高盐超滤和反渗透技术方案.docx

高盐超滤和反渗透技术方案**公司高盐水回用项目技术方案目录目 录 31、 项目概述 42、 设计基础 42・1设计基础条件 42・2产水水量及水质 43、 工艺系统说明 53・1工艺流程 53.2工艺描述 53・3工艺设备说明 54、 系统控制 134.1控制系统概述 134・2 PLC控制 144・3仪表 145、 设备清单 145・1设备清单 146、 化学品消耗 176・1化学品消耗 177投资估算 178系统运行成本分析 171、项目概述本文件为**高盐水回用项目技术建议书系统处理水量为1200m3/d,即50m3/h水源为工艺废水本建议书只涉及膜法工艺部 分，即超滤和高盐水反渗透及配套附属设备本项目拟采用以下方案：预处理（业主设计）＋超滤＋高盐水反渗透 系统为全自动控制,同时可以实现自动与手动控制的切换 本系统设计的水处理设备具有如下特点：■技术先进、成熟业绩；■系统运行安全、可靠；■出水水质稳定；■环保,酸碱消耗少；系统设备可实现自动控制,操作维护简便2、设计基础2.1 设计基础条件（1）水源：工艺废水（2）水温：按20°C设计（ 3）原水水质：本项目原水为各股工艺废水的混合,废水混合后的含盐量约为 32000mg/l 按全部盐分为氯化钠设计。

注：原水水量为1200 m3/d,即50m3/h2.2 产水水量及水质（ 1 ）产水水量超滤净产水量： 45m3/h；高盐水反渗透（海水）：22・5m3/h；（ 2）产水水质反渗透产水水质符合生产回用水标准3、工艺系统说明3.1 工艺流程酸，还原剂，阻垢剂I【废水】〜【预处理】-超滤-5 u m保安过滤器fSWRO高压泵-高盐水RO装置3.2 工艺描述因本系统废水的含盐量较高，已接近海水的含盐量，本系统设计以海水反渗透脱盐为核 心工艺预处理采用根据原水水质的情况，在常规预处理后采用超滤增加对反渗透的保护， 可保证反渗透的进水水质要求3.3 工艺设备说明3.3.1 超滤（ UF）超滤系统主要的作用是分离悬浮物大分子胶体、黏泥、微生物、有机物等能够对反渗透 膜造成污堵的杂质包括反洗杀菌剂投加系统、超滤装置和反洗泵等超滤（简称UF）是以压力为推动力，利用超滤膜不同孔径对液体进行分离的物理筛分过 程超滤膜多为不对称结构，由一层极薄（通常小于1um）、具有一定尺寸孔径的表皮层和 一层较厚（通常为125 um）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典型孔径在0・01〜0・1微米之间，对于细菌和大多数病菌、胶体、淤 泥等具有极高的去除率。

膜的公称孔径越小，去除率越高超滤膜通常使用的材料都是高分 子聚合物对于超滤而言，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 想的超滤膜分离失筛分过程，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，料液逐渐被浓缩；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膜组件结构有板式、卷式、管式和中空纤维四种，从分离层的位置划分为：内压、外压 及内外压三种中空纤维膜是超滤膜的最主要型式之一，呈毛细管状，经喷丝纺制而成其 内表面或外表面为致密层，或称活性层，内部为多孔支承体致密层上密布微孔，溶液就是 以其组份能否通过这微孔来达到分离的目的原液在中空纤维膜内孔或外侧加压流动，被过 滤液体则从另一侧流出超滤装置的运行方式以推荐全流过滤为主，但组件也应很方便地转换成错流过滤的模式， 与错流相比，全流过滤能耗低、操作压力低，因而运行成本更低；而错流过滤则能处理悬浮 物含量更高的流体。

超滤膜材质从最初的不对称CA膜扩大到现在的PS （聚砜）、PES （聚醚砜）、PP （聚丙烯）、PVDF （聚偏二氟乙烯）等本系统推荐釆用美国DOW公司生产的SFP2860膜元件作为除盐系统的预处理，SFP2860 超滤膜釆用材质为PVDF的中空纤维，外压式设计，其表面活化层致密，支撑层为海绵状网 络结构，故耐压、抗污染、使用寿命长，且能长期保证产水水质，对胶体、悬浮颗粒、色度 浊度、细菌、大分子有机物具有良好的分离能力具有以下特点：1） 过滤膜釆用PVDF材质，化学稳定性高，耐酸碱、抗氧化、易清洗、使用寿命长；最 大瞬时耐次氯酸钠可以达到5000mg/L2） 膜表面经过亲水改性，膜孔成型好、孔径小、孔隙率高、水通量大、水量衰减小3） 外压式运行方式，流道空间不固定，预过滤精度要求更低当原水悬浮物含量高时， 不会象内压式那样造成污染物浓缩并堵死在丝的中空通道中，因此外压式在悬浮物含量高或者波动大的情况下其优势表现更明显4）超滤膜中空纤维强度好，可采用反向冲洗和气洗工艺，反洗更彻底，膜性能恢复好 反洗用水量相应降低，同时大大延长了组件的化学清洗周期而内压式，仅能采用水反洗， 反洗流量大，即自用水量大，反洗不能彻底，化学清洗周期短，膜的使用寿命短。

5）全流过滤，水回收率更高，自用水率约小于 5%即使原水悬浮物含量很高，也能进 行死端过滤而内压式则必须采用循环错流过滤，水回收率低，自用水率一般为10-15%，且 动力消耗大；⑴、超滤性能的影响因素影响超滤膜寿命的主要因素超滤用于工业水处理或反渗透预处理时主要有：污堵、氧化、水解、超压等几个因素 影响对膜的寿命有影响污堵对超滤膜寿命的影响超滤膜元件的污堵主要是因为浓差极化较高的过膜压差、较低的膜面流速、较高的 污染物浓度，都有助于浓差极化的形成在没有浓差极化时，过膜压差增加，过滤通 量随之增加；而当浓差极化严重到一定程度时，在过膜压差增加时，过滤通量几乎保 持不变在过膜压差比较大的情况下，污染物在膜表面形成的凝胶层会被压实，并逐渐形成不 可恢复性的污堵因此，控制过膜压差是实现膜通量恢复的主要方法赛能特公司经过长期试验以及多年的工程经验，针对不同水质设定了不同的最高膜通量，并根据膜元件的设计使用寿命，对膜元件产水量的衰减留了适当的富裕度，从而 保证SFP超滤膜在适当的膜通量下运行，既考虑了工程投资又兼顾了超滤膜元件不会 出现不可恢复性的污堵氧化及水解对超滤膜寿命的影响氧化及水解会大大降低超滤膜元件的使用寿命，因此超滤膜元件材质的耐氧化性和耐 水解性就显得尤其重要。

DOW 公司的 SFP 超滤膜元件采用耐氧化性和耐水解性能极强 PVDF 材质，彻底解决了 超滤在工业水处理和反渗透预处理工艺中氧化及水解影响超滤膜元件的使用寿命的 问题运行压力过高对超滤膜寿命的影响超滤运行压力过高会对超滤膜元件造成不可恢复的损害，公司在超滤装置的设计中， 分别在每套超滤装置的进水和产水管路安装了压力开关，当超滤装置进水超压或超滤 产水憋压时报警停泵，保证了超滤装置在正常压力和压差下运行⑵、主要超滤膜材质超滤膜的材料很多，目前市场上比较常用的是聚偏氟乙烯（PVDF）、聚醚砜（PES）（包 括聚砜PS）、聚丙烯（PP）三种⑶、主要超滤膜材料性能的评价当超滤用于工业水处理或反渗透预处理时，对于材质的关心主要集中在两个方面：首 先是化学稳定性，其次是亲水性化学稳定性决定了材料在酸碱、氧化剂、微生物等 的作用下的寿命，它还直接关系到清洗可以采取的方法；亲水性则决定了膜材料对水 中有机污染物的吸附程度，直接影响膜的通量⑷、耐化学剂性能材质化学剂聚醚砜PES聚偏氟乙烯PVDF聚丙烯PP酸冰醋酸NCCoooooooooNNNN-Jaooo-Jooooo-JoooOOOOooooooNoo1o1NooaOssoNN1NNN1ftft frft10五絲nJ* fr 11fr年i fr M111 '—Ms fr MW ¥s2 M111蚁 w\ ffyffi Kffy2 frfty Im w H 味 W fr醋酸戊酯—LL醋酸乙酯NLL醋酸甲酯—LL醚二甲基亚砜DMSONNC二氧杂环乙烷—NC四氢呋喃—NC乙醚CCL含N溶剂丙稀腈LLC苯胺—N—二乙基乙酰胺—N—二甲基甲酰胺—NC吡啶LSN混和溶剂甲醛，30%CCC过氧化氢，30%C (<0.1%)C (<0.5%)C苯酚，10%水溶液NLC注：C—相容；L—有限相容；N—不相容；S—溶胀或者收缩 PVDF另一个突出的优点：是耐有机溶剂的性能优于其它材料。

⑸、外压式超滤膜元件清洗的可恢复性超滤作为拦截颗粒、胶体、有机物等介质的过滤，受到污堵是不可避免的事情但只 要每次清洗都能很好地恢复到初始的水平，就可以实现超滤长期可靠的工作为了提高超滤清洗的可恢复性，有如下手段：1） 采用耐久的亲水性材料，减轻有机物吸附污染；2） 制造出不对称的双皮层结构尽量以表面过滤而不是深层过滤的方式进行过滤；3） 采用外压而不是内压的过滤方式前面两条容易理解第三条的原因在于运行和反洗时超滤膜丝的受压方式，见下面的 示意图外压式过滤时 外压式反洗时当过滤时，中空丝外侧受力，膜丝的多孔材料被压缩，膜孔会适度变小，从而提高过 滤精度；而反洗时膜丝内侧受力，膜壁上的孔径扩张，更有利于膜孔内的杂质颗粒被 冲出，而内压式则恰恰相反因此在工业水处理领域常采用外压式较多，内压式在国 外主要用于特定水质条件下的医疗用水的生产⑹、超滤和活性炭过滤器作为反渗透预处理的比较国外权威机构通过大量的工程数据试验得到结论,超滤用在反渗透前可使反渗透装置出 力提高约50%或延长反渗透寿命1・5倍，基本确保SDI<2,不仅如此，在当前,国内许多电厂 的反渗透大多运行不理想，其主要原因取决于预处理的好坏。

国外资料介绍，当SDI<1, RO 操作无问题，SDI<3, R0需要数月清洗一次，SDI=3-5, R0不能正常工作应经常清洗，SDI>5 R0不能使用而超滤出水SDI<2使反渗透能稳定运行，恰恰解决了此问题活性炭过滤器只 具备单一的吸附有机物和余氯的作用，对降低来水的浊度和SDI值所起作用甚微而超滤不 但能同活性炭过滤器一样，截留有机物，还能去除所有悬浮物，确保反渗透进水的浊度和SD。