儀征mbr廢水處理一體化設備處理方法

　大量的高鹽分工業廢水直接排放，給地表水、地下水以及土壤帶來嚴重的污染，危害生態環境。水資源短缺又是制約我國經濟和社會長期穩定發展的重要因素，所以推廣廢水循環利用，努力實現廢水少排放，已成為各行業的發展趨勢和國家環境保護發展規劃的明確要求。膜技術是一種高效、低能耗、易操作的液體分離技術，同傳統的水處理方法相比具有處理效果好，可實現廢水的循環利用及回收有用成分等優點，是廢水資源化的有效技術。

　　山東某石化集團是一家集煉油、精細化工、物流、運輸和熱力供應等于一體的大型企業，生產過程中產生了大量的廢水。企業已經建設了雙膜法中水回用系統，實現了60%以上的生產廢水的回用，但所產濃水鹽分較高，需外排。

　　本工程新建處理量200m3/h含鹽污水資源化項目，采用多種膜的高效集成工藝技術，對高鹽廢水進行資源化處理，所產淡水達到企業用水要求回用、結晶氯化鈉和硫酸鈉均滿足工業用鹽標準，以實現廢、鹽的資源化和產水回用的目的。

　預處理主要是去除廢水中的濁度、懸浮顆粒、COD和硬度等，為后續膜處理系統作保障。預處理包括臭氧氧化、機械攪拌澄清、機械過濾、超濾、鈉床+弱酸床樹脂軟化和脫氣塔等。

　　2.2 濃縮分鹽

　　濃縮分鹽是含鹽污資源化系統的核心部分。反滲透膜預濃縮處理可以實現含鹽污水的初步濃縮和產水達標回用，經過濃縮后鹽的質量分數達2%左右，再利用具有離子選擇性能的分鹽納濾膜進行分鹽處理，納濾產水以氯化鈉為主，含有極少量的硫酸根;納濾濃水則以硫酸鈉為主，且同時含有一定量的氯化鈉，實現含鹽污水中一二價鹽的初步分離，為后面工藝獲取高品質單一結晶鹽打下基礎。

　　2.3 再濃縮結晶出鹽

　　氯化鈉濃縮液選用均相電驅動膜和反滲透組合技術濃縮至鹽的質量分數12%～15%，再去機械式蒸汽再壓縮蒸發器(MVR)裝置系統進行分質結晶，產出氯化鈉;硫酸鈉濃縮液采用海水反滲透(SWRO)技術濃縮至鹽的質量分數10%～12%，再去冷凍結晶裝置，產出十水硫酸鈉結晶鹽。通過膜組合工藝對濃縮液進一步濃縮，可大幅降低去分質結晶系統的處理水量，從而大幅降低結晶系統能耗，節省設備投資和運行成本，同時在濃縮過程中產生的淡水和蒸發結晶過程的冷凝液均回收利用。

　采用常規的泥渣循環型機械攪拌澄清池，利用機械攪拌設備的動力提升作用來實現泥渣的回流和接觸反應。經過加藥混合反應后的高鹽廢水先進入第1絮凝室，與數倍于廢水量的循環泥渣在攪拌葉片的帶動下進行初步的接觸反應。而后由葉輪提升至第2絮凝室繼續反應，形成較大的絮體后，再于分離室中進行固液分離。這種水池適用于加藥軟化的澄清。廢水進入機械攪拌澄清池前，投加氫氧化鈉、碳酸鈉、絮凝劑、助凝劑，降低廢水總硬度和總堿度，經充分反應沉淀，懸浮固體從水中分離，完成澄清的作用。經過機械攪拌澄清池處理后，出水總硬度可以降到50mg/L(以CaCO3計)以內，減少了后續樹脂軟化系統的負荷，延長再生周期。

　　2)超濾裝置。

　　超濾膜為專用于高污染環境下使用的抗污染型SFP-2880XP，孔徑30nm，具有高強度、耐壓、耐酸堿、耐清洗、抗污染和使用壽命長等特點，能持續保障產水水質，對水中膠體、懸浮物、色度、濁度、細菌病毒、大分子有機物均具備良好的截留性能，超濾系統產水污染指數(SDI)小于2.5，滿足反滲透膜系統的進水指標要求。

　　3)深度軟化裝置。

　　采用陽樹脂+弱酸床樹脂+脫氣塔對廢水進行軟化，采用多級樹脂吸附水中殘留的鈣、鎂離子，使廢水的硬度和堿度接近于零，確保后續工藝系統不存在鈣、鎂離子、堿度干擾，膜濃縮系統和結晶運行安全并保證出鹽純度。配備再生系統，其中氯化鈉再生液采用后續電驅動膜系統自產的濃縮液，既保證再生效果，又能節省鹽消耗并不給系統增加額外鹽分。

　　3.2 膜濃縮分鹽單元

　　1)預濃縮反滲透裝置。

　　經過樹脂軟化后的產水先由反滲透系統濃縮脫鹽，系統脫鹽率97%以上，產水收集進回用水箱去回用;鹽分大部分截留在濃水中，濃水鹽的質量分數達2%左右。為降低膜系統污染的風險，采用抗污染型苦咸水反滲透膜元件BW30FR-400。

　　2)納濾分鹽裝置。

　　納濾膜表面帶特定電荷，對不同電荷和不同價態的離子具有相當不同的電位，從而使不同價態的離子得以分離[5]。采用選擇性納濾分離專用膜，讓1價的氯化鈉盡可能地透過，而2價的硫酸鈉則大部分截留在濃水中，進行初步分鹽處理。在分鹽的同時，硫酸鈉側溶液進行了初步濃縮，SO42-的質量濃度達28g/L左右，鹽的質量分數達到5%左右，膜兩側Cl-的質量濃度均在3～4g/L;氯化鈉一側NaCl的質量分數0.8%左右，SO42-含量小于全部離子含量的1%。

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　3.3 氯化鈉再濃縮結晶出鹽單元

　　1)氯化鈉再濃縮反滲透裝置。

　　將納濾分鹽產生的質量分數0.8%左右氯化鈉溶液和后續電驅動膜產生的質量分數0.8%左右的淡液進行濃縮至2.8%左右，反滲透產淡水進入回用水箱。同樣采用抗污染型苦咸水反滲透膜元件。

　　2)氯化鈉再濃縮電驅動膜濃縮裝置。

　　采用2級電驅動膜裝置，滿足分級濃縮，提升回收率的要求，并減少濃水蒸發量。第1級電驅動膜裝置將溶液濃縮至質量分數5%左右，濃水部分供樹脂軟化器再生使用;第2級電驅動膜裝置將質量分數5%的溶液繼續濃縮至質量分數12%～15%進入MVR系統蒸發結晶。質量分數0.8%左右淡水回氯化鈉再濃縮反滲透系統。選用的電驅動膜為均相膜，具有抗污染性能好、截留率高、電阻小、脫鹽速度快等特點。整流器采用高頻電源開關，幾乎沒有諧波，電流效率高、功率因素高。

　　3)氯化鈉MVR蒸發結晶裝置。

　　膜濃縮得到的質量分數為12%～15%濃鹽水進蒸發結晶單元處理。從蒸發器分離出來的二次蒸汽經熱泵壓縮后，蒸汽的溫度及壓力均大幅升高，熱焓增大，之后再進入蒸發器加熱室冷凝并釋放出潛熱，受熱側的濃鹽水料液得到熱量后沸騰汽化產生二次蒸汽經分離后再次返回熱泵。如此重復上述過程，蒸發器蒸發的二次蒸汽即可源源不斷地經過熱泵壓縮，提高熱焓，返回蒸發器作為蒸發熱源，地回收二次蒸汽的熱能。除初次啟動外均無需補充新鮮蒸汽，從而實現節能的目的。此外，二次蒸汽冷卻水系統需求量也大大降低，節省大量循環冷卻水用量。原液經進料泵接入強制循環換熱器蒸發，濃縮至氯化鈉過飽和時出料，通過離心分離得到較純凈的氯化鈉晶體，所得母液回流。