产水量为120t_h的膜处理纯化水技术方案_段晓锋

研究与开发产水量为120t/h的膜处理纯化水技术方案研究院段晓锋摘要介绍了某化工厂产水量为120t/h的净水技术方案。根据原水水质情况及产品水水质要求,通过对各种净水工艺的比较,选择采用预处理+一级反渗透处理的净水工艺,预处理工艺采用自动叠片过滤+加药阻垢+5μm的精密过滤。整个工艺采用PLC自动控制。还介绍了整个工艺主要设备的选型。采用该方案的净水装置出水达到生产工艺用水要求,投资回报期短,经济效益显著。关键词反渗透膜处理技术;工艺废水;生产工艺用水;处理方案水质净化就是根据用水的不同需求对原水中的各种杂质进行不同程度的处理,即对原水采用合理的水处理工艺以达到用水的要求。而利用膜反渗透技术对工艺废水进行处理使其达到生产工艺用水要求,是膜技术应用的重要用途之一,同时也是一种成本较低的工艺用水处理技术。以下对某化工厂产水量为120t/h的膜处理纯化水技术方案作一介绍。1设计依据1.1原水水质本水处理方案的原水为某化工厂的工艺废水,其电导率为40～60μs/cm,pH6～9,原水中各元素的质量浓度见表1。表1原水中各元素的质量浓度mg/L元素ZnCuPbNiCrAsVAlSFeCaMgMnSiSrMo质量浓度0.0110.0030.0010.0160.0130.0390.0010.0280.6940.0750.5690.0310.0020.0930.0020.0041.2产品水水质要求原水通过处理后,要求水质达到该厂生产工艺用水指标要求(见表2),产水量为120t/h。表2生产工艺用水指标要求mg/L项目指标电导率(25℃)/μS·cm-1<10.0pH(25℃)8.8～9.3二氧化硅/mg·L-1≤0.02铁/mg·L-1≤0.03油/mg·L-10硬度(以CaCO3计)/mg·L-102工艺的选择要达到生产工艺用纯化水要求,一般需要去除原水中的悬浮物、胶体和各种无机盐离子等。废水净化过程一般包括预处理、除盐处理和后处理3个步骤。2.1预处理工艺预处理的主要目的是去除原水中各种悬浮物、胶体以及达到后续水处理设备———反渗透装置的进水要求。目前常用的预处理工艺主要有:混凝沉淀、多介质过滤、活性炭过滤、离子交换软化或加药阻垢、温度与pH调节、精密过滤。特殊的预处理工艺还需降低水中金属离子的含量(如铁、锰等)、杀灭微生物、去除二氧化硅等。混凝沉淀主要是除去水中微小粒径的悬浮物及胶体,因为这些微小的颗粒在水中不会受重力的作用而沉降,也难在后续过滤器中去除,混凝沉淀就是通过在原水中投加混凝剂,使之与水中悬浮物及胶体生成较大絮片,然后通过石英砂过滤器过滤去除。当原水中铁的含量<0.3mg/L、悬372008年第4期川化浮物含量<20mg/L时,预处理可以不采用此工艺。石英砂过滤器多介质过滤是必不可少的预处理设备,其作用是滤除原水中的细小颗粒、悬浮物、胶体等杂质。若原水含铁量较高,则采用锰砂过滤器代替石英砂过滤器,以去除水中的铁、锰等过渡金属,保护反渗透膜。铁、锰等过渡金属有时会成为氧化反应的催化剂,它们的存在会加快膜的氧化衰老,还有可能因铁细菌的存在形成铁锈软泥,故一般应尽量除去水中的这些物质。同时,胶态铁、锰还可以引起反渗透膜的污堵。当原水中的铁含量>0.3×10-6,锰含量>0.05×10-6时,需对原水进行去除铁、锰的处理。处理方法有:混凝法、化学沉淀法、锰砂过滤法、石灰碱化法。当水中存在游离氯和有机物时,游离氯可以氧化、破坏反渗透膜元件,因而一般要求进水余氯浓度<0.1×10-6;而有机物不仅是微生物滋生的饵料,且当其浓缩到一定程度后,还可以溶解有机膜材料,使膜性能恶化(水中有机物种类繁多,不同的有机物对反渗透膜的危害也不一样),因此,在反渗透预处理系统设计时,如果水中总有机碳(TOC)含量超过2mg/L,一般需要进行处理。活性炭过滤可以除去水中的游离氯和有机物,起到保护反渗透膜设施的作用,且活性炭吸附法具有设备简单、投资小、运行操作简单、处理效果容易控制等优点,广泛应用于水处理净化系统中。离子交换软化或加药阻垢是为了防止难溶盐在反渗透膜表面结垢,从而保护反渗透膜。离子交换软化是利用离子交换树脂与水中的钙、镁等离子进行交换,将水中的钙、镁离子去除。其优点是可以比较彻底地去除水中的钙、镁离子,避免这些离子在反渗透装置及后续设施中结垢;缺点是设备投资高、占地面积大,且运行一定时间后需进行再生,操作复杂。添加阻垢剂则是通过延缓盐晶体成长来推迟沉淀过程,从而防止反渗透的结垢污染;但由于钙、镁离子存在于水中,因而该法反渗透出水的钙、镁离子会比采用软化法要高。不过,采用加药阻垢的方式较易实现自动化控制,设备简单、成本较低,还可以减低硅沉淀,而软化法则不具有以上特点。软化设施的成本与流量成正比关系,而阻垢剂添加设施的成本与流量关系不大,因此,双级