反滲透濃水回收利用技術的改造

張月梅 徐英杰

(安徽晉煤中能化工股份有限公司 安徽臨泉236400)

1 反滲透裝置現狀

安徽晉煤中能化工股份有限公司(以下簡稱中能公司)現有1套300 t/h脫鹽水裝置,工藝采用預處理+反滲透+EDI, 反滲透為100 m3/h×3組合，系統回收率75%，單套反滲透系統產純脫鹽水量100 m3/h，濃水排放量為33～34 m3/h，整套反滲透系統濃水排放量約為102 m3/h。每套反滲透系統的濃水在濃水排放閥截流之前壓力達到0.7～0.8 MPa，經過濃水排放閥截流后直接排放，在運行全過程中不僅沒有利用其能量，且嚴重浪費水資源。為此，對反滲透系統(原水為地下水)處理后排放的濃水水質進行了分析(25 ℃，平均值，見表1)，決定對反滲透系統的濃水進行部分回收，即對反滲透系統進行節能改造。

表1 經反滲透處理后排放的濃水水質

2 改造措施

改造投資預算33萬元。依據“減量化、資源化、再利用、無污染”的環保、循環經濟理念，結合生產工藝要求，設計反滲透系統優化方案，原則上在不增加動力消耗的情況下進行反滲透系統濃水的部分回收。

(1)原水經過反滲透系統4倍濃縮后，濃水的溶解性總固體(TDS)達到1 600 mg/L左右，電導率約為3 000 μS/cm。決定利用膜技術將濃水再濃縮1.0～1.5倍，從而從濃水中提取50%～60%的凈水。

(2)利用原脫鹽水反滲透系統更換下的反滲透舊膜元件組成新增反滲透系統,并經過清洗、氧化技術處理,處理后的膜能在低運行壓力(0.6 ～0.9 MPa)情況下保證有較高的制水能力和適中的脫鹽率(85%～90%)。產水不并入原反滲透系統的產水管路，而是通過單獨管路收集后輸送至循環冷卻水、自來水系統等對水質要求略低的用水點。

(3)改造之后，每套反滲透系統的濃水回收設在濃水排放閥截流之前，壓力達到0.7～0.8 MPa，將濃水從截流閥前直接導出，送至利用舊膜元件的新增反滲透系統，可有效地利用原有反滲透系統的余壓，從而達到節能效果；原有每套反滲透系統均設置獨立的反滲透濃水回收裝置，濃水由濃水回收裝置再次濃縮，然后回到原反滲透系統的濃水排放閥，可最大限度地利用原有管道，以減少管道改造的工作量和投資費用。

(4)膜清洗系統與原反滲透系統并用，清洗管道需單獨配置。

改造后反滲透系統工藝流程見圖1。

3 改造后運行情況

反滲透系統經技術改造回收濃水后，平均回收率達56%左右，平均回收可用水57 m3/h，回用水平均電導率242 μS/cm，水質優于原水水質；回用水主要用作合成氨循環水系統的補充水、蒸發冷凝器的補充水。改造后單套回收裝置運行數據(2012年8月6日)見表2。

圖1 改造后反滲透系統工藝流程

表2 改造后單套回收裝置運行數據(2012年8月6日)

時間流量/(m3·h-1)進水產水濃水系統電導率/(μS·cm-1)產水原水進水溫度/℃系統回收率/%系統脫鹽率/%2012-08-06 T 08:0034.319.015.32247143 098 25.655.39 92.77 2012-08-06 T 10:0033.519.014.52377203 10025.656.72 92.35 2012-08-06 T 12:0032.318.014.32507333 00825.755.73 91.69 2012-08-06 T 14:0032.718.514.22537322 99725.656.57 91.56 2012-08-06 T 16:0032.818.514.32497322 89926.656.40 91.41 2012-08-06 T 18:0033.419.014.42497383 21026.656.89 92.24 2012-08-06 T 20:0034.319.514.82487343 11825.556.85 92.05 2012-08-06 T 22:0033.719.014.72447243 20226.256.38 92.38 2012-08-06 T 24:0034.919.515.42317243 24125.555.87 92.87 2012-08-07 T 02:0034.219.514.72417233 18125.657.02 92.42 2012-08-07 T 04:0034.219.514.72387203 19825.657.02 92.56 2012-08-07 T 06:0034.219.514.72367353 22525.657.02 92.68 2012-08-07 T 08:0034.219.514.72467403 20125.557.02 92.31

4 效益分析

該工程改造總投資為 33萬元。自2012年8月系統改造后投運以來，水質穩定，出水水質參見表2。運行費用：系統操作自動化，無需增加人員；有效地利用原反滲透系統出口濃水的余壓，從而達到節能的效果，未額外增加動力消耗；回收裝置反滲透阻垢緩蝕劑噸水加藥量2.7 g，藥劑價格為34 000元/t，則反滲透系統的濃水回收裝置運行成本費用為0.091元/m3。

單套反滲透系統平均減排水量為19 m3/h，按年運行360 d、地下水費0.65元/m3、反滲透濃水回收裝置運行成本費用為0.091元/m3計，3套反滲透系統每年節水492 480 m3,則每年節約水資源費275 296元，約15個月就能收回全部投資。

(收到修改稿日期 2013-10-19)

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