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煤化工高鹽廢水處理中,反滲透系統的應用與優勢

2022-03-14 09:24:24 作者西安康諾環保科技有限公司官網
反滲透設備
煤化工高鹽廢水處理中反滲透系統的應用。
一般來說,反滲透凈水廠主要由原水預處理、反滲透凈化、反滲透凈化和超凈化。隨著社會經濟的快速發展,反滲透凈水設備已廣泛應用于各個領域。我們提到了張文機械設備原理等一些難題。今天,我想與大家分享機械設備部件的作用以及機械設備的系統運行和優勢。如果您感興趣,請向下看。
01進水水質及處理要求。
本項目高鹽廢水來源于上游回用裝置產生的反滲透濃水,水量為100m3/h,pH7-9。電導率為5000-65000μS/cm,硬度為1000mg/L。
(1)電導率高,波動范圍大,高濃度氯離子對金屬設備腐蝕性強。
(2)硬度高,膜表面容易產生無機鹽垢,影響系統運行。本項目要求廢水最終產品水電導率≤500μS/cm,濃水電導率>1萬μS/cm。

02工藝選擇及系統設計。


根據進水水質的特點和處理要求,采用雙級反滲透系統進行減量處理,工藝流程如下:
高鹽廢水硬度高,無機鹽結垢對反滲透系統影響很大。如果不去除,反滲透膜將被嚴重堵塞。
因此,首先要軟化高鹽廢水,選擇石灰純堿軟化法去除水中的硬度。石灰純堿與水中的鈣鎂反應,產生碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀,污泥定期排放系統。
反滲透水一般需要SDI≤5,高鹽廢水軟化澄清后,上清液中仍有部分懸浮顆粒,需要進一步處理澄清池出口,以確保反滲透的正常運行。本項目采用機械過濾器進一步處理澄清池的水。
為確保反滲透水的硬度符合標準,本項目建立了離子交換系統,進一步去除高鹽廢水殘留物的硬度。熱交換器調節進水溫度,穩定在25~30℃,滿足反滲透系統進水溫度的要求。
進入一級反滲透裝置前,應添加還原劑(亞硫酸氫鈉)和阻垢劑(含磷小分子)。還原劑的作用是控制反滲透水余氯小于0.1mg/L,確保反滲透膜不被氧化;阻垢劑的作用是確保反滲透系統的正常運行不結垢,確保反滲透系統的長期穩定運行。
為滿足設計水質要求,進一步處理一級反滲透濃水作為系統濃水蒸發結晶系統,進一步處理二級反滲透裝置,回收二級反滲透裝置濃水。

雙級反滲透系統設備配置見下表:


03系統運行。
預處理后,進入雙級反滲透系統的高鹽廢水溫度為30℃。pH9-10.硬度為10mg/L,濁度為1NTU.Fe.Al。
(1)系統脫鹽率及產水水質。
雙級反滲透運行期間,系統產水水質良好,各項產水水質指標符合設計要求,產水作為廠區回收水。其中,當一級反滲透裝置回收率約為50%時,脫鹽率基本保持在97.5%以上;當二級反滲透裝置回收率約為92%時,脫鹽率基本保持在82%以上。監測如下:
可以看出,隨著運行時間的增加,一級RO的脫鹽率略有下降。一方面是進水水質波動和運行控制造成的;另一方面是膜元件局部損壞造成的。在日常監測過程中,發現幾個膜殼的電導率異常上升,應損壞安全過濾器泄漏造成的膜元件。

二次反滲透產水電導率基本保持在200μS/cm以下,監測情況見下圖:


可以看出,與一級反滲透裝置相比,二級反滲透的整體脫鹽率下降較小,系統產水電導率可保持在200μS/cm以下,說明本工程采用雙級反滲透系統處理高鹽廢水,可保證系統產水的整體穩定性。
二次反滲透濃水電導率為1000-12000μS/cm,遠低于一級RO進水電導率,回流后對系統運行影響不大。
(2)系統濃水水質及壓力。

雙反滲透運行期間,一級反滲透系統壓力為6.8-7.2mpa,系統濃水電導率穩定,基本保持在1萬μS/cm以上。系統產水符合系統處理要求,滿足高鹽廢水處理系統濃縮回用要求。監測結果見下圖:


從圖4可以看出,系統壓力的整體變化是由于運行時間的增加和系統中積累的污染物的增加。化學清洗后,系統壓力會降低。在實際過程中,還應保證預處理的穩定性,以避免污染膜元件。
(3)系統清洗。
在正常運行過程中,反滲透膜元件會受到微生物、膠體顆粒和不溶性有機物的污染。這些污染物沉積在膜表面,導致進水和濃水之間的壓差增加。當上升超過設計值時,需要清潔膜元件。
清洗時,應為上述污染物選擇合適的清洗劑。本項目采用酸性清洗劑和堿性清洗劑清洗反滲透膜元件,根據實際污染情況觀察反滲透裝置,直至滿足清洗要求。
首先,用低流量清洗液代替系統中的原水。完成后,恒定清洗液溫度為30℃,系統流量低,循環1小時后浸泡1小時。
其次,系統中流量較高的清洗液循環1小時,清洗污染物。
最后,用合格的產品水沖洗系統中的清洗液備用。其中,酸性清洗劑是質量分數為0.2%的鹽酸;堿性清洗劑是NaoH和0.02%的硅酸鈉,質量分數為0.1%。化學清洗后,用RO水沖洗,直到清洗液完全沖洗。
(4)運行能耗。
計算雙級反滲透系統的運行能耗和藥物消耗,其中電力消耗是運行能耗的主要組成部分,藥物消耗主要是還原劑和阻垢劑,按3mg/L計算;

還原劑按1元/kg、26元/kg、0.5元/kW·h計算,系統運行成本約為1.8元/t。


(1)預處理設備。不同的原水雜質預處理設備可分為三個部分。第一部分是化學加藥設備,包括絮凝/凝血劑加藥設備、結垢劑加藥設備、除氧還原劑加藥設備、pH值調節加藥設備。第二部分是化學-離子交換處理設備,包括離子交換軟化和石灰軟化設備。第三部分是物化過濾設備,包括多介質過濾、活性炭過濾、濾芯過濾、微過濾、超濾等設備。

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