反渗透浓水循环水弄排水处理方案12442.pdf

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1、 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（2130 m3/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

2、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）。1.1 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201435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：COD500mg/L,氨氮50mg/L，TDS1000mg/L,当达到以上指标时，排水缴费标准为 2 元/吨污水，当 TDS1000mg/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 TDS10000mg/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，

3、当 TDS 为 6000 mg/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 TDS6000mg/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。1.2 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 100 m3/h120 m3/h；年操作 8000h。二、项目建设方案 2.1 设计原则 2.2 浓水水质 总硬：2000-2500 mg/L cl-:1500-2000 mg/L ph:7-9 TDS:6000-7000 COD

4、:60-90 mg/L 氨氮：2-10 mg/L 总磷：15-20 mg/L 2.3 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：COD cr20mg/L，TDS300 mg/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TDS10000mg/l,其他指标达到污水综合排放标准（GB8979-1996）一级 A 的要求。2.4 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

5、BOD5 0 总铁 0.49 总硬度(以碳酸钙计)583.8 Cl-氯化物 453.6 钙硬度(以碳酸钙计)332.2 SO42-硫酸盐 77.29 全碱度(mgL)169.5 HCO3-重碳酸盐 甲基橙碱度(mg/L)127.2 CO32-碳酸盐 酚酞碱度(mg/L)42.3 总磷 4.84 PH 值 7.76 全硅（SiO2）24.07 色度（度）PCU 活性硅（SiO2）电导率 25o(s/cm)2940 悬浮物 76 浊度（NTU）12.62 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 BOD

6、5 0 总铁 0.59 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 96.92 全碱度(mgL)339.2 HCO3-甲基橙碱度(mg/L)339.2 重碳酸盐 CO32-碳酸盐 酚酞碱度(mg/L)0 总磷 17.32 PH 值 7.38 全硅（SiO2）98.19 色度（度）PCU 活性硅（SiO2）电导率 25o(s/cm)11130 悬浮物 47 浊度（NTU）0.34 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

7、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，TDS10000mg/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

8、浓盐水通过蒸发结晶而不外排。3.1 工艺流程设计 设计的工艺流程如下图所示：3.2 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。3.3 工艺各单体设计 1）调节池 设计说明：收集反渗透浓水以及

9、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：4 h 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 10.5-11.0,一体化装置包括：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 3.59 元/吨水，投加熟石灰+氢氧化钠+碳酸钠的成本约为 3.95 元/吨水，投加熟石灰+碳酸钠的成本约为 4.77 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

10、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：2 min；二段混合区停留时间：2 min；絮凝区停留时间：10min；推流过渡区停留时间：2 min；浓缩沉淀区停留时间：50 min；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

11、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：60 m3/h；过滤速度：10.0m/h；过滤周期：12h；水洗强度：14L/m2.s；气洗强度：36m3/m2.h 尺寸：28242230（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

12、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 0.1 微米 单套运行产水量：60 m3/h。超滤设计平均通量：58L/（m2h）（24 小时平均净产水通量）。系统回收率：93.2%。出水浊度：0.2NTU 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）

13、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）：60 m3/h 主要技术参数：稳定脱盐率99.5%；运行脱盐率97%（20C，正常运行 3 年内）；设计通量：14.5L/m2.hr（SDI5）；单支膜元件回收率：12%；系统回收率：60%（20C，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

14、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 48 m3/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

15、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：10 h 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：280 kg/h；污泥含固率：3%-5%；湿污泥量：10 m3/h；有效容积：150 m3 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

16、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：240 m3/d；绝干污泥处理量：6.72 t/d；脱水污泥含水率 75%；PAM 加药量：0.1%0.2%；配药浓度：0.1%；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 3.4 BOT 项目投资和运行成本分析 3.4.1 项目投资成本估算 费用名称 金额

17、（万元）土建工程 466.50 安装工程 228.20 设备材料采购费 1521.30 设计费 88.64 工程调试费 22.16 工程管理费 22.16 培训服务费 10.00 合计 2358.95 3.4.2 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：10224 kwh/天，按 0.5 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：1.78 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%)0.65 48

18、0.60 11534.40 3844.80 249.91 Na2CO3(浓2.00 153.40 3681.70 1227.23 245.45 度 98%)混凝剂(FeSO4,浓度 19%)1.65 9.60 230.40 76.80 12.67 助凝剂(PAM，浓度 98%)16.00 0.12 2.94 0.98 1.57 氧化剂(NaClO,浓度 10%)2.00 12.00 288.00 96.00 19.20 污泥处理 PAM（98%）16 0.73 17.63 5.88 9.40 调节pH 盐酸（31%）0.38 58.06 1393.55 464.52 17.65 浓水还原剂 2

19、.6 0.60 14.40 4.80 1.25 RO 非氧化性杀菌剂 20 0.60 14.40 4.80 9.60 阻垢剂 45 0.96 23.04 7.68 34.56 催化氧化 硫酸亚铁，双氧水，PAM，氢氧化钠-90.00 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 6.8 200 12 2.4 1.63 盐酸（31%）0.38 1300 12 15.6 0.59 次氯酸钠 19 200 12 2.4 4.56 氢氧化钠（32%)0.65 32 12 0.384 0.02 浓水RO 化洗 柠檬酸 6.8 120 12 1.44 0

20、.98 盐酸（31%）0.38 90 12 1.08 0.04 EDTA 19 4 12 0.048 0.09 氢氧化钠（30%)0.65 50 12 0.6 0.04 合计（万元/年）699.22 吨水处理成本（元/吨）7.28 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 7.28 699.2 2 电费 1.78 170.4 3 折旧费 2.70 259 4 职工薪酬 0.83 80.0 10 人 5 修理费 1.23 117.9 6 化验室费 0.21 20.0 7 管理费及其他 0.84 80.8 8 总成本费用 14.87 1427.9