浓盐水处理工艺比选

管式微滤膜的运行参数
管式微滤膜的过滤是基于压力和速度来达到固液分离的 运行参数 • • • • • • 温度 进水压力 进水率 出水率 pH 过滤 一般室温, 最高限度在华氏110 (摄氏 43) 50 psi (3.5 bar), 最高压力是 60 psi 每根膜芯 = 8m3/h (35gpm) 每根膜芯 = 0.10m3/h 7.0 – 12.5 （膜系统运行pH） 20% 滤液，80% 浓液回流
• （1）MVR工艺 • MVR是蒸汽机械再压缩技术（Mechanical vapor recompression ）的 简称。MVR是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对 外界能源的需求的一项节能技术。早在60年代，德国和法国已成功的 将该技术用于化工、食品、造纸、医药、海水淡化及污水处理等领域 。 • MVR蒸发器其工作过程是将低温位的蒸汽经压缩机压缩，温度、压 力提高，热焓增加，然后进入换热器冷凝，以充分利用蒸汽的潜热。 除开车启动外，整个蒸发过程中无需生蒸汽，从蒸发器出来的二次蒸 汽，经压缩机压缩，压力、温度升高，热焓增加，然后送到蒸发器的 加热室当作加热蒸汽使用，使料液维持沸腾状态，而加热蒸汽本身则 冷凝成水。这样，原来要废弃的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潜 热，又提高了热效率。
特点：
1）采用电能代替蒸汽作为蒸发热源，不需要生蒸 汽，相比以蒸汽作为热源其运行费用更低，是一种 高新节能蒸发技术； • 2）蒸发产生的二次蒸汽被压缩，而且被充分利用 ，蒸汽在系统内几乎无损失； • 3）采用蒸汽压缩机产生蒸汽不需要用冷却水冷凝 ，没有循环冷却水的消耗。
（2）多效蒸发工艺
多效蒸发（Multiple effect distillation）是将几个 蒸发器串联运行的蒸发操作，使蒸汽热能得到多次 利用，从而提高热能的利用率。以三效蒸发器操作 为例，第一个蒸发器(称为第一效)以生蒸汽作为加 热蒸汽，其余两个(称为第二效、第三效)均以其前 一效的二次蒸汽作为加热蒸汽，从而可大幅度减少 生蒸汽的用量。每一效的二次蒸汽温度总是低于其 加热蒸汽，故多效蒸发时各效的操作压力及溶液沸 腾温度沿蒸汽流动方向依次降低。
管式微滤膜独特的优异性能
• 高通量 一般运行通量可以达到 600-800lmh
• 可处理高固体含量的废水 固体物含量可以达到5% (重量比) • 优异的耐化学性能 pH 1-14 • 可反洗 独一无二的“镶嵌式”锚型结构膜 允许反洗 • 设备集成简单 膜系统集成简单，降低总体投资成本
管式微滤膜TMF技术优势
管式微滤（TMF）设备示意图
PVC管道 反洗柱 膜组件 碳钢喷塑滑架
浓缩水箱 清洗箱
给水泵
清洗泵
管式微滤膜工作原理
• 管式微滤膜的工作原理是错流过滤与 固液分离。将废水中污染物絮凝转化 成沉淀过滤去除，管式微滤膜技术具 有自动化程度高，产水水质优异、稳 定，占地面积小等独特优势，是众多 工厂处理废水的最佳选择。
• 特点：
• 1）使用生蒸汽加热， • 需要蒸汽管网； • • • • 2）前一效蒸发器内蒸 发时所产生的二次蒸 汽用作后一效蒸发器 的加热蒸汽，节省蒸汽使用量。
• 3）设备占地面积较MVR工艺大。
MVR蒸发器与四效蒸发器性能对照表
• 因为需要处理的浓盐水TDS含量高，并且含硅、有机污染 物，为保证系统在高回收率的条件下稳定运行，反渗透装 置设计上采用如下措施：反渗透装置采用两段式设计，第 一段采用宽通道的抗污染海水淡化膜，能够有效降低有机 物对膜污染的趋势，第二段采用低能耗海水淡化膜，保证 产水水质并且降低了运行压力，从而有效减缓膜污染的趋 势。因此，脱盐处理工段采用两段式反渗透，回收率70% 。使用能量回收装置对反渗透高压浓水进行能量回收，可 以有效回收能量60%以上，从而减小反渗透装置的电耗， 节能，环保。
火电厂浓盐水处理工艺比选
化学所
工艺总体思路
根据行业水质特点，一个完善的浓盐水处理装置
一般包括预处理、脱盐处理工艺和蒸发处理工艺三个 单元。
除硬+脱盐处理工艺比选
• （1）高密池+超滤+反渗透工艺
• 该工艺以石灰软化作为预处理，将浓盐水除硬后再进入反 渗透系统，可以有效降低反渗透膜的污堵风险，延长膜元 件的使用寿命。 • 石灰软化原理：石灰软化是最常用的一种药剂软化方法， 根据溶度积原理，通过投加氢氧化钙使水中的碳酸盐硬度 （暂时硬度）形成难溶性化合物而被去除。非碳酸盐硬度 （永久硬度）可以通过加入碳酸钠（纯碱）得到进一步地 降低。石灰－纯碱软化法去除硬度的同时，也可以去除一 部分钡、锶等金属离子以及有机物。
无需
正向清洗，酸液，次氯酸 钠（3% - 12% 浓度）5 - 7来自年以上2 – 3年 （？）
微滤和超滤的性能比较
不同的性能 微滤膜
PVDF + PE PVDF + PVDF
800 LMH (l/m2/hr)
超滤膜
PVDF + Fiber PVDF, PES, PS, PA
50 – 100 LMH (?)
微滤和超滤的区别
基本区别 过滤孔径 膜元件型 废水水质 预处理 前道过滤工序 清洗 使用寿命（工业废
水）
微滤膜
0.07 – 1.2 微米 管式
超滤膜
0.002 – 0.1微米
管式，板式，卷式，中空 纤维等等
固/液分离，重金属，悬浮 液/液分离，高COD，溶剂 颗粒，低COD，无机杂质等 ，溶解性有机物，油脂类等 等 等 废水分流，pH调节，化学 分解处理 进微滤 pH调节，物化处理，混凝 沉降 进超滤 砂滤，碳滤，筒滤，袋滤 多介质过滤，盘式过滤等 反冲洗，柠檬酸液，次氯 酸钠（0.2% 浓度）
膜材质
膜表面积 膜的抗污能力 清洗频率 清洗后通量恢复
抗腐蚀，抗污垢，耐酸 抗污染，抗氧化，耐酸 碱抗氧化，能承受漂白剂 碱 和氧化剂的浸泡 设计为一个周清洗一次 有实际运行信息为一天 ，有实际操作为两周，两 清洗一次，也有为6 – 8 个月清洗一次的例子 小时清洗一次的例子
药剂清洗(或浸泡)之 后通量可以恢复到 100%
• （2）微滤除硬+反渗透工艺 • 通过在混凝阶段投加液碱提高废水的pH值，使含盐废水中的难 溶盐离子，如：Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、HCO3-、CO32-、 SO42-、F-等结晶并析出。 • 在二级混凝阶段加入镁剂，通过Mg2+与SiO32-形成的硅酸镁胶 体，在絮凝剂和其他絮体吸附的共同作用下形成难容物。 • 经过混凝步骤并析出结晶的废水进入专用微滤系统后，全部结 晶均被截留，并形成无机污泥通过排渣排出系统，干燥后可以 填埋处理。通过专用微滤系统的废水已经不含有难溶盐离子， 其组分主要由Na+、K+、Cl-和SO42-构成。
工艺特点
1）混凝装置采用液碱投加，相比于石灰投加，产生污泥量小，成垢离子沉淀 反应完全。 • 2）两级混凝阶段通过加入镁剂，可将废水中的总硅形成难溶物析出，并经过 后续微滤膜过滤充分脱除。
• 3）微滤膜具有极佳的不粘性和非常小的摩擦系数，抗污堵，易清洗，对废水 的絮凝物、胶体、微生物，产水浊度、悬浮物、硬度等，其承受力和处理效 果高于常规工艺的澄清池和过滤单元。
• 综上所述，在浓盐水处理工艺中，高密池+超滤+ 反渗透工艺在我国应用较早，技术比较成熟，所 需投资费用和运行费用较低，适合深度处理的预 处理工艺。而微滤除硬技术流程简短、控制简单 ，运行费用相对较低，出水水质能达到理想要求 ，并能满足要求的产水水量，是浓盐水处理中理 想的处理工艺。
蒸发工艺比选
• 管式微滤工艺可一次性取代沉淀池、砂滤、炭滤和超滤等多道前处 理及过滤设备，可直接作为RO系统的前处理。 • 管式微滤工艺可进行高效固液分离（只要将反渗透浓水中的结垢和 污染物质变成固体沉淀，就可以由微滤膜彻底分离）。
• 无需投加絮凝剂、PAM，无需考虑矾花沉降效率。
• 无需大流量水反冲洗，自用水率很低。 • 膜的材质坚硬，耐高强度化学药剂清洗，可使用寿命达5-8年。
• 4）反渗透系统可以在更高的回收率条件下运行，降低了反渗透系统污染风险 和化学清洗的频率； • 5）如果浓盐水需要进行“零排放”处理，则通过本发明工艺减量化后的浓水 ，体积减小至膜浓缩工艺所能达到的理论最小值，蒸发结晶设备的规模大幅 缩小，在经济性指标最优化的前提下，实现浓盐水“零排放”。
高密池+超滤+反渗透工艺与微滤除硬+反渗透工艺性能对照表
药剂清洗之后通量不 一定能达到100% 的恢 复
微滤与反渗透的联用
微滤膜系统的出水可以直接进入反渗透系统。 目前微滤 + 反渗透联用的最高废水回用率是75% (有实例)。 微滤的出水符合反渗透进水的条件：
• SDI – 微滤膜系统的出水SDI < 2
• COD – 以化学处理的方式去除大部分不溶于水的COD • 金属 – 预处理之后的浓液经微滤系统可以去除金属污染物 • 电导率 – 以前道处理来降低电导率 2005年在中国建立的第一套DF微滤 + RO系统运行情况良好 （24小时，7天）。DF和RO膜至今（2009年）还没有更换过。
工艺特点：
• 1）该工艺为传统工艺，成熟可靠、运行稳定，已经积累了大量 成功运行经验； • 2）进入反渗透系统前已经将大多数的硬度等易结垢离子去除 ，降低了反渗透膜表面结垢的风险，但反渗透系统的回收率仍 然受到结垢限制无法达到很高水平； • 3）投加石灰可以去除一部分COD，碱性条件下对微生物起到 一定的抑制作用，但反渗透系统运行仍然受到有机物污染的影 响，压差会缓慢升高，需要维持较频繁的化学清洗频率，降低 了膜使用寿命。 • 4）石灰软化往往与混凝、沉淀或澄清等过程同时进行，需配 套设置澄清池和过滤设备，效率低，占地面积大； • 5）石灰投加量大，石灰软化反应过程中产生大量无机泥渣， 需配套设置规模较大的污泥处理设备。