反渗透浓水循环水弄排水处理方案.docx

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反渗透浓水循环水弄排水处理方案

反渗透浓水处理初步方案

一、项目概况

现有浓排水回收装置进水为一循环排水、二循环排水、脱盐水站反渗透浓水、污水处理排水及循环水旁滤器的反洗水，设计进水量410m3/h，其中超滤装置的设计产水量为420m3/h（三套运行，单套产水140m3/h运行），反渗透装置的设计产水量为260m3/h（2×130m3/h），反渗透回收率70%。

浓排水回收装置RO浓水的排放水量约为80-120m3/h。

目前污水处理站排水150m3/h正常情况下接入接入浓排水回用水站，浓排水回收装置满负荷运行，当浓排水反渗透膜化洗时，保安过滤器换滤芯时，浓排水单系统运行，污水系统水只能外排园区污水处理厂，目前外排浓水量为40m3/h（园区污水处理厂流量计计量）。

环保排放要求及收费标准

根据2014年12月29日鄂尔多斯大路煤化工基地管理委员会文件《鄂大管发[2014]35号文件》第四章污水排放监管内容。

1）向园区统一污水管网排放污水要求：

COD＜500mg/L,氨氮＜50mg/L，TDS＜1000mg/L,当达到以上指标时，排水缴费标准为2元/吨污水，当TDS＞1000mg/L时，缴费标准为6元/吨污水。

2）向园区统一浓盐水管网排放高盐水要求：

当TDS＞10000mg/L，其他指标达到《污水综合排放标准》（GB8979-1996）时，按照3元/吨高盐水缴费，当TDS为6000mg/L-10000mg/L之间，同时其他指标达标时，按照6元/吨浓盐水缴费，当TDS＜6000mg/L时，同时其他指标达标时，按照10元/吨浓盐水缴费。

当排放高盐水COD或氨氮超标准时，按照12元/吨浓盐水缴费，并且大路环保局按照相关法律法规处以高限罚款。

项目设计水量和设计规模

浓盐水深度处理项目，设计处理能力100m3/h～120m3/h；年操作8000h。

二、项目建设方案

设计原则

浓水水质

总硬：

2000-2500mg/L

cl-:

1500-2000mg/L

ph:

7-9

TDS:

6000-7000

COD:

60-90mg/L

氨氮：

2-10mg/L

总磷：

15-20mg/L

工艺处理要求

经过改造后，进行现有反渗透排水的提浓后

膜浓缩系统产水水质：

CODcr＜20mg/L，TDS＜300mg/L，可以作为脱盐水站的源水和循环水系统的补充水。

浓排水装置所产生的高盐水氨氮指标小于15mg/l，COD指标小于100mg/l，外排高盐水TDS＞10000mg/l,其他指标达到《污水综合排放标准》（GB8979-1996）一级A的要求。

目前进水水质指标：

中水进水水质检测项：

分析项目

mg/L

分析项目

Ca2+

钙

TDS

2320

Mg2+

镁

COD（铬法）

31

NH+4

氨

BOD5

0

总铁

总硬度

（以碳酸钙计）

Cl-

氯化物

钙硬度（以碳酸钙计）

SO42-

硫酸盐

全碱度（mgL）

HCO3-

重碳酸盐

甲基橙碱度（mg/L）

CO32-

碳酸盐

酚酞碱度（mg/L）

总磷

PH值

全硅

（SiO2）

色度（度）

PCU

活性硅

（SiO2）

电导率25o

（μs/cm）

2940

悬浮物

76

浊度

（NTU）

待处理反渗透浓水水质分析检测项：

分析项目

mg/L

分析项目

Ca2+

钙

TDS

8800

Mg2+

镁

COD（铬法）

84

NH+4

氨

BOD5

0

总铁

总硬度

（以碳酸钙计）

2436

Cl-

氯化物

2129

钙硬度（以碳酸钙计）

1601

SO42-

硫酸盐

全碱度（mgL）

HCO3-

重碳酸盐

甲基橙碱度（mg/L）

CO32-

碳酸盐

酚酞碱度（mg/L）

0

总磷

PH值

全硅

（SiO2）

色度（度）

PCU

活性硅

（SiO2）

电导率25o

（μs/cm）

11130

悬浮物

47

浊度

（NTU）

三、按BOT项目方案设计

该项目以BOT项目模式考虑，则以待处理反渗透浓水水质作为进水水质，处理最大水量按120m3/h设计，为保证运行的稳定性，采用的处理工艺为：

高密沉淀池-多介质过滤器-超滤-反渗透-催化氧化；通过该工艺的处理可以回收72m3/h作为脱盐水站的源水和循环水系统的补充水使用，剩余48m3/h处理后达到氨氮指标小于15mg/l，COD指标小于100mg/l，TDS＞10000mg/l,其他指标达到《污水综合排放标准》（GB8979-1996）一级A的要求直接外排。

BOT项目的收费模式按进水量120m3/h的吨水处理成本作为业主的支付依据，BOT项目的运营周期按十年计算。

考虑到当地环保政策有向零排放发展的趋势，到时可以提前进行现有装置改进进一步提高反渗透浓水的回收率，并增加零排放蒸发结晶装置，使剩余的高浓盐水通过蒸发结晶而不外排。

工艺流程设计

设计的工艺流程如下图所示：

工艺流程说明

反渗透浓水通过调节池泵入高密沉淀池，通过高密沉淀池加药软化去除水中的一部分的硬度；高密沉淀池出水进入多介质过滤器去除水中浊度；多介质过滤器出水再进入超滤进一步去除水中的浊度，满足反渗透进水要求；通过反渗透对浓水进行脱盐后，产水作为脱盐水站的源水和循环水系统的补充水使用，浓水进入催化氧化反应器以及氧化絮凝池去除有机物后达标外排。

高密沉淀池和沉淀池产生的污泥泵入污泥储池，通过污泥储池进一步浓缩后泵入板框压滤机压滤，产生的脱水污泥外运处理。

工艺各单体设计

1）调节池

设计说明：

收集反渗透浓水以及系统内部排水，并混合调节均质，再通过提升泵送至高密度沉淀池。

有效容积：

500m3

停留时间：

4h

数量：

1座

结构形式：

钢砼结构防腐；

2）高密度沉淀池

设计说明：

通过化学软化加药去除水中的硬度，起到反渗透软化预处理的作用；软化反应控制pH值在一体化装置包括：

反应单元、絮凝单元及沉淀单元。

根据业主提供的反渗透浓水的硬度和碱度数据，通过计算投加氢氧化钠和碳酸钠的软化成本最低，约为元/吨水，投加熟石灰+氢氧化钠+碳酸钠的成本约为元/吨水，投加熟石灰+碳酸钠的成本约为元/吨水，而且投加熟石灰还需要增加石灰加药系统，增加设备投资费用；因此该高密池软化选用投加氢氧化钠+碳酸钠，经过软化后的出水硬度在200mg/L（以CaCO3计）左右，硅在50mg/L（以SiO2计）左右。

（其中药剂价格按32%氢氧化钠：

650元/吨，85%熟石灰：

600元/吨，98%碳酸钠：

2000元/吨计算，如果价格不同会对加药成本产生影响）

处理水量：

120m3/h；

一段混合区停留时间：

2min；

二段混合区停留时间：

2min；

絮凝区停留时间：

10min；

推流过渡区停留时间：

2min；

浓缩沉淀区停留时间：

50min；

排出污泥含固率：

3-5%；

数量：

1座

结构形式：

碳钢防腐；

3）高密产水池

设计说明：

收集高密沉淀池产水，再通过提升泵送至多介质过滤器。

有效容积：

200m3

停留时间：

2h

数量：

1座

结构形式：

钢砼结构防腐；

4）多介质过滤器

设计说明：

对高密出水池的出水进行过滤，去除水中的浊度，出水进入过滤产水池。

过滤器内部填装无烟煤和石英砂双层滤料。

处理水量：

120m3/h；

单罐处理水量：

60m3/h；

过滤速度：

h；

过滤周期：

12h；

水洗强度：

14L/；

气洗强度：

36m3/

尺寸：

Φ2824×2230（直管段）mm

数量：

3个（2用1备）

结构形式：

碳钢衬胶；

5）过滤产水池

设计说明：

收集多介质过滤器产水，再通过提升泵送至超滤。

有效容积：

200m3

停留时间：

2h

数量：

1座

结构形式：

钢砼结构防腐；

6）超滤装置

设计说明：

利用超滤对水中的浊度、悬浮物等指标进行降低，以保护一级反渗透的正常运行。

数量：

2套

主要技术参数：

过滤方式：

全流过滤。

过滤精度：

最大孔径不大于微米

单套运行产水量：

60m3/h。

超滤设计平均通量：

58L/（m2·h）（24小时平均净产水通量）。

系统回收率：

≥%。

出水浊度：

≤

出水SDI：

≤3

清洗方式：

每日一次EFM维护性清洗；CIP清洗周期基于跨膜压差的变化，不小于30天。

7）超滤产水池

设计说明：

收集超滤产水，再通过提升泵送至反渗透装置。

有效容积：

200m3

停留时间：

2h

数量：

1座

结构形式：

钢砼结构防腐；

8）浓水反渗透装置

设计说明：

超滤的出水进入浓水反渗透，进一步减少浓水的产生量，浓水反渗透系统的产水作为脱盐水站的源水和循环水系统的补充水，产生的浓水通过管道排入浓水反渗透浓水池。

采用陶氏海水淡化反渗透膜，型号为SW30HRLE-440。

数量：

2套

单套处理量（进水量）：

60m3/h

主要技术参数：

稳定脱盐率≥%；

运行脱盐率≥97%（20゜C，正常运行3年内）；

设计通量：

≤（SDI＜5）；

单支膜元件回收率：

＜12%；

系统回收率：

≥60%（20゜C，正常运行3年内）；

排布方式：

10：

5

9）浓水反渗透浓水池

设计说明：

收集浓水反渗透装置浓水，泵送至催化氧化反应器入口。

有效容积：

100m3

停留时间：

2h

数量：

1座

结构形式：

钢砼结构防腐；

10）催化氧化反应器

设计说明：

反渗透浓水水量在48m3/h,进入催化氧化器中去除有机物，使出水COD指标小于100mg/l，达标外排。

通过化学药品的催化氧化作用使水中的大分子有机物通过加和取代、电子转移，直接与水分离，甚至使小分子有机物直接氧化为H2O和CO2，个别有机物直接矿化。

成套设备

结构形式：

316L不锈钢封闭式结构

数量：

1套

11）氧化絮凝池

设计说明：

废水自催化氧化反应器流入氧化絮凝池，利用弱氧化剂进一步氧化，最终达到完全氧化，通过投加絮凝剂使废水中的胶体在一定的外力扰动下相互碰撞、聚集、形成较大絮状颗粒，从而使污染物被吸附去除。

有效容积：

64m3

结构形式：

钢砼结构防腐

数量：

1座

12）沉淀池

设计说明：

把通过絮凝池形成的絮凝体结构沉淀下来，去除悬浮物，以达到水质澄清的目的。

有效容积：

502m3

有效停留时间：

10h

结构形式：

钢砼结构防腐

数量：

1座

11）污泥储池

设计说明：

接收来自高密度沉淀池排放的软化沉淀污泥，通过泵送至压滤机压滤。

绝干污泥量：

280kg/h；

污泥含固率：

3%-5%；

湿污泥量：

10m3/h；

有效容积：

150m3

数量：

1座

结构形式：

钢砼结构防腐

12）脱水机房

设计说明：

污泥储池的污泥经过进一步浓缩后，通过板框压滤机进一步浓缩脱水。

滤液通过地沟返回调节池，泥饼存放在电动泥斗，定期外运。

选用板框压滤机进行压滤，1用1备。

总处理污泥量：

240m3/d；

绝干污泥处理量：

t/d；

脱水污泥含水率≤75%；

PAM加药量：

%～%；

配药浓度：

%；

建筑面积：

500m2（两层）

数量：

1座

结构形式：

框架结构

13）浓水处理厂房

设计说明：

高密沉淀池、多介质过滤器、超滤装置、浓水反渗透装置以及配套的水泵、鼓风机、加药装置、化学清洗装置等工艺设备，以及电气系统均放置在该厂房内。

建筑面积：

1000m2

数量：

1座

结构形式：

钢结构

BOT项目投资和运行成本分析

项目投资成本估算

费用名称

金额（万元）

土建工程

安装工程

设备材料采购费

设计费

工程调试费

工程管理费

培训服务费

合计

项目运行成本估算

1）电费：

该装置满负荷运行日耗电量约为：

10224kwh/天，

按元/kwh电费计算，则日电费为：

5112元/天，

按处理水量为120m3/h计算，则吨水电耗成本为：

元/吨；

2）药剂费：

装置

药剂名称

单价

（元/kg）

每小时耗量（kg/h）

每天投加量（kg/d）

每年消耗（t）

年成本

（万元/年）

软化系统

NaOH（浓度32%）

Na2CO3（浓度98%）

混凝剂（FeSO4,浓度19%）

助凝剂（PAM，浓度98%）

氧化剂（NaClO,浓度10%）

污泥处理

PAM（98%）

16

调节pH

盐酸（31%）

浓水RO

还原剂

非氧化性杀菌剂

20

阻垢剂

45

催化氧化

硫酸亚铁，双氧水，PAM，氢氧化钠

-

-

-

-

装置

药剂名称

单价

单次耗量（kg）

全年次数

每年消耗（t）

年成本

（万元/年）

超滤化洗

柠檬酸

200

12

盐酸（31%）

1300

12

次氯酸钠

19

200

12

氢氧化钠（32%）

32

12

浓水RO化洗

柠檬酸

120

12

盐酸（31%）

90

12

EDTA

19

4

12

氢氧化钠（30%）

50

12

合计（万元/年）

吨水处理成本（元/吨）

3）BOT项目运营成本估算：

序号

项目

吨水单价（元/吨）

年总费用（万元）

备注

基准水量

120

m3/h

1

药剂费

2

电费

3

折旧费

259

4

职工薪酬

10人

5

修理费

6

化验室费

7

管理费及其他

8

总成本费用