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反渗透浓水回收利用技术的改造

文章来源:反渗透浓水减排   作者:反渗透浓水回用   发布时间:2019-12-11 08:54   浏览次数:

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  1 反渗透装置现状

  安徽晋煤中能化工股份有限公司(以下简称中能公司)现有1套300 t/h脱盐水装置,工艺采用预处理+反渗透+EDI, 反渗透为100 m3/h×3组合,系统回收率75%,单套反渗透系统产纯脱盐水量100 m3/h,浓水排放量为33~34 m3/h,整套反渗透系统浓水排放量约为102 m3/h。每套反渗透系统的浓水在浓水排放阀截流之前压力达到0.7~0.8 MPa,经过浓水排放阀截流后直接排放,在运行全过程中不仅没有利用其能量,且严重浪费水资源。为此,对反渗透系统(原水为地下水)处理后排放的浓水水质进行了分析(25 ℃,平均值,见表1),决定对反渗透系统的浓水进行部分回收,即对反渗透系统进行节能改造。

  表1 经反渗透处理后排放的浓水水质

  


  2 改造措施

  改造投资预算33万元。依据“减量化、资源化、再利用、无污染”的环保、循环经济理念,结合生产工艺要求,设计反渗透系统优化方案,原则上在不增加动力消耗的情况下进行反渗透系统浓水的部分回收。

  (1)原水经过反渗透系统4倍浓缩后,浓水的溶解性总固体(TDS)达到1 600 mg/L左右,电导率约为3 000 μS/cm。决定利用膜技术将浓水再浓缩1.0~1.5倍,从而从浓水中提取50%~60%的净水。

  (2)利用原脱盐水反渗透系统更换下的反渗透旧膜元件组成新增反渗透系统,并经过清洗、氧化技术处理,处理后的膜能在低运行压力(0.6 ~0.9 MPa)情况下保证有较高的制水能力和适中的脱盐率(85%~90%)。产水不并入原反渗透系统的产水管路,而是通过单独管路收集后输送至循环冷却水、自来水系统等对水质要求略低的用水点。

  (3)改造之后,每套反渗透系统的浓水回收设在浓水排放阀截流之前,压力达到0.7~0.8 MPa,将浓水从截流阀前直接导出,送至利用旧膜元件的新增反渗透系统,可有效地利用原有反渗透系统的余压,从而达到节能效果;原有每套反渗透系统均设置独立的反渗透浓水回收装置,浓水由浓水回收装置再次浓缩,然后回到原反渗透系统的浓水排放阀,可最大限度地利用原有管道,以减少管道改造的工作量和投资费用。

  (4)膜清洗系统与原反渗透系统并用,清洗管道需单独配置。

  改造后反渗透系统工艺流程见图1。

  3 改造后运行情况

  反渗透系统经技术改造回收浓水后,平均回收率达56%左右,平均回收可用水57 m3/h,回用水平均电导率242 μS/cm,水质优于原水水质;回用水主要用作合成氨循环水系统的补充水、蒸发冷凝器的补充水。改造后单套回收装置运行数据(2012年8月6日)见表2。

  


  图1 改造后反渗透系统工艺流程

  表2 改造后单套回收装置运行数据(2012年8月6日)

  


  4 效益分析

  该工程改造总投资为 33万元。自2012年8月系统改造后投运以来,水质稳定,出水水质参见表2。运行费用:系统操作自动化,无需增加人员;有效地利用原反渗透系统出口浓水的余压,从而达到节能的效果,未额外增加动力消耗;回收装置反渗透阻垢缓蚀剂吨水加药量2.7 g,药剂价格为34 000元/t,则反渗透系统的浓水回收装置运行成本费用为0.091元/m3。

  单套反渗透系统平均减排水量为19 m3/h,按年运行360 d、地下水费0.65元/m3、反渗透浓水回收装置运行成本费用为0.091元/m3计,3套反渗透系统每年节水492 480 m3,则每年节约水资源费275 296元,约15个月就能收回全部投资。

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