1、垃圾渗沥液垃圾渗沥液NF/RO高回收率系统设计及运行分析高回收率系统设计及运行分析Design&Operation of High Recovery Landfill Leachate NF/RO 翟建文翟建文 Jianwen Zhai 苏伊士水务技术与方案苏伊士水务技术与方案 SUEZ Water Technologies&Solutionsdocument title-date(Personalise the footer with Insert/Header and Footer)1SWTS特种废水特种废水NF/RO应用工艺开发历程应用工艺开发历程Milestones of NF/RO
2、solutions for hard-to-treat wastewaters时间时间废水废水COD mg/lTDS g/l回收率回收率特有工艺特有工艺核心产品核心产品2004-2006垃圾渗沥液500-30007-2080-85%多段循环DK2008-2010焦化废水120-3502.5-9.585%HCRDK2010-2012煤化工250-3503.5-2080-90%HCRDK2013-2016超浓缩RO30TDS 120-160g/lROTOWERINDRO(HP)2013-2016分盐浓缩10TDS 120-180g/lHCRINDNF2016-2017强化分盐10TDS 160-1
3、80g/l,Cl-90%NSNFDK,INDNF2014-2017高温采出水80,COD500mg/l70-90%组合工艺Duratherm RO(HP)工艺分离膜 截留率和透过率同样重要微滤0.1 到 10 微米細菌和微細的悬浮固体超滤膜 0.005到0.05微米,乳化油,色素,胶体纳滤膜 0.0005到0.005微米 糖,染料,表面活性剂,矿物质反滲透 0.0001到0.001微米,盐,金属离子,矿物质純水工艺分离膜元件特殊的材质和结构设计,强化抗污染性能和机械强度纳滤纳滤 NF技术特点技术特点-对小分子溶质的选择透过性-溶质分子（离子）的电性对NF膜的选择性影响明显-膜品种多，分离性能有
4、差别-压力、温度、浓度、pH以及离子强度各种操作条件对于NF系统的分离性能影响大-应用范围广，技术条件变化多 203040506070809010011010100100010000100000截留率%盐类浓度 ppmNaClMgSO4MgCl2Loose ROSWTS纳滤膜的截留率特性工艺分离膜的核心技术：专利插层-光滑、耐清洗、耐高温浓缩分离膜纯水膜分离层专利层聚砜层膜基层膜表面粗糙度比较纯水膜纯水膜 浓缩分离膜浓缩分离膜高盐废水高盐废水NF工艺的必要性及技术优势工艺的必要性及技术优势有效去除COD,生化出水80-90%去除率有效去除硬度,硫酸根等多价离子无需完全软化:硫酸钙是NF系统回收
5、率的主要限制，由于硫酸钙是微溶且有高效阻垢剂碳酸氢根截留率较低,可以避免碳酸盐结垢回收率高、系统稳定、CIP效率高可以作为浓水极端压缩产水无胶体悬浮物防止下游蒸发结晶系统硫酸钠结垢D系列纳滤高浓度有机废水实际运行工况举例系列纳滤高浓度有机废水实际运行工况举例 进水进水COD mg/l回收率回收率%COD去除去除率率TDSCIP周期周期,月月垃圾渗滤液300-3000 80-8580-9070000.5-1.5制药废水300-3000070-9050-85NA0.3-1.5焦化废水120-35080-9080-902500-7500 1-3煤化工废水100-30080-9080-903000-1
6、000 1-3各类回用水RO浓水200-40080-9070-905000-150001.2炼化高盐废水100-1509080-903000-5000 1-1.5印染废水100-5000 70-9070-903000-6000 0.5-1纳滤在垃圾渗滤液的应用卷式NF/RO膜系统的挑战1.运行费用、性能可靠性和膜寿命：l COD 500-1000mg/l 或者更高-高浓度有机物污染:易污染，难清洗，清洗频率高、效果难以保证；l 碱度、硬度和金属离子-易结垢、清洗频率高；2.浓水处置问题：COD，TDS垃圾渗沥液的水质特点垃圾渗沥液的水质特点膜元件及系统设计的核心是减少浓差极化 进水(水+盐)膜
7、产水0 CbCm盐溶液浓度浓差极化因子 =Cm/Cb =Kp exp（Qp/Qfavg）=Kp exp(2Ri/(2-Ri)Ri回收率 Qfavg平均给水流量 Qp产水流量单段循环单段循环 vs 多段循环多段循环Title or Job Number|XX Month 201X17三段循环1/1/1(6)第一段第二段第三段单段产水量 m3/h42.71.8进水COD mg/l50010021400产水COD mg/l32.660.1131.3循环流量 m3/h047总产水COD mg/l62.23647总浓水COD mg/l2980.66循环泵流量循环泵流量 m3/hm3/h01010循环泵数
8、量循环泵数量11单段循环3*1(6)第一段单段产水量 m3/h8.5进水COD mg/l1939产水COD mg/l115总产水COD mg/l115总浓水COD mg/l2658.4循环流量 m3/h20循环泵流量 m3/h30循环泵数量1进水COD mg/l500产水量 m3/h8.5处理量 m3/h10COD截留率90%回收率 85%单段循环单段循环 vs 多段循环多段循环Title or Job Number|XX Month 201X多段单段影响循环模式分段循环 单循环膜堆进口COD/TDS低高影响产水水质/压力/膜污染高压泵压力低高能耗产水COD/TDS低高产水水质循环泵数量2-3
9、台1台系统制造/控制/运行/维护膜通量/回收率逐段降低 全等膜污染运行压力逐段增加 全等循环泵类型增压循环 循环 增压循环为改进设计分段内循环模式与分段直流模式的比较分段渐缩：后段的压力容器数小于前段，一般为两段，常见的前后压力容器数比例为3/2、2/1和3/1等；直排方式是水处理工艺标准设计；在来水浓度较高时，为了弥补渗透压增加和自然的压力损失，要设置段间增压泵来保证后段膜元件的产水量；分段渐缩方式要求来水预处理好，无需特意提高错流速率来控制可能的悬浮物/有机物污染；可以通过浓水循环来提高错流速率和回收率。分段渐缩直排设计分段内循环设计：浓缩分离标准设计每一段都有独立的循环泵，保证分离过程在
10、足够的高错流速率下运行；各段的浓缩比可以按需要进行调整，也可以将其中一段分离出来进行独立清洗；优点是保证了错流流量，分散了与浓缩比相关的膜污染问题；缺点是能耗高，在常规水处理工艺中较少采用。平衡产水通量的关键平衡产水通量的关键:循环增压泵循环增压泵指标指标相对比较相对比较COD浓度C3 C2 C1膜通量J1 J2 J3产水量F1 F2 F3压力P3 P2 P3Industrial RO/Industrial RO HP系列膜元件HP超高压系列最高压力120bar膜元件型号膜元件型号有效膜面有效膜面积积 m2进水隔进水隔网网最高压力最高压力 bar最高温度最高温度*pH 运运行行*pH 清洗清洗
11、最大进水流最大进水流量量 m3/h*Industrial RO5 8040F35/HP31.935 mil80/120500-110-1316Industrial RO5 8040F50/HP25.550 mil80/120500-110-1320Industrial RO6 8040F35/HP31.935 mil80/120500-110-1316Industrial RO6 8040F50/HP25.650 mil 80/120500-110-1320*pH 5-9,*5000mg/l。NF出水COD脱除率80-90%50-85%TDS脱除率20-35%90%主要污染物COD、碳酸钙结垢
12、COD膜污染预防措施1)针对COD,采用适当较高错流速率,要求浓水流量不小于6-8m3/h(八吋膜)；2)针对碳酸钙结垢，控制pH20bar,可以按10000mg/l TDS运行RO设计软件模拟计算选择适当增压泵。加药盐酸，阻垢剂阻垢剂流量监测每段每段CIP系统能够单段清洗能够单段清洗CIP周期2-4周，酸碱洗4周，碱洗为主垃圾渗沥液垃圾渗沥液NF/RO系统系统常见处理量规模NF/RO系统配置推荐日处理量m3/dNF膜元件段数膜壳排列增压循环泵50DK404035M1/1/12100DK804024M1/12150DK804026M1/12200DK804036M1/1/12300DK8040
13、36M2/1/13日处理量日处理量m3/dRO膜元件膜元件段数段数 膜壳膜壳排列排列增压循环增压循环泵泵增压增压泵泵50I N D R O 5 4040F25M2/11 100I N D R O 5 8040F 24M1/12 15026M1/11 20036M1/1/11130036M2/1/1 2系统增压循环泵参数建议工艺工艺循环泵循环泵平均通量平均通量LMH回收率回收率%膜壳长度扬程 m单 支 膜 壳流量 m3/h 2-3 段循环浓缩430-351014-1680-85535-4011640-4512北神树填埋场纳滤装置三年实际运行情况COD去除率大于去除率大于90%回收率大于回收率大于
14、85%电导脱除率电导脱除率40-60%硬度、硫酸盐脱除率硬度、硫酸盐脱除率 96%运行压力运行压力 15 bar，一般，一般10bar清洗周期清洗周期45天（按设计要求进行）天（按设计要求进行）与调试初期相比，脱除率和产水量变化不大与调试初期相比，脱除率和产水量变化不大MBR+双级RO工艺两段RO垃圾渗滤液处理流程反渗透处理效果ParameterNH3CODClFTDS BaFeMgKSiNaRawLeachate375138016590.76952130.33115.2 19126624.51011ROPermeate325941ND163ND0.0381.4618.60.88648.5%R
15、emoval91.596971009710099.75999396951700m3/d垃圾渗沥液垃圾渗沥液垃圾渗沥液的截留率垃圾渗沥液的截留率2013.1.25Hardness mg/LSO4 mg/LCOD mg/LFeed945350346Permeate851.245.5Rejection91%99.5%86.8%2013.3.1Hardness mg/LSO4 mg/LCOD mg/LFeed1550598336Permeate1809.424Rejection88.4%98.4%92.8%2013.3.21Hardness mg/LSO4 mg/LCOD mg/LFeed128862
16、8294Permeate14510.030Rejection88.7%98.4%89.8%2013.4.19Hardness mg/LSO4 mg/LCOD mg/LFeed1020614292Permeate12913.243.5Concentrate1520839401Rejection87.4%97.8%85.1%2013.4.24Hardness mg/LSO4 mg/LCOD mg/LFeed975580318Permeate15812.559.8Concentrate1380474Rejection83.8%97.8%81.2%2013.4.27Hardness mg/LSO4 m
17、g/LCOD mg/LFeed1125738350Permeate21623.6104Concentrate1320407Rejection80.8%96.8%70.3%2013.4.24Ca mg/LMg mg/LHardness mg/LFeed3567001056Permeate8775162Concentrate3859501335Rejection75.6%89.3%84.6%2013.4.27Ca mg/LMg mg/LHardness mg/LFeed3957291124Permeate107120227Concentrate4398381277Rejection72.9%83.5%79.8%谢谢！Thanks!document title-date(Personalise the footer with Insert/Header and Footer)39 I
