迴圈水處理回用專案
方案書(200m3/h)
2009-10-16
廠內現有部分迴圈水排汙水。
為了節約用水，減少排放，實現水資源再利用，公司擬對廠內的上述各系統迴圈水排汙水進行處理後回用於廠內迴圈水系統作為補水，代替新鮮水的使用。設計處理水量為200m3/h。
1.水質情況
1.1水質指標
注 ：混合汙水水質即為經計算後原水水質指標。
1.2水質分析
由以上資料表可以看出，將幾股迴圈水排汙水及濃水混合後，其水質的主要問題是電導率、總硬度、總鹼度較高，需要進行降低去除處理。
而對於水中含鹽量的降低去除則必然涉及到膜法除鹽技術，而膜脫鹽裝置對於進水水質有一定的要求標準，從上述水質表分析，其水質總硬度、總鹼度等指標較高，均超過膜脫鹽裝置的進水要求，原水的結垢性較強，易在膜過濾過程中形成垢類物質沉積在膜表面，影響膜的正常執行。所以必需對原水進行預處理，降低水質的總硬度、總鹼度等指標，使處理出水達到膜脫鹽裝置的進水要求，才能進入脫鹽裝置進行脫鹽處理。
本方案設計工藝分為兩部分，一部分是預處理，一部分是脫鹽處理。預處理主要用於降低水中的總硬度、總鹼度等，脫鹽處理主要用於降低水中的含鹽量。
2．設計水量
設計處理水量為：200m3/h。
1．技術工藝確定
1.1 技術工藝確定
根據汙水水質分析，處理工藝確定為「預處理+脫鹽」。其中預處理工藝需要降低水中總硬度、總鹼度等，使出水水質滿足膜脫鹽裝置的進水要求。對於水中的上述指標，均可通過「三法淨水」處理技術進行有效降低去除，同時還可以進一步去除汙水中的濁度、懸浮物等顆粒雜質。
由於處理出水作為迴圈水系統的補水，對於水質的含鹽量要求並不高（新鮮水補水電導450-500us/cm），而且隨著回用裝置的投運，迴圈水系統的含鹽量逐漸降低，水質將逐漸改善，所以選擇適度脫鹽裝置進行脫鹽處理，即jr-edr電滲析脫鹽裝置。同時，jr-edr電滲析脫鹽裝置具有執行成本低、膜抗汙染性較強的特點，更適宜應用於汙水回用處理。
設計技術工藝為：「三法淨水」一體化裝置＋jr-edr電滲析脫鹽裝置。
1.2工藝流程框圖
2．技術工藝說明
2.1 工藝流程說明
設進水調節池一座，各股原水進入調節池均質混合，再由進水增壓幫浦增壓進入 「三法淨水」一體化裝置，裝置為鋼結構一體化形式，分為電絮凝反應池、斜板沉澱池和多介質過濾池三個部分。在電絮凝反應池內放置電極板加電，在電場作用下，產生高活性吸附基團，吸附水中的膠體顆粒、懸浮物、非溶解性有機物（cod）、重金屬離子、sio2膠體等雜質，形成較大的絮凝體結構從水中析出。在整個處理過程中始終存在電場作用、絮凝作用、吸附架橋作用和網捕卷掃作用等。
同時，利用調節反應池的ph值，使水中的鈣鎂離子以不溶態化合物析出，再被電解析出的高效吸附基團吸附，形成較大絮體團，從而去除水中的硬度。
經反應池處理後水進入一體化裝置的沉澱池中，沉澱池利用淺層沉澱原理設計採用高效斜板沉澱池的形式，反應形成的絮凝體經沉澱池的沉澱，大部分沉澱下來，剩餘的少量細小絮體進入高效過濾池中。高效濾池中經多介質濾料過濾（石英砂、無煙煤）濾除水中剩餘細小絮體、懸浮物、泥沙、鐵鏽、大顆粒物等機械雜質，以保證出水的濁度。過濾池執行一段時間即需要反沖洗，為了提高水的**利用率，反沖洗用水為二級電滲析脫鹽裝置產生的濃鹽水池水，反沖洗排放水直接排入廠內汙水管線。
因反應、沉澱和過濾採用了公司的專利技術「三法淨水」技術，與傳統的混凝過濾技術有很大的不同，它不僅能去除水中的濁度、懸浮物，而且能去除大部分硬度、鹼度、膠體、重金屬離子、cod等，從而為後續的jr-edr脫鹽裝置提供較好的進水條件。
在「三法淨水」一體化裝置正下方設一汙泥池，反應池和沉澱池下設排泥鬥，定時排放泥斗內汙水至汙泥池，在汙泥池內沉降後上清液排入廠內汙水管線，下部汙泥乾化後定期人工清理（約2—3個月一次）外運填埋。
經「三法淨水」處理後的出水進入濾後水池，經殺菌消毒後，增壓進入保安過濾器過濾（5μm），以防止顆粒物質對電滲析裝置膜片的影響。保安過濾器出水即進入jr－edr電滲析脫鹽裝置進行脫鹽。脫鹽裝置設計為兩級，其中一級脫鹽裝置的淡水進入成品水池，濃水進入二級脫鹽裝置；二級脫鹽裝置產生的淡水進入成品水池，其濃水排入二級濃水池，用於一體化過濾池反沖洗用水，剩餘濃水達標排放。
成品水池水經幫浦增壓回用於廠內迴圈水系統。
系統內各控制點由plc(可程式設計控制器)控制，以實現整個系統的全自動執行。plc根據工藝程式需要控制閥門的開啟、關閉；根據液位的高低控制各幫浦的啟停；壓力和液位的高低有預警；出現故障無人處理時，plc可實現自動順序關閉所有電動閥門、幫浦、脫鹽裝置，直至切斷電源。
2.2 工藝裝置說明
2.2.1「三法淨水」一體化裝置
「三法淨水」技術原理
a．電活性絮凝法
在電絮凝反應池內放置可溶性電極板，採用金屬鐵或鋁及合金材料作為電極，通過對極板加電，使極板電解消耗析出fe3+或al3+進入水中，與水中溶解的oh-結合生成fe(oh)3或al(oh)3以及其它單核羥基配合物、多核羥基配合物和聚合物等，形成的配合物作為一種高活性的吸附基團，有著極強的吸附性，再利用吸附架橋作用和網捕卷掃作用吸附水中的膠體顆粒、懸浮物、高分子有機物等雜質共同沉降。再利用調節水質的ph值，使水中的鈣鎂離子形成不溶化合物，被電解產生的高活性吸附基團吸附去除。通過電活性絮凝作用，可以有效降低水中的總硬度、總鹼度、濁度、懸浮物、cod、膠體、重金屬離子等。
b．電氣浮氧化法
在電絮凝反應池內放置惰性電極板，通過對極板加電在電場作用下，水分子離解產生h+和oh-並發生定向遷移，在陰陽兩極分別生成h2和o2。反應產生的h2和o2是非常微小的氣泡，其直徑僅為幾微公尺～幾十微公尺，它們可以作為非常良好的載體攜帶水中的顆粒雜質、油等共同上浮至反應池表面，從而具有高效的氣浮作用。同時，在陽極板表面發生反應生成的[oh]，這種自由基狀態的[oh]有著極強的氧化作用，可以氧化分解水中部分有機物，從而能夠協同絮凝作用進一步降低水中的cod含量。
c．沉澱過濾法
電絮凝反應池電解產生的大量絮體進入斜板沉澱池進行沉澱分離，沉澱池上清液出水進入多介質過濾池，進一步濾除水中的懸浮物及膠體顆粒等雜質。
「三法淨水」一體化裝置引數
裝置材質：鋼結構
裝置處理量：200t/h
裝置尺寸：12.0m×15.5m×5.0m
裝置組成：電絮凝反應池、斜管沉澱池、多介質過濾池
裝置排汙：2次/天
裝置濾池反洗頻率：3次/天
裝置濾池反洗方式：空氣反洗5min/次，水反洗3min/次
2.2.2 jr-edr脫鹽裝置
jr-edr技術原理
在直流電場的作用下，利用離子交換膜的選擇透過性，即陽膜只允許陽離子通過阻止陰離子通過，而陰膜只允許陰離子通過阻止陽離子通過，把帶電組分和非帶電組分進行分離。陽膜和陰膜交替排列在正負兩個電極之間，相鄰的兩種膜用隔板隔開，水在隔板間流動，通過加電使水中陰陽離子在電場作用下分別向正負兩極遷移，由於離子交換膜的選擇透過性，從而在隔板層間形成濃水室和淡水室，實現了水與鹽的分離。
jr-edr脫鹽裝置特點
採用新型半導體複合材料作為電極，抗腐蝕性強，電極使用壽命長久，並且設計採用大孔徑中性半透膜，具有較強的耐氧化、耐酸鹼、抗腐蝕、抗水解的能力，不易堵塞，抗汙染性強，膜的使用壽命長久。而且由於採用了頻繁倒極的執行方式，有效解決了電滲析裝置濃差極化的問題，裝置自動化程度高，執行更加穩定可靠。jr-edr裝置具有進水水質要求寬泛、膜抗汙染性強、執行成本低（噸水耗電不足1度）、設計系統水**率高（約75%）、脫鹽效果穩定、無需阻垢劑還原劑等特點。
jr-edr脫鹽裝置引數
膜材質：聚乙烯異相複合膜
脫鹽率：設計系統脫鹽率為70％以上，出水水質達到設計要求，滿足迴圈水補水標準。
水**率：進水198m3/h，處理出水148.5m3/h ，水**率=75%。
執行成本：<0.6元/噸水
jr-edr電滲析脫鹽裝置與ro裝置比較
在汙水處理領域，由於汙水水質較差且組成成份較為複雜的特點，反滲透膜抗汙染效能較差、進水要求苛刻、執行穩定性較差、膜易損壞、投資及執行成本偏高等問題就比較明顯的凸顯出來。尤其是在進水硬度較高的水質，由於ro膜濃縮過程中，其濃水側濃縮倍數較高，非常容易達到過飽和結晶態，使垢類物質沉積析出，即使投加阻垢劑也較難穩定控制。作為迴圈水系統的用水要求，對於水質含鹽量的要求並不是非常高，只需要接近新鮮水的補水即可，反滲透技術將水中的鹽份脫除98%以得到接近於「純水」是完全沒有必要的，而且反滲透的出水略呈酸性，作為迴圈水系統的補水是具有一定的腐蝕性的，不宜直接補入迴圈水系統，同時大量脫除鹽分也使得處理噸水的執行成本公升高，經濟性較差。
所以，在汙水脫鹽處理回用迴圈水系統時，需要的是一種適度脫鹽技術和一種具有更好的抗汙染的膜材質的脫鹽裝置。
jr-edr電滲析技術恰好具有這兩種特點，在汙水處理領域，具有明顯的優勢。jr-edr電滲析技術的脫鹽率一般在70%—80%，可以滿足迴圈系統的補水要求。同時，jr-edr頻繁倒極式電滲析技術採用的離子交換膜具有更好的抗汙染效能，其對於進水水質的要求較反滲透技術寬泛，無需繁瑣的多級預處理流程，在裝置執行穩定的同時大大節省了投資。
電滲析技術在處理汙水時，其電耗較低，無需使用高壓幫浦，具有更為經濟的執行成本。
jr－edr電滲析裝置與ro裝置相比較如下表：
3．設計出水水質
三、裝置及裝置占地說明
1.主體裝置清單
200m3/h
迴圈水處理方案
夏季就要來臨，環境氣溫不斷公升高，再加上迴圈水系統的熱負荷也在不斷增加，導致蒸發量加大，系統的濃縮倍數就會逐漸的上公升。隨著水溫和濃縮倍數的增加，迴圈水的結垢趨勢就會不斷增強，因此建議迴圈水的處理方案由目前的偏重緩蝕型調整為阻垢性更好的方案。1 新的化學品方案為 2 控制指標 3 分析專案及頻率 4...
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2010 04 17 10 17 13 結垢 腐蝕 菌藻類滋生，這是迴圈冷卻水面臨的三大問題！處理迴圈水就是解決好這三個問題，當然我國迴圈水處理經過幾十年的發展，技術上已基本成型，處理解決這三個問題的方法有很多，但現在價效比最高 環保親和性最好的方法就是 投加水處理藥劑 阻垢緩蝕劑 殺菌滅藻劑 1....
迴圈水處理方案 1
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