沧化集团18000m3/d苦咸水淡化设计方案

某化学股份有限公司为保证全国最大的PVC生产装置项目的供水及解决企业长期发展免受水资源的限制，同时为解决黄骅市部分地区常年饮用高浓度苦咸水的难题，决定开发储量丰富、可通过降雨及海水渗入自然补充的50～250m地下高浓度苦咸水。

海水苦咸水淡化装置

1方案的选取 虽然浅层地下水(井深50～250m)的供水量能满足需求，但水质恶劣，距生产工艺要求的水质相差甚远，其水质情况见表1。

表1原水水质指标
项目数值项目数值 K+、Na+3500.32Ca2+272.99 Fe3+0.26SO42-1071.18 Cl-6618.75I-0.74 NO2-0.003HPO42-0.027 暂时硬度462.45负硬度11.40 可溶SiO210.33悬浮物42.81 硫化物0.06COD1.83 Mg2+640.63Fe2O30.70 NH4+0.11Ba2+0.26 HCO3-573.76Sr2+7.19 F-1.84NO3-0.07 全硬度3317.93永久硬度2678.81 总碱度470.52TDS12402.25 注细菌总数＞100个/mL；浊度=5NTU；pH=7.51；水温=16.6℃ 从表1可见，原水含盐量为12402.25mg/L，为高浓度苦咸水，其淡化方法可采用电渗析法、反渗透法和蒸馏法。对于该水质而言，如采用电渗析方法脱盐，其耗电指标介于7.0～18.5kWh之间，比我国岛屿现有实际运行的反渗透海水淡化工程能耗还要大，故而不予采用。蒸馏法中多级闪蒸淡化技术动力消耗大、运转费用高；压汽蒸馏成熟产品的最大产量为3000m3/d，需6台并联才能达到产水要求，缺乏规模效益；低温多效蒸馏淡化方法虽适用于该项目的苦咸水淡化，但经初步计算得知针对该水质的设备投资高达19000万元，单位造水成本也达67元/m3。同样规模的反渗透淡化装置投资则在2200万元左右，单位造水成本25元/m3，远比低温多效蒸馏淡化方法便宜。

海水苦咸水淡化工艺流程图

其原因是：
①产品水的水质达到国家饮用水要求即可，不需要生产高纯水；
②多效蒸馏设备还不具备国产化条件，设备引进的价格较高；
③原料水含盐量较低，使得反渗透可在较低压力下操作，达到了节能目的。因而决定选用反渗透处理工艺。


2工艺设计 21预处理系统
根据有关方面提供的水源地水文地质详查情况，局部水源井的浊度较高，在室内放置4～24h后浊度高达40NTU。这可能是原水中存在一些不稳定离子，所处环境改变后还原成胶状物所致。因此，在原水进入淡化装置之前设置集水、澄清沉淀池，以使原水与大气充分接触，并得以澄清沉淀。由于原水中含有微生物，在预处理前加次氯酸钠(2mg/L)杀灭细菌，同时防止和抑制微生物的滋生。杀菌后的水加入絮凝剂(聚合氯化铁5mg/L)进行直流凝聚，以便后续过滤去除。过滤系统分别设置多介质过滤器和细砂过滤器两级过滤系统。参照国内、国外过滤器的运行情况，多介质过滤器的滤速选用10m/h，细砂过滤的滤速选用5m/h,控制出水污染指数SDI＜3，Fe＜0.05mg/L，CODMn＜1.5mg/L，p＝2～11，达到反渗透淡化系统要求的进料指标。预处理反冲洗水采用已经过多级过滤和防结垢处理的反渗透浓水，从而使系统自用原水量降至最低，使系统具有较高的回收率。

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