WTM高含盐反渗透浓水DTRO“零排放”预浓缩方案.pdf

杭 州 沃 腾 膜 工 程 有 限 公 司 Hangzhou Watech Membrane Engineering CO,.LTD 一级RO膜反渗透淡液箱TK-102母液箱TK-10112.5T/H1.3%NaCl废水10.69T/H0.08%NaCl二级DTRO膜浓液箱TK-1041.95T/H0.3%NaCl3.76T/H4.25%NaCl1.81T/H8.5%NaCl废水中盐含量以NaCl表示中间箱TK-103WTM-8040G-20 一级RO膜设备 WTM-DT210D-20 二级DTRO膜设备 用于12.5m/H含盐废水浓缩 一一、装置能力装置能力 采用一套高压力反渗透膜装置，其处理能力为12.5m/h，单套膜装置性能见下表：参数名称参数名称 指标值 单位/注释 最小值 设计值设计值 最大值 pH 4.5 6 6.5 短时清洗可到 11 温度 4 25 45 进水流量 15 12.5 55 m/h 产水流量 /37.5 41.25 m/h 一级最高运行压力 15 35 40 Bar 二级最高运行压力 15 70 70 Bar 进水含盐量 100 13000 13000 ppm 以氯化钠计算 浓水含盐量/85000 85000 ppm 以氯化钠计算 透过液含盐量/800 800 ppm 以氯化钠计算 该装置效率高 将将 NaCl 从从 13000ppm 浓缩到浓缩到 8500ppm，透过液小于，透过液小于 800ppm 由于没有具体水质数据，现在按照常规方案设计，没有考虑浓缩过程中会形成以下可能对膜元件的不可逆损坏：1、无机盐结垢无机盐结垢 钙、镁、硅、钡等离子结垢形成的膜污堵；2、有机物污染有机物污染 3 3、氧化性物质氧化性物质 4 4、油性物质油性物质等造成的膜污染。等造成的膜污染。杭 州 沃 腾 膜 工 程 有 限 公 司 Hangzhou Watech Membrane Engineering CO,.LTD 1.1 1.1 装置操作弹性装置操作弹性 本装置操作弹性为30%110%。1.2 1.2 日操作时间日操作时间 本装置设计日操作时间为20小时（连续操作）+清洗4小时。1.3 1.3 设备功率设备功率 本装置使用380V 三相 50Hz交流电源，工程总装机功率约为6464KW。二二、膜处理单元膜处理单元 2.1 2.1 膜工作原理及膜组件介绍膜工作原理及膜组件介绍 2.1.1 膜的特性 膜可以分为反渗透膜，纳滤膜，超滤膜，微滤膜等，膜的类型与截流率的比较见下表：不同类型的膜截流率比较不同类型的膜截流率比较 物质类型 反渗透膜 宽松纳滤膜 纳滤膜 超滤膜 氯化钠 99%70-95%0-50（注）0%氯化钠 99%80-95%99%0%氯化钙 99%80-95%0-60%0%硫酸镁 99%95-98%99%0%硫酸 98%80-90%0%0%盐酸 90%70-85%0%0%2.1.2 2.1.2 膜的工作原理膜的工作原理 膜是一种特殊的分离品种，而我们使用的膜又是一种特制的分离膜，膜表面带有一定的电荷。其原理是在高于溶液渗透压的压力下，对产品有很高的截留率，而对水分子等小分子没有截留率，从而起到浓缩的目的。膜材料为带有芳香结构的酰胺类材料，可以允许较高的操作压力。杭 州 沃 腾 膜 工 程 有 限 公 司 Hangzhou Watech Membrane Engineering CO,.LTD 图1 膜分离原理 2 2.1.3.1.3 膜组件介绍膜组件介绍 本装置使用的膜组件为卷式膜，其结构示意图如下：图表 2膜组件横截面示意图 杭 州 沃 腾 膜 工 程 有 限 公 司 Hangzhou Watech Membrane Engineering CO,.LTD 图表 3膜组件结构示意图 2.1.42.1.4 碟管式反渗透碟管式反渗透(DTRO)(DTRO)技术简介技术简介 1982 年，碟管式反渗透（disc tube reverse osmosis，DTRO）开发成功，成为渗滤液处理中最成功的膜组件类型。DT 膜技术即碟管式膜技术碟管式膜技术，分为 DTRO（碟管式反渗透）（碟管式反渗透）；DTNF（碟管式纳滤）（碟管式纳滤）两大类，是一种独特的膜分离设备。碟管式膜组件采用开放式流道，DT 组件两导流盘直接距离为 4mm，盘片表面有一定方式排列的凸点。这种特殊的力学设计使处理液在压力作用下流经滤膜表面遇凸点碰撞时形成湍流，增加透过速率和自清洗功能，从而有效的避免了膜堵塞膜堵塞和浓差极化浓差极化现象，成功的延长了膜延长了膜片的使用寿命片的使用寿命；清洗时也容易将膜片上的积垢洗净，保证碟管式膜组适用于处理高浑浊适用于处理高浑浊度和高含沙系数的度和高含沙系数的物料物料，适应恶劣的进水条件适应恶劣的进水条件。DT 膜组件专门为处理高浓度物料及废水处理而设计，采用开放式湍流流体动力学原理，使得悬浮固体及污染物不易沉积于膜组件内部，具有如下技术优势：o 适用进水水质范围广；o 预处理要求低，进水 SDI 可达到 20 以上；o 开放式流道避免了物理堵塞；o 有效克服浓差极化，最低程度的污染和结垢；o 清洗频率低；o 回收率（出水率/回收率）高；o 膜寿命长，在高浓度水处理上寿命达到 3 年甚至更长；o 膜片更换费用低，膜片可单独更换；o 维护简单，只需扭矩板手即可现场维护，膜片更换无需返回工厂；o 系统采用集成一体式模块化设计；具有多种安装方式可选：室内安装、集装箱式安装、移动车箱内安装等 o 透过液允许背压 35bar，实现多级串联或并联非常容易；2.1.52.1.5 DTRODTRO 膜和卷式反渗透膜对比膜和卷式反渗透膜对比 杭 州 沃 腾 膜 工 程 有 限 公 司 Hangzhou Watech Membrane Engineering CO,.LTD 和普通卷式 RO 膜组件相比，DT-RO 膜系统具有以下三个明显的特点：通道宽：膜片之间的通道为 2mm，而卷式封装的膜组件只有 0.2mm。流程短：液体在膜表面的流程仅 7cm，而卷式封装的膜组件为 100cm。湍流行：由于高压的作用，渗滤液打到导流盘上的凸点后形成高速湍流，这种湍流的冲刷下，膜表面不易沉降污染物。在卷式封装的膜组件中，网状支架会截留污染物，造成静水区从而带来膜片的污染。以上三个特点，决定了 DT-RO 反渗透技术在处理物料时可以容忍较高的悬浮物和 SDI，通俗一点讲，就是不会堵塞。同时，这三个技术特点体现在具体实践中，使碟管式膜技术有如下几个工程特点：膜组的结垢少，膜污染轻，膜寿命长。DT-RO 的特殊结构及水力学设计使膜组易于清洗，避免了结垢和其他膜污染，从而延长了膜片寿命。用于 DT-RO 的膜片寿命可长达 2 年以上，甚至更长。不依赖于预处理，具有良好的稳定性、安全性和适应性。由于以上结构上的特点，DTRO 膜组不用预处理可以直接处理物料。在具体工程中，预处理系统可有可无。对于有预处理的系统，无论预处理环结是否高效、稳定，反渗透系统都可以稳定的达标出水。同时由于不依赖于生物处理，DT-RO 反渗透对各种提取液均具有良好的适应性。序号 对比 卷式反渗透膜 碟管式反渗透 1 预处理 生化+物化 简单 2 进水水质 高 低 3 回收率 低 高 4 脱盐率 高 高 杭 州 沃 腾 膜 工 程 有 限 公 司 Hangzhou Watech Membrane Engineering CO,.LTD 5 操作压力 低 高 6 排污流体通道 窄，易堵 宽，排污强 7 维修清洗 化学清洗压力，耐受性低 化学清洗压力，耐受性高 8 维修更换 整支膜柱更换 只换膜片 9 初始投资 适中 较高 10 运行费用 适中 低 11 占地面积 大 小 12 适用范围 标准介质、标准膜柱 适用范围广 2.1.6 2.1.6 DTRODTRO 系统组成系统组成 杭 州 沃 腾 膜 工 程 有 限 公 司 Hangzhou Watech Membrane Engineering CO,.LTD DTRO 膜是一种应用于液体脱盐及净化的新型膜分离组件，其耐高压耐高压、抗污染抗污染特点十分明显。即使在高浊度、高高浊度、高 SDI 值、高盐分、值、高盐分、高高 COD 的情况下，也能经济有效稳定运行经济有效稳定运行。DTRO 膜由膜片、导流盘、密封圈、中心拉杆和耐压套管所膜片、导流盘、密封圈、中心拉杆和耐压套管所组成。膜片和导流盘间隔叠放，密封圈放在导流盘两面的凹槽内，用中心拉穿在一起，置入耐压套管中，两端用金属端板密封。膜柱规格及相关参数 外形尺寸 单位 长 1000mm,直径 202mm 膜面积 M2 9.4 膜片数量 片 209 导流盘数量 个 210 工作压力 Bar 55 工作温度 445 测量标准 25标准液 处理能力 M3/h 250-1900 处理外壳 玻璃钢 碟片材料 特殊材质 端板材料 轻塑钢 型号 WTM-DT1000 膜片数 209 进水流量 L/h 5002000 工作压力 Bar 55 杭 州 沃 腾 膜 工 程 有 限 公 司 Hangzhou Watech Membrane Engineering CO,.LTD 75 回收率 5090%脱盐率 95%外观尺寸 mm 直径 208 高 1400 2.1.7 2.1.7 DTRODTRO 运行工作原理运行工作原理 DTRO 膜组件具有特殊的流道设计形式，采用开放式流道，料液通过增压泵经进料口打入 DTRO 膜柱内，从导流盘与外壳之间的通道流到组件的另一端，在另一端法兰处，料液通过 8 个通道进入导流盘中被处理的液体以最短的距离快速流经 DTRO 膜组件具有特殊的流道设计形式，采用开放式流道，料液通过增压泵经进料口打入 DTRO 膜柱内，从导流盘与外壳之间的通道流到组件的另一端，在另一端法兰处，料液通过 8 个通道进入导流盘中被处理的液体以最短的距离快速流经过滤膜，然后 180 度逆转到另一膜面，再从导流盘中心的槽口流入到下一个导流盘，从而在膜表面形成由导流盘圆周到圆中心，再到圆周，再到圆中心的双”S”形路线，浓缩液最后从进料端法兰处流出。过滤膜，然后 180 度逆转到另一膜面，再从导流盘中心的槽口流入到下一个导流盘，从而在膜表面形成由导流盘圆周到圆中心，再到圆周，再到圆中心的双”S”形路线，浓缩液最后从进料端法兰处流出。三三、膜浓缩工艺流程简单介绍、膜浓缩工艺流程简单介绍 氯化钠膜浓缩工艺由一级 RO+二级 DTRO 组成，工艺基本路线示意图如下：氯化钠溶液 浓缩液 淡液回佣 一级储槽 一级增压泵 一级过滤器 一级高压泵 一级 RO 膜组件 V101 P101 L101 P102 M101 一级一级 RO 膜部分膜部分 浓液浓液后续处理后续处理 淡液返回一级进口 二级储槽 二级增压泵 二级过滤器 二级高压泵 二级 DTRO 膜组件 V201 P201 L201 P202 M201 杭 州 沃 腾 膜 工 程 有 限 公 司 Hangzhou Watech Membrane Engineering CO,.LTD 二级二级 DTRO 膜部分膜部分 氯化钠溶液收集到储槽 V101 中，由于氯化钠溶液中可能含有少量的杂质以及其他可见颗粒物，在设备中设置截留器起到保护膜元件的作用。氯化钠溶液经一级增压泵 P101 泵入过滤器 L101，除去残留的大的纤维状杂质，。然后经一级高压泵 P102 泵入一级一级 RO 组件 M101，经膜组件分离后，浓液液送入二级 DTRO；浓缩液浓度达到要求，送入后续处理。二级 DTRO 的透过液液返回一级 RO 进口，淡液排放，在本系统中也用作冲洗水。四、四、系统组成描述系统组成描述 杭州沃腾膜工程有限公司设计提供的膜浓缩系统包括以下部分：膜分离系统膜分离系统 1 1 套套 4.14.1一级一级RORO增压泵增压泵P101P101 用于从储槽 V101 抽取氯化钠溶液并泵送到公共管路系统的过滤器内。增压泵选用多级离心泵，泵只有机械密封，不带有油封，不会由于密封磨损而导致物料污染。4.24.2一级一级RORO过滤器过滤器L101L101 25 微米袋式过滤器用于氯化钠溶液在进入高压泵之前的安全过滤，设置本过滤器的目的是截留由于前面不当操作而进入循环管道料箱的可见物颗粒。实际上，在我们以往的工程中，曾有过垫片、管路焊渣等异物进入系统而被此过滤器截留的实例。4.34.3一级一级RORO高压高压泵泵P102P102 用于对经过安全过滤器的氯化钠溶液进行加压，该高压泵采用变频控制，这样可以同时调节变频器频率和膜组件出口管道的调节阀共同调节系统的压力和流量，让系统稳定运行。该泵选用多级离心泵多级离心泵，泵只有机械密封，不带有油封，不会由于密封磨损而导致物料污染。该高压泵的流量和压力的设计都需要满足膜组件过滤的基本参数要求：运行压力和膜面流速，该系统采用 8 英寸的膜元件，该膜元件在系统浓缩时基本进料流速最好在 810m3/hr以上，这样膜面的流速可以达到基本要求参数以上，系统在运行中可以相对减弱膜面的污染，保证膜系统稳定、长期的运行。4.44.4一级一级RORO组件组件M101M101 膜组件包括膜外管、膜芯以及进出口连接管路以及碳钢框架结构，膜系统的设计压力为1530bar，膜元件采用进口高耐污染型反渗透膜。框架结构采用厚壁玻璃钢设计和制造，用于安装膜壳、泵、电机以及管路系统。4.54.5二级二级DTRODTRO增压泵增压泵P201P201 4.64.6二级二级DTRODTRO过滤器过滤器L201L201 4.74.7二级二级DTRODTRO高压泵高压泵P202P202 4.84.8二级二级DTRODTRO组件组件M201M201 4.94.9三级反渗透增压泵三级反渗透增压泵P301P301 4.4.1010管路系统与阀门管路系统与阀门 杭 州 沃 腾 膜 工 程 有 限 公 司 Hangzhou Watech Membrane Engineering CO,.LTD 该膜系统上有公共输料系统的低压管路系统、膜组件浓缩的高压管路系统和淡液管路、清洗管路。该膜系统上高压部分的管路均采用不锈钢管材，耐高压的压力调节阀。其他管路部分采用厂家常用的 SS316L 管材。在高压泵入口之前的管路和高压压力调节阀之后的排放管路和回流管路，透析液管路为低压管路系统，该部分管路采用卫生型不锈钢管路。自高压泵之后至高压压力调节阀之前的管路均为高压管路，这部分管路采用高压不锈钢工业管路设计。管路系统上配备了相关的仪表，这些仪表的说明在自动控制系统中有专门的描述。4.4.1 11 1 CIPCIP在线在线清洗系统清洗系统 包括清洗箱及相应的不锈钢管路、阀门系统，用于系统膜元件污染后的清洗，任何膜元件在浓缩时均会有不同程度的污染，故膜系统的清洗是必须的，本公司将根据实际运行状态针对性的提供清洗方案，以保证系统长期、稳定运行。五、系统五、系统控制描述控制描述 系统配备了基础控制系统，包括现场仪表和基本控制：5.15.1现场数据现场数据显示显示 压力表、温度表、流量计压力表、温度表、流量计、压力变送器、流量变送器、压力变送器、流量变送器 这些仪表均安装在相应的管到上面，现场显示，供现场操作人员巡视时检察系统工作是否处于正常状态。5.25.2动力电源供应和电机变频控制系统动力电源供应和电机变频控制系统 动力电源及电机变频控制系统部分包括：电机驱动变频控制系统电机驱动变频控制系统 一级 RO 高压泵和反渗透膜高压泵的电机配备了变频控制器，通过变频控制调节，可以很方便调节系统的工作流量和压力。配备变频控制系统的作用除了可以节省 20-40%的电力消耗以外，还包括：实现系统的软启动与软停机，避免开停机对管路系统和膜的冲击和破坏；在不同工况下可以通过调节变频器的工作频率，从而实现最佳工作压力。所有的变频控制器均选用了稳定性和品质极佳的 Delta 产品。5.35.3控制箱控制箱 系统配置主控制系统，安装在设备上，安装变频、变频调节屏及常规元件。杭 州 沃 腾 膜 工 程 有 限 公 司 Hangzhou Watech Membrane Engineering CO,.LTD 六、六、设备组成设备组成 No 序号 Item 名称 Description Material Qty Unit Remarks 供货名称规格 材质 数量 单位 备注 RO 部分（进水量 270m/D，浓缩 3 倍，产水 180m/D，浓水 90m/D）1 膜元件 抗污染 耐清洗反渗透膜元件 聚酰胺 根 18 美国进口 2 膜壳 ROPV8040-6-600P 玻璃钢 根 3 哈尔滨乐普 3 反渗透输送泵 Q=15m/h；H=32m；P=3kw SS316 台 1 格兰富 4 反渗透高压泵 Q=15m3/h；H=300m；P=26kw SS316 组 1 格兰富 5 反渗透循环泵 Q=32m3/h；H=40m；N=5.5kw SS316 台 3 格兰富 6 清洗泵 Q=15m/h；H=32m；P=3kw SS316 台 1 格兰富 7 浓液输送泵 Q=5m/h；H=12m；P=0.45kw SS316 台 2 格兰富 8 过滤器 15 芯 40 英寸,法兰连接，5umPP 熔喷滤芯 SS304 台 1 含滤芯 9 列管式换热器 5,n=55，L=1800mm SS316 套 1 10 电磁流量计 通径 50，法兰型，输出 4-20ma,液显 碳钢衬四氟 套 2 横河/同类 11 转子流量计 通径 50，6m/H，防腐，耐压 3Bar SS304 套 2 12 气动球阀 LPA12 进口执行机构,DN50,PN25，三片式焊接 SS304 配套 1 13 三片式焊接球阀 Q61F-63P-50 SS304 配套 1 14 止回阀 H41W-63P-50，升降式止回阀，法兰连接 SS304 套 1 15 取样阀 2 分接口 SS304 配套 1 16 压力表 YN60BF，0-0.6MPa SS304 配套 1 17 轴向充油耐震压力表 YN60BF，0-6.0MPa SS304 配套 1 18 电动针型阀 J41W-63P-50 SS304 只 1 19 配套管件 三通、弯头、法兰、活接等 SS304 套 1 20 清洗管道 SS304 管路 SS304 套 1 21 压力开关 KY12-224 不锈钢防腐 SS304 配套 1 北京布莱迪 杭 州 沃 腾 膜 工 程 有 限 公 司 Hangzhou Watech Membrane Engineering CO,.LTD 22 压力变送器 MPM486,0-6.0MPa SS304 配套 1 麦克 23 温度变送器 SBW 0-100,不锈钢 SS304 配套 1 上海仪器 24 现场管路及附件 SS304 批 1 25 不锈钢方管框架 SS304 套 1 DTRO 部分（进水量 90m/D，浓缩 3 倍，产水 60m/D，浓水 30m/D）26 碟管式膜元件 型号DTRO-11-90；膜面积 11.3m2；最大操作压力 90bar 复合材质 支 24 进口膜片 27 保安过滤器 Q=8m/h；40 寸滤芯*10；精度：5um；压力等级 0.6Mpa；玻璃钢 个 1 国优 28 DTRO进水泵 Q=7m/h；H=34m；P=1.5KW 316 台 2 南方泵业/同等 29 高压柱塞泵 Q=7m/h；H=600m；P=15KW 镍铝青铜 套 1 CAT/同等 30 循环泵 Q=24m/h；H=100m；P=9.2KW 316L 台 1 大连帝国/格兰富 31 电动针阀 尺寸：1NPT；耐压 100bar；HH500,230 VAC 316L 台 1 Badger/同等 32 高压手动球阀 DN50；PN100 316L 配套 1 双中/同等 33 高压气动球阀 DN50；PN100 316L 配套 1 双中/同等 34 DTRO低压管路系统 配套 UPVC 套 1 美富特 35 DTRO高压管路系统 配套 316L 套 1 美富特 36 DTRO撬装机架 配套 SS304 套 1 美富特 37 高压压力传感器 0-100bar；4-20mA 输出信号 316L 个 2 WIKA/百纳 38 低压压力传感器 0-6bar；4-20mA 输出信号 316L 个 2 WIKA/百纳 39 高压压力表 0-100bar 316L 个 2 WIKA/百纳 40 低压压力表 0-6bar 316L 个 3 WIKA/百纳 41 转子流量计 0-10m/h PVC 个 3 佑利/同等 42 产水流量变送器 电磁流量计；量程0-10m/h；4-20mA输出信号 组合件 套 1 GF/同等 43 内循环流量变送器 电磁流量计；DN50；耐压 10MPa；流量范围 1 到 50m/h 本体材质316；内衬个 1 南控科技/同等 杭 州 沃 腾 膜 工 程 有 限 公 司 Hangzhou Watech Membrane Engineering CO,.LTD 材质：PTFE；电极材质：哈氏合金 44 产水电导率变送器 范围:10-10000us；4-20mA 输出信号 316 套 1 GF/同等 45 进水电导率变送器 范围:50-200000us；4-20mA 输出信号 316 套 1 GF/同等 46 PH和温度双信号变送器 范围：0-14PH；0-80；4-20mA 输出信号 组合件 套 1 GF/同等 47 ORP变送器 范围：-1999mv 至+1999mv；4-20mA 输出信号 组合件 套 1 GF/同等 七七、反渗透膜浓缩、反渗透膜浓缩设备报价设备报价(单套单套)设备名称 WTM-8040G-20 一级 RO 膜设备 WTM-DT210D-20 二级 DTRO 膜设备 工作性质 反渗透膜浓缩 主要 技术参数 尺寸：长 7000mm*宽 1500mm*高 2000mm（不含水箱）膜材质为有机聚酰胺膜 pH 值为 212 膜面积：18*32+20*9m2 质量承诺 设备的质保期为 1 年(膜元件质保期 1 年)交货日期 合同生效后 60 天 价格价格 人民币：人民币：单位（公章）杭州沃腾膜膜工程 有限公司 经办人（签字）杭 州 沃 腾 膜 工 程 有 限 公 司 Hangzhou Watech Membrane Engineering CO,.LTD 附录：附录：设备外观图片，仅供参考，具体以实际工程设计为准。设备外观图片，仅供参考，具体以实际工程设计为准。杭 州 沃 腾 膜 工 程 有 限 公 司 Hangzhou Watech Membrane Engineering CO,.LTD 杭 州 沃 腾 膜 工 程 有 限 公 司 Hangzhou Watech Membrane Engineering CO,.LTD 设备照片，仅供参考设备照片，仅供参考