膜化学反应器技术在液体零排放中的应用膜化学反应器技术在液体零排放中的应用

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中环膜自主研发的MCR 膜化学反应器新型污水处理和水资源化技术，是膜+化学法集成技术， 将高效膜分离技术与化学反应相结合，利用反应器内高化学污泥浓度，强化各种胶体、悬浮物、溶解性物质架桥及共反应的作用， 从而达到对硬度、浊度、溶解性硅的高效去除。该技术可配合膜浓缩、蒸发结晶等工艺， 实现浓盐水的减量及近“零排放”，为液体零排放和浓盐水再利用提供了全新的技术路线和解决方案。
MCR膜化学反应器膜材、膜组器设计和系统开发
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膜材料结构
反应器组件研发
反应器开发与优化
MCR膜化学反应器设计与优化
产水箱 进水箱
浸没外压式过滤 无机泥浓缩强化反应 高价阳离子阴离子去除 维持反应器中浓度 定期反洗和排泥 根据用途选择膜类型
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ MCR膜化学反应器系统集成
MCR工艺
对原水基本 无要求
产水水质
产水可直接作为RO进水，但 是由于本工艺对于硬度、 COD、尤其是胶体SiO2的去 除率并不高，因此后段的RO 回收率不高，且容易造成后 续膜系统的污堵。
产水水质好，总硬可达到 30mg/L以下，对全硅的去 除率可达90%以上，产水硅 可达到10mg/L以下，可直 接进入RO系统进行深度处理 ；后续膜系统不易污堵，且 回收率高。
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浓盐水减量化和液体零排放发展历程
浓盐水减量和资源化的发展历程
目标
达标排放
提标和减量
“液体零排放”
循环利用、资源化
“十五”
“十一五”
“十二五”
“十三五”
浓盐水减量化要解决的问题：
① 水质复杂，水源波动 ：无机难溶盐结垢（Ba2+、SiO2、NH4+…）、有机物污染（难降解、）药剂污染 （统筹规划）高腐蚀、 ② 副产物和最终产物的要求和处置 ③ 无成熟经验和标准可寻 ④ 老厂统筹规划难 ⑤ 对运行提出更高要求（代“O”的模式） 、高风险 ⑥ 投资、运行、能耗高
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MCR膜化学反应器预反应与过程控制
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预反应： 离子组成和形态 反应时间和形式 专有药剂开发和类别 ……
MCR
过程控制： 过滤通量及反洗周期 EFM形式及CIP及气洗效率 反应器浓度控制 排泥时间和浓度 ……..
MCR膜化学反应器用于液体零排放
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MCR膜化学反应器优势特点
① 对水源有选择性 ② 不适合较高硬度 ③ 溶硅去除效果差 ④ 有再生废水处置 ⑤ 高pH运行，减小膜寿命 ⑥ 运行操作复杂
① 不适合高硬度水源 ② 需要配合成套工艺 ③ 成本较高 ④ 膜选择是关键
膜化学反应器技术
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MCR膜化学反应器概念
MCR（Membrane Chemical Reactor）膜化学反应器是综合材料科学、化工化工、分离科学的高新技术。 利用膜的特殊性能，进行反应控制、反应耦合、反应强化、反应分离集成，可用于液体、气体的分离, 具有独特的效果。 可实现反应分离、介孔反应、混合反应、催化分离、定向合成、仿生合成等过程。
膜化学反应器技术在液体零排放中的应用
水/资/源/化/全/膜/法/综/合/服/务/商
Integrated Membrane Solution Provider for Water Environment
浓盐水减量化和液体零排放市场需求
浓盐水的主要来源 ：工业脱盐水站浓水/回用水站浓水/循环冷却排污水/其他生产废水
应用领域
浓盐水 近“零排放”
预处理
电厂脱硫 废水预处理
气化 废水硬度去除
超细 悬浮物去除
重金属 废水处理
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中水 回用
MCR膜化学反应器优势特点
产水水质
高效节能
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MCR高效节能
PK
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对比项目
对原水 要求
高密度沉淀 池+多介质过 滤器+超滤工
艺
对水源有选 择性，不适 合较高硬度 的原水，硬 度不超过 500mg/L
构筑物较多 ，占地面积 大。
工艺流程短，运 行操作较简单， 自动化程度高。
占地面积小 ，节省占地 30%，非常 适合提标改 造项目。
投资运行 费用
投资成本 中等、运 行成本 高。
投资成本 中等；运 行费用降 低30%。
MCR在海水淡化短流程中的应用
全球首家将MCR膜化学反应器应用到海水淡化短流程工艺 MCR系统替代传统混凝沉淀+过滤+超滤，节省占地30% 无论在投资还是能耗方面均占有较大优势
优势特点
更宽松的进水条件：对原水要求宽松；适合高浊、高硬、高TDS、高COD废水 更好的产水水质：膜孔径0.2μm，产水浊度≤0.5NTU；产水总硬度（以CaCO3计）≤10mg/L，产水全硅≤5mg/L。 更高的集成度：可替代传统混凝沉淀+过滤+UF单元。 更高效节能：浸没式外压过滤，无需大流量回流，能耗降低90%。 更高可操作性：自动化程度高，膜更换简单，清洗维护便捷。 膜材料更优：MCR膜采用PTFE材质，具有更强的机械性能、化学稳定性、热稳定性、运行稳定，使用寿命更长。
过滤
① 对水源有选择性 (产水会残留钙镁) ② 溶解硅去除效果差 ③ 沉降效果较差，产泥量大 ④ 占地较大 ⑤ 不太适合单独做高回收率RO系统预处理
“树脂” 工艺
电化学法
① 钙镁去除率不高 (产水会残留钙镁) ② 溶解硅去除效果差 ③ 操作安全性要控制 ④ 不太适合单独做高回收率RO系统预处理
纳滤膜技术
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海水
网格栅
预处理工艺 投资/吨水 能耗/单位对比 运行费用/吨水 系统产水率
深度处理 回收率
75%左右
环境友好性
石灰用量较大，污泥沉降 效果较差，产泥量大，容 易造成沉淀池斜管及管道 堵塞，排渣困难，泥渣的 处理与处置等一系列问题 ，并且劳动强度大，处理 单元多，现场工作环境 差。
90%
排泥较少，排泥含水量低 ，易于处理。
操作友好性
占地面积
工艺流程长，机 械设备多，运行 能耗大，运行管 理复杂，施工难 度大。清洗、维 护困难，投资总 体较高。
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浓盐水减量化和液体零排放代表工艺
浓盐水减量化和资源化
浓盐水处理代表工艺
丨进水流量：100t/h 丨进水TDS质量分数：1%
丨蒸发器进水规模6.5t/h 减量化93.5% 丨蒸发器进水含盐量15%~18%
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浓盐水减量化和液体零排放预处理技术现状
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石灰法 +