双极膜组合工艺处理反渗透浓水的工程应用

双极膜组合工艺处理反渗透浓水的工程应用

砂浆造纸行业是我国迅速发展的工业之一，在国家发展中发挥着重要作用。从原材料准备到造纸、原料处理、纸张加工，需要大量的水。这用于运输、清洁、分散材料和冷却设备。相关资料显示，全国制浆造纸工业污水占全国总污水排放量的10%～20%目前国内外学者已对制浆造纸废水的深度处理与回用技术进行了大量研究，如高级氧化本工程实例详细介绍了南通经济开发区中水回用示范工程氯化钠盐资源化利用及水资源化利用的处理工程，阐述了主要设计参数、运行效果与运行费用等，期望能给类似企业的废水回用及盐资源化提供有效的参考。1设计规模及水质江苏某造纸企业的制浆废水经过厂区污水站处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准，制浆达标尾水排入现有中水回用系统，经过气浮+臭氧活性炭+膜浓缩+蒸发结晶进行中水回用及废水零排放处理。本工程根据中水回用示范工程资源化利用的要求，采用超滤+纳滤+反渗透+电渗析+离子交换+双极膜工艺，实现氯化钠盐的资源化利用。设计规模为每天处理量为1800m项目进水为中水回用工程浓缩液，产水水质满足《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)中敞开式循环冷却水系统补充水标准，进水与产水水质水量指标见表1。项目资源化产品为膜电解产生的酸碱溶液，满足中水回用工程内部药剂使用需求。本项目酸碱溶液品质见表2。2项目设计2.1反渗透回用回用制浆尾水的膜浓缩液进入超滤系统，超滤膜组件采用中空纤维膜，去除水中的浊度，保证SDI值小于3，满足纳滤和反渗透的进水要求。超滤出水进入纳滤分盐装置，调配氯化钠盐与硫酸钠盐的比例，纳滤浓水去现有蒸发结晶装置，纳滤淡水进入反渗透、电渗析进一步浓缩后，进入双极膜电解装置，产出成品酸碱溶液，供全厂使用。反渗透和电渗析的淡水可分不同用途回用，反渗透产水达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923-2005)中敞开式循环冷却水系统补充水标准，电渗析淡水作为景观用水回用。具体工艺流程详见图1:2.2工艺设备的设计参数2.2.1超滤系统本工程设计2套超滤装置，设计处理量为1800m系统配备原水池(业主利旧)、供水泵(Q=85m2.2.2过滤分盐系统本工程设计2套纳滤装置，设计处理量为1800m系统配备纳滤原水罐(V=50m2.2.3抗渗透性浓密系统本工程设计1套反渗透装置，设计处理量为1200m系统配备反渗透原水罐(V=50m2.2.4电渗分析与浓缩系统的设计本工程设计1套电渗析装置，设计处理量为400m系统配备原水罐(V=30m2.2.5膜电离系统本工程设计4套膜电解装置，设计处理量为120m系统配备原料罐(V=5m3反渗透回收率及膜电解单元本工程项目自2020年7月试运行至今，运行稳定，运行效果如下：(1)超滤进水浊度约3NTU，产水浊度≤0.5NTU,SDI<3，满足纳滤及反渗透对进水浊度小于1NTU的要求。(2)纳滤进水硫酸根约13500mg/L，产水硫酸根约420mg/L，硫酸根的去除率达到97%，满足设计要求。(3)反渗透回收率为80%左右，进水TDS约18500mg/L，产水TDS约285mg/L，脱盐率≥98.5%。(4)树脂进水硬度约15mg/L(以碳酸钙计)，出水硬度0.0～0.2mg/L(以碳酸钙计)，满足膜电解单元的进水要求。(5)电渗析浓缩单元，电渗析浓缩后TDS达到120g/L，满足膜电解需求；淡水≤5000mg/L，优于设计值。(6)膜电解单元产出的酸浓度为7.3%，碱浓度为8%，产出的酸碱已用于全厂药剂使用。(7)综上所述，项目的产水、酸碱产品指标均优于设计要求。4反渗透产水的经济效益本工程资源化利用处理成本为：(1)本项目主要运行成本为药剂及公共能耗费、电费、膜及耗材折旧费、人工费等，经过运行统计，总处理成本为：23.33元/t;(2)本项目反渗透产水可以作为中水销售给园区内使用单位，销售价格为3元/t，产生的酸碱可以供厂区药剂使用，减少外购酸碱量，综合收入为24.5元/t。(3)可见资源化收益完全可以抵消运行成本，可以减少固体废弃物的填埋，具有良好的经济效益和环境效益。5已使用药剂外购(1)处理能力为1800m(2)膜电解产出的酸碱溶液产能及技术指标均达到使用要求，已供全厂使用，减少药剂外购量。