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阿聯(lián)酋農(nóng)場(chǎng)凈化井水項(xiàng)目技術(shù)方案

項(xiàng)目建設(shè)背景和意義

本項(xiàng)目井水不能直接在農(nóng)場(chǎng)使用，需要進(jìn)行凈化處理，然后用于中小型農(nóng)場(chǎng)使用，主要污染物為鹽份（TDS）和懸浮物SS。

設(shè)計(jì)原則

（1）嚴(yán)格貫徹執(zhí)行國家相關(guān)政策、法規(guī)、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合國際國內(nèi)污水處理技術(shù)水平，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求，采用合理、成熟、先進(jìn)、效率高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的污水再生處理工藝，降低工程造價(jià)及處理成本。  

（2）綜合考慮原水的水質(zhì)、水量特征，選用針對(duì)性較強(qiáng)、工藝技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)安全的處理工藝，做到處理系統(tǒng)簡潔、處理效果好，出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

（3）采用低耗、高效、易操作、便管理的技術(shù)和設(shè)備，******限度地節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。

（4）長期運(yùn)行的穩(wěn)定性。在工藝選擇和工程設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮氣候、季節(jié)變化對(duì)水質(zhì)水量的影響，充分考慮水質(zhì)隨時(shí)間延長的變化，采取可靠的保證措施，使處理站能長期、穩(wěn)定運(yùn)行。

（5）合理的高程布置，緊湊的平面布局，明快的設(shè)計(jì)功能區(qū)劃。實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少對(duì)周邊環(huán)境的影響，減少占地面積，節(jié)約項(xiàng)目投資。

（6）高效的管理。對(duì)主要的工藝環(huán)節(jié)采取自動(dòng)控制和中央控制，降低管理工作量和運(yùn)行控制的復(fù)雜程度，盡可能的減少由于人為操作對(duì)系統(tǒng)造成的影響，力求管理方便、安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。避免二次污染。結(jié)合工程的實(shí)際情況，妥善進(jìn)行固廢處理。

設(shè)計(jì)范圍

（1）從管路進(jìn)入集裝箱開始到淡化水產(chǎn)出為止；

（2）工藝流程、工藝設(shè)備選型、工藝設(shè)備的結(jié)構(gòu)布置及電氣控制等設(shè)計(jì)工作。

 工藝選擇

工藝選擇依據(jù)

根據(jù)不同的進(jìn)水水質(zhì)、水量和回用的水質(zhì)、水量要求而設(shè)計(jì)，工藝的篩選主要依據(jù)以下污染因子的去除而執(zhí)行。

Ø 去除懸浮固體

懸浮固體是水中不溶解的非膠態(tài)的固體物質(zhì)，它們?cè)跅l件適宜時(shí)可以沉淀。進(jìn)水中懸浮物的濃度不僅僅只涉及到出水的SS指標(biāo)，而且對(duì)BOD₅、COD等指標(biāo)有影響，因此控制出水的SS指標(biāo)是最基本的，也是最重要的環(huán)節(jié)。

Ø 去除臭味

惡臭是大氣、水、廢棄物等物質(zhì)中的異味通過空氣介質(zhì)，作用于人的嗅覺而被感知的一種嗅覺污染。判斷惡臭對(duì)人們的影響，主要以給人們帶來不舒服感覺的影響為依據(jù)。

再生水因其使用途徑，對(duì)水質(zhì)臭味的要求尤為嚴(yán)格，含有臭味的再生水不僅影響環(huán)境，還破壞了景觀效果。

Ø 去除溶解性固體 (TDS)

溶解性固體又稱總含鹽量，代表水中溶解物雜質(zhì)的含量，一般TDS值越大，水中雜質(zhì)含量越大，從而反應(yīng)出溶液導(dǎo)電性好，電導(dǎo)率高。其與氯離子(Cl^-)有著相對(duì)穩(wěn)定的比例關(guān)系，因此平時(shí)只測(cè)[Cl^-]濃度就能反應(yīng)出TDS含量。

Ø 去除硬度和堿度

硬度（H）指水中Ca²⁺、Mg²⁺的含量，其數(shù)值大小、組成直接影響結(jié)垢程度、性質(zhì)和成份。堿度（A）指水中OH^-，HCO₃^-及CO₃^2-的含量，其數(shù)值大小對(duì)后續(xù)膜系統(tǒng)有直接影響。

Ø 去除色度

色度是反映水質(zhì)好壞的直接參數(shù)，再生水景觀水體一般具有流動(dòng)性差、自凈能力差、污染物含量高且不斷積累等特點(diǎn)，這些性質(zhì)易使水體產(chǎn)生色度積累，使水體失去觀賞功能。

電滲析法除鹽技術(shù)

電滲析法是利用電能來進(jìn)行膜分離的方法，電滲析過程就是滲析過程和電化學(xué)過程相結(jié)合的基本工程，電滲析法是在直流電場(chǎng)作用下，以電位差為推動(dòng)力，利用陰、陽離子交換膜對(duì)水溶液中陰、陽離子的選擇透過性，把電解質(zhì)從水溶液中分離出來。但由于電滲析法容易出現(xiàn)極化現(xiàn)象，使電流效率降低，pH降低，除鹽率和產(chǎn)率降低。

反滲透（RO）除鹽技術(shù)

反滲透技術(shù)是從動(dòng)植物細(xì)胞膜的滲透現(xiàn)象中得到啟發(fā)而發(fā)展起來的一門新的處理技術(shù)。反滲透膜一次除鹽率＞95%，產(chǎn)水率可達(dá)75%。

當(dāng)原水含鹽量高時(shí)，反滲透的制水成本低于離子交換技術(shù)，因此一般將反滲透膜技術(shù)與離子交換技術(shù)組合，將反滲透作為離子交換器的預(yù)處理，不僅能保證出水穩(wěn)定，延長樹脂使用壽命，而且更環(huán)保。

反滲透法處理有以下特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：

◇反滲透技術(shù)是當(dāng)今較先進(jìn)、穩(wěn)定、有效的除鹽技術(shù)；

◇與傳統(tǒng)的水處理技術(shù)相比，膜技術(shù)具有工藝簡單、操作方便、易于自動(dòng)控制、無污染、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，特別是幾種膜技術(shù)的配合使用，再輔之經(jīng)其他水處理工藝，如石英砂、活性炭吸附、脫氣、離子交換、UV殺菌等；

◇原水含鹽量較高時(shí)對(duì)運(yùn)行成本影響不大；

缺點(diǎn)：

◇預(yù)處理要求較高、初期投資較大

連續(xù)電除鹽（EDI）技術(shù)

所謂的EDI技術(shù)是將電滲析技術(shù)和離子交換技術(shù)融為一體，通過陽、陰離子的選擇透過作用以級(jí)離子交換樹脂對(duì)水中離子的交換作用，在電場(chǎng)的作用下實(shí)現(xiàn)水中離子的定向遷移，從而達(dá)到水的深度凈化除鹽，并通過水電解產(chǎn)生的氫離子和氫氧根離子對(duì)裝填樹脂進(jìn)行連續(xù)再生，因此EDI制水過程不需酸、堿再生即可連續(xù)制取高品質(zhì)超純水。該技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便的優(yōu)點(diǎn)，是水處理技術(shù)的綠色革命。

除鹽處理工藝比較

結(jié)合以上各處理工藝特點(diǎn)，考慮到實(shí)際操作和經(jīng)濟(jì)效益，接下來主要對(duì)反滲透和離子交換以及EDI技術(shù)做個(gè)簡單比較。

Ø 反滲透與其它水處理方法相比具有無相態(tài)變化、常溫操作、設(shè)備簡單、效益高、占地少、操作方便、能量消耗少、適應(yīng)范圍廣、自動(dòng)化程度高和出水質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。反滲透法脫鹽率及產(chǎn)水純凈程度都比電滲析法高,出水水質(zhì)優(yōu)于我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。有資料表明,反滲透法淡化苦咸水的能耗---電耗、水耗均低于電滲析法,而且反滲透法設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、運(yùn)行效果穩(wěn)定可靠、符合“清潔生產(chǎn)”要求。系統(tǒng)的脫鹽率達(dá)96 %以上,淡化水水質(zhì)達(dá)到國家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。反滲透裝置高度集成化,可望成為定型的成套設(shè)備。其缺點(diǎn)是需要高壓設(shè)備，原水利用率只有75-80%，膜要定期清洗。反滲透法制取除鹽水是一個(gè)物理過程，所以比離子交換法環(huán)保。同時(shí)處理過程簡單，易操作，自動(dòng)程度化高，系統(tǒng)便于管理和維護(hù)。

反滲透的預(yù)處理要求比離子交換法嚴(yán)格，主要目的是解決如下問題：

（1）防止反滲透膜面結(jié)垢（包括CaCO₃、CaSO₄、SiO₂、鐵、鋁等在膜面沉積）；

（2）防止膠體物質(zhì)及懸浮固體微粒污堵；

（3）防止有機(jī)物的污堵；

（4）防止氧化性物質(zhì)對(duì)膜的氧化破壞；

（5）保證進(jìn)水水溫，保持反滲透裝置產(chǎn)水量穩(wěn)定。

在反滲透裝置前配置保安過濾器，以防止顆粒進(jìn)入高壓泵及RO膜組件，損傷高壓泵部件和劃傷反滲透膜表面.保安過濾器濾芯采用外層精度為10μm，內(nèi)層精度為3-5μm；這樣不僅提高了過濾精度，還提高了濾芯使用壽命。也可采用超濾（UF）作為預(yù)處理 

Ø 多年來，離子交換水處理技術(shù)一直被認(rèn)為是穩(wěn)定可靠的高純水生產(chǎn)技術(shù)，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)領(lǐng)域，如電廠鍋爐補(bǔ)給水等。離子交換工藝過程比較煩瑣，陽床、陰床和混床再生時(shí)要多次倒換閥門，而且一般每天或間隔一天就需再生，所以操作難度大，隨著自動(dòng)化程度提高各控制點(diǎn)可通過PLC位機(jī)操作，有效解決了操作繁瑣的難題。但其酸堿耗量大，再生廢水多，另外由于樹脂對(duì)非極性的大分子沒有去除能力，所以制水過程中可能會(huì)出現(xiàn)細(xì)菌殖生。當(dāng)原水含鹽量高時(shí)，反滲透的制水成本低于離子交換技術(shù)，因此一般將反滲透膜技術(shù)與離子交換技術(shù)組合。

Ø 全膜法除鹽工藝即“超濾(UF)+反滲透（RO）+連續(xù)電除鹽（EDI）”，該工藝用超濾（UF）替代傳統(tǒng)的多介質(zhì)過濾器，用RO膜系統(tǒng)作為主要除鹽裝置，用EDI技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)混床精除鹽裝置。該工藝與傳統(tǒng)除鹽工藝相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：1）連續(xù)運(yùn)行產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定品質(zhì)更佳；2）運(yùn)行成本低；3）占地面積小；4）操作維護(hù)簡單，無需接觸酸堿；5）使用安全及環(huán)境良好；

缺點(diǎn)：1）前期投資量大；2）系統(tǒng)維護(hù)工作量小，但要求高；

綜上所述，選擇反滲透工藝作為一級(jí)除鹽處理。