临汾市给水厂除盐工程设计

临汾市给水厂除盐工程设计郭强陈宏平李楠杨云龙李晨雯(1太原理工大学环境科学与工程学院，太原030024；2临汾市自来水公司，临汾041000)摘要临汾市尧都区水厂水源水中硫酸盐、硬度等项目超标，针对含盐量偏高、处理水量大的实际情况，通过方案比选，采用一级两段式纳滤膜处理工艺处理部分原水，再按一定比例与传统工艺处理后的未经软化的水勾兑混合的方式。运行表明，各项技术指标达到设计的要求，制水成本合理。关键词地下水除盐纳滤勾兑临汾市尧都区位于山西省西南部，流经境内的河流均受不同程度的污染，地表水水质较差。随着市区用水量的增加，城市给水厂的规模也不断扩大。现由龙祠、土门2座水厂共同供水，供水能力分别为6万rn。／a、2万m／d。龙祠水厂采用吕梁山东麓西平山脚下的龙子祠泉排泄形成的地表水为供水水源，属地下水性质，其硬度和硫酸盐超标，传统的给水处理工艺不能满足要求。因此，需要增加软化、除盐工艺，以保证出水水质达标。1原水超标项目分析原水水质检测中超标项目见表1。表1原水水质超标项目序号检测项目检测结果GB5749—20061浊度／NTUl_46≤1、2总硬度(以计)／rag／I55O．2≤4503硫酸盐／mg／1361≤2504菌落总数／CFU／mI230≤1005总大肠菌群／CFU／l()()mI30不得检出1．1总硬度原水矿化度较高，溶解性盐分含量较高。水中暂时硬度220．2mg／I，永久硬度330mg／I。1．2硫酸盐so,2,是苦咸水的表征离子，化学性质比较稳定，含量高时使水具有苦味，和碱土金属离子形成盐类(如CaS())微溶于水，其含量因Ca一而受限制。国家自然科学基金(51078252)；太原理工大学校基金(900103—03020775)；山西省国际合作计划项目(2010081018)；山西省自然科学基金(2010011016—1)。1．3其他项目原水浊度和微生物指标也有不同程度超标。原水中溶解性固体含量较高，最高接近900mg／I。通过对水质的分析，溶解性总固体主要为硫酸盐、氯化物与Ca、Mg+等离子形成的溶解性盐分，其电导率达到770ttS／cm。2处理工艺在超标项目中，通过过滤、消毒_丁艺可以使浊度和微生物指标达标。针对原水中硫酸盐和总硬度超标这一突出矛盾，选用纳滤进行处理，较反渗透所需压差低更加节能。经过方案比选，本T程最终选择纳滤作为处理工艺。2．1工艺流程龙祠水厂的处理规模为6万m。／d。若全部进行纳滤处理势必会使工程投资、能耗造成巨大浪费，况且技术上，给水厂不应生产纯净水。处理的目标是使得出厂水全面达到《生活饮用水卫生标准》(GB57492OO6)，因此考虑通过将部分原水经纳滤处理后与原水按一定比例勾兑混合达标的原则进行设计，可提高工程经济性和技术合理性。设计取值总硬度550mg／I，硫酸盐360mg／I，对照《生活饮用水卫生标准》(GB57492006)，原水硫酸盐超标比例更大，以硫酸盐为标准进行勾兑计算，经过物料平衡，当纳滤出水与原水以l：1．5勾兑混合时，理论(25℃，硫酸根脱盐率95，总硬度去除率94)计算勾兑配水后出水水质见表2。按照6万m。／d的规模，1：1．5勾兑比例，则纳滤系统的产水量应为l000m。／h。纳滤处理工艺流程如图1所示。给水排水Vo1．40No．5201417表2纳滤勾兑配水后出水水质理论计算结果项目原水产水勾兑配水后总硬度(以CaCO3计)／mg／I55O33343硫酸盐／mg／I36O18223腓晷高混瘫剂L望堡至塑|一云1—一排放18给水排水Vo1．40No．52014水量减少lO时进行清洗。此时膜的通量恢复较好，清洗可保证恢复膜的原有产水量。运行时纳滤(膜)的污染为混合污染物，故使用专用的复合膜清洗剂进行组合清洗，每次停机清洗5h。系统设有产水电导率、浓水电导率、进水硬度、pH等报警装置，并设有进水SDI、pH、进出水流量仪、进水及产水电导率等连续记录的仪表，能够在线实时记录系统的重要操作数据并监控装置。系统运行中会产生较大量的浓水。该部分浓水的含盐量约为原水的4倍，溶液渗透压增加较高。若进行该部分浓水的回收和再利用，需增设一级浓水膜组件提供更高的进水压力。从工程的经济性考虑，暂时不考虑浓水的回收和再利用。浓水一部分用于多介质过滤的反冲洗水，其余统一收集排放。3运行情况与结果工程项目于2011年3月进行调试，当月一次性调试成功，开始供水。纳滤深度处理运行数据如表3所示，纳滤出水水质如表4所示。表3纳滤系统运行数据项目设计值实测值进水流量ms／h12501285产水流量／m。／h10001O25回收率／8O80水温／℃1314进水压力／MPa0．4～0．60．49浓水出水压力／MPa0．2～0．40．26日耗电量／kW·h9000～1200011080单位耗电量／kW·h／m0