泥机缓缓搅拌下澄清,最后经过斜管沉淀区进一步澄清,保证出水水质。澄清产生的污泥沉于澄清区池底,由污泥回流泵分别输送至絮凝反应区前,提供核心,利于形成大的絮状矾花。多余污泥由剩余污泥泵输送至污泥贮槽。絮凝区絮凝剂三氯化铁的投加量按照实际来水水质,根据烧杯实验确定。本项目高效沉淀池由于设计有污泥回流,所以絮凝剂投加保持在15~20mg/L,并根据来水水质变化及混凝区末端虚体颗粒的大小适量增减。经絮凝处理的出水浊度由进水的25NTU左右下降至15NTU左右。在技术选择上,高密池的设计考虑了能够将暂硬和永硬全部去除的措施,工艺设计上增加了碳酸钠投加措施,为防止自反应,设置了独立的石灰反应池和纯碱反应池,分别加入石灰、纯碱,石灰先与水中的碳酸氢离子反应,然后纯碱与水中的Ca石灰投加去除暂时硬度:纯碱投加去除永久硬度:经过该高密池处理后,出水总硬将达到150mg/L以下,有效降低了后续膜系统污堵的频率。经高密池加药处理后的关键水质指标见表2。自高效沉淀池出水槽自流过来的预处理水,先进入中和池,在池中加入硫酸进行中和,同时加入适量的FeCl4超滤和渗透处理技术4.1进水水质控制指标为保护膜系统的功能和寿命,保证含盐废水膜处理系统长期稳定运行,超滤(UF)和反渗透(RO)进水指标应参考GB50684—2011《化学工业污水处理和回用水设计规范》和2008年《炼油化工企业污水回用管理导则》,具体控制指标见表4。如果计算得到的水质不能满足该水质指标,则需要在预处理系统中解决。4.2废水预处理系统超滤吸水池的清水由超滤进水泵输送至超滤膜组,在泵的出口管道上设有带自清洗过滤器,对水质把关。超滤产水进入中间水池,为保证系统正常运行,在设定的时间内需要对超滤膜组进行在线清洗。这时,通过阀门自动切换,关闭进水和产水管道上的阀门,自动开启UF冲洗水泵,通过UF反洗保安过滤器后,将清洗水注入要冲洗的UF膜组,在线清洗的废水则排入冲洗废水池,再经泵输送至含盐废水调节罐。中间水池的超滤产水经RO进水泵提升,先进RO保安过滤器,再经RO高压泵升至设定压力后进入一级二段RO膜组,得到的RO产水凭余压进入RO产水缓冲池,通过产水输送泵将产水提升到优质再生水回用水罐,经RO产水输送泵送出界外;浓水则进入RO浓水缓冲池,通过浓盐水输送泵将RO浓水提升到高效膜浓缩进料罐。RO膜组在运行中还需要加入各种化学品,如杀菌剂、还原剂、阻垢剂等,根据膜进出水水质的要求进行配制,并用计量泵输送至加药点。V型滤池、超滤系统的反洗水和超滤反渗透的再生废水自流进入废水调节池,再次由高效沉淀池进行预处理。高效沉淀池底部的浓缩污泥通过板框压滤机压滤脱水处理,污泥外运处置,压滤液自流进入调节池,回收处理,不外排。超滤系统与反渗透系统各设置一套化学清洗装置,用于定期维护性清洗。4.3超滤系统设计超滤系统用于含盐废水反渗透前的深度处理,进一步降低废水的污泥指数(SDI),设置6套采用DCS自控运行超滤装置,每套净产水300m超滤装置工作压力0.2MPa,过滤周期45min,反洗总历时为30~60s,设计通量不大于50L/(m超滤膜元件采用抗污染复合膜。滤膜材质为聚偏二氟乙烯(PVDF),为进口产品、外压式、抗污染、抗强氧化剂、耐酸碱。该膜供水从膜柱底部进口进入膜柱。系统膜柱采用由外向内正压流动方式,超滤出水从膜柱顶部排出,进入超滤产水箱,浓缩废水通过滤膜从侧面排液口排出。由于超滤膜清洗频繁,要求具有很好的恢复性,并能承受一定浓度强酸、强碱、强氧化剂的浸泡与清洗。应具有自动反洗及清洗功能。超滤各反洗、清洗加药装置采用自动控制。4.4反渗透膜及反爆膜组件反渗透装置是整个脱盐系统的重要执行机构,主要负责脱除水中大部分的可溶性盐、胶体、有机物及微生物。膜组件采用世界上先进的低压抗污染型RO膜。系统设置6套并联反渗透膜组,每套正常出力250m反渗透进水是回用废水,虽已经过生化和软化预处理,但反渗透进水中仍含有一定量的有机物和难溶盐等,有机物容易在膜表面积累,对反渗透膜造成污染,而难溶盐容易在膜表面结垢也会造成反渗透膜污染。故反渗透膜元件采用进口抗污染电中性反渗透膜。采用海德能优质进口品牌。RO装置各段给水及浓水进出水总管上设有足够的接口及阀门,以便清洗时与清洗液进出管相连。每套RO装置产品水管上装设防爆膜。浓水排水需装流量控制阀(稳流阀),以控制水的回收率。浓水去后端处理装置。5板框压滤机设计从高效沉淀池和冲洗废水池过来的稀污泥均汇入污泥贮槽,槽中设有机械搅拌机,防止池中无机污泥沉淀结块,并在池底通入压缩空气辅助搅拌。而后,经过污泥输送泵加压输送至污泥板框脱水机,经脱水后得到含水率75%~60%的泥饼,由污泥车送出界外。污泥脱水产生的滤液收集至滤液池,再由滤液泵送回含盐废水调节罐。板框压滤机设计总处理量(固含率5%);处理水量Q=45m6设计进出水指标装置自2015年10月份运行以来,经高效沉淀池、V型滤池、超滤和反渗透处理后的产水一直保持指标合格,达到设计出水指标(产水指标见表5)。目前,产水已作为新鲜水回用于公司除盐水站、循环水补充水、冲洗用水、采暖热网补充水、工艺用水等各个环节。7循环水系统回用项目利用工业水资源(1)高电导、高硬度和碱度的废水经过“预处理+超滤+反渗透”组合工艺处理后,产水达到了工业回