电厂中水回用可行性研究报告.docx

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1、 电厂污水厂中水回用可行性研究报告 共74页 第74页电厂中水回用工程可行性研究报告编制单位： 二零零七年八月目 录第一章总论61.1概况61.2研究工作依据71.3编制原则71.4采用的主要规范及标准81.5环境概况81.6项目建设的背景和意义91.6.1项目提出的背景91.6.2投资的必要性91.7中水回用目前国内外现状10第二章工程规模及处理程度122.1工程规模122.2进水水质污染因子成分及浓度142.2.1污染因子的成分142.2.2设计进水水质152.3设计出水水质182.3.1循环冷却水水质要求182.3.2 锅炉补水与热网补水水质要求18第三章处理工艺203.1工艺方案的选择

2、原则203.2国内污水处理及回用水平现状203.2.1单纯过滤处理213.2.2石灰混凝澄清过滤处理213.2.3吸附氧化处理213.2.4反渗透法213.3处理工艺分析223.3.1石灰处理原理223.3.2膜分离除盐原理233.4处理工艺设计233.4.1方案一、石灰处理工艺243.4.2方案二、膜分离除盐工艺25第四章工程设计说明264.1 工艺设计264.1.1石灰澄清过滤工艺（方案一）264.1.2膜分离脱盐工艺(方案二)374.1.3方案对比选择484.2 建筑设计的基本原则及厂址选择534.2.1建筑设计基本原则534.2.2占地面积及厂址选择534.3 结构设计概述554.3.

3、1设计原则554.3.2设计依据及设计要求554.3.3结构形式564.3.4抗震设计564.3.5主要建筑材料564.3.6技术措施574.4 自控、仪表说明574.4.1 石灰法控制说明574.4.2 双膜法控制说明614.4.3 化验室配置634.5 电气设计644.5.1概述644.5.2厂区供电及电缆敷设644.5.3照明系统644.5.4防雷及接地644.6 采暖通风设计654.6.1设计依据654.6.2设计方案654.6.3给水排水65第五章消防专篇66第六章管道绝热67第七章环保、安全卫生68第八章节能69第九章人员编制和主要经济指标719.1 人员编制719.2 项目进度计

4、划719.3 投资估算说明719.3.1工程投资估算说明719.3.2工程投资估算729.4 主要经济指标739.4.1生产规模739.4.2占地面积739.4.3经营成本739.5社会效益和环境效益73第十章结 论74附件：1 双膜法投资估算2 双膜法工艺流程图3 双膜法平面布置图4 双膜法厂区布置图5 石灰法投资估算6 石灰法工艺流程图7 石灰法平面布置图8 石灰法厂区布置图9 石灰法物料平衡流程第一章 总论1.1 概况电厂始建于1997年，是经过国家计委批准立项的一座为满足电厂供热同时发电自用的热电厂。该厂装机容量为26MW，安装三台35t/h循环流化床锅炉。汽轮机为26MW抽汽式机组，

5、采用热电联产方式，电厂性质为自备电厂，所发电力除供 电厂自身用电外，剩余电力通过厂区110kv升压站以导线型号为LGJ70一回线路转供 二号煤矿110kv变电站，以供该矿生产用电，不足部分由电力网补充。热电厂供热范围2.5km2，热交换站集中设置于热电厂内。电厂污水处理厂，2004年投入运行，采用卡鲁赛尔氧化沟处理工艺，现处理能力可达10000吨/天，正常生产时，实际处理量250吨/时，外排污水量每天可达6000吨。运行以来经过有关部门周期性监测，处理效果稳定，出水指标远低于所在地环保要求排放标准。电厂水处理系统由锅炉补给水系统和热网补充水系统组成，其中锅炉补给水3台过滤器总进水量为80m3/

6、h，运行流速为5m/h；热网补充水2台过滤器总进水量为60m3/h，运行流速为5.6m/h。1.锅炉补给水水处理系统清水池原水泵机械滤器保安滤器高压泵RO装置中间水箱中间水泵软化柱软化水箱除氧补水泵加氨泵主厂房本系统由预处理、反渗透、自动软化三部分组成。2.热网补充水系统清水池原水泵机械滤器软化柱热网除氧水箱按照 电厂要求，进一步加强水资源利用效率，加快建设资源节约型、环境友好型企业。加强中水利用，实现废水资源化，是减少新鲜水取用，最大限度地节约水资源的迫切需要；是减少污水排放，保护生态环境的内在需要；是降低生产成本，提高经济效益的重要手段。城市污水经二级处理后出水直接排入到水体，一方面增加了

7、水体的自净负荷，另一方面也是一种水资源的浪费。如能把生产中排放的污水全部或部分回收再利用，不但有利于安全生产，同时也会创造出较大的经济效益和社会效益。为此，企业拟建设中水处理回用系统，将电厂污水处理厂外排污水进行深度处理后回用于 电厂生产用水，以此达到资源循环利用，保护环境的目的。1.1.1项目名称： 电厂中水回用工程1.1.2主办单位： 电厂1.1.3编制单位：1.2 研究工作依据本设计方案以如下文件为设计依据：（1）中华人民共和国环境保护法（2）城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)（3） 市环境监测站报告，济环（监）字2006年第91号（4） 市水质监测中心报告，（济水

8、监）字第06131号（5） 市疾病预防控制中心检测报告，（济防检）字第（2006）第000980号（6） 电厂关于开展中水回用工作的意见1.3 编制原则(1)严格执行国家环境保护有关法律、法规所规定的排放或回用标准，使处理后的废水各项水质指标达到或优于标准指标。(2)采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺，并具有显著的环保效益、社会效益和经济效益。(3)工艺设计与设备选型能够在生产运行过程中具有较大地灵活性和调节余地，能适应水质、水量的变化，确保出水水质稳定、达标。(4)充分利用 电厂股份有限公司 电厂已有的公用工程和辅助生产设施，减少基建费用投资，避免重复建设现象发生。(5)合理匹配设备规格，

9、避免小马拉大车或大马拉小车现象，降低运行成本。(6)在运行过程中，便于操作管理、便于维修、节省动力消耗和运行费用。1.4 采用的主要规范及标准（1）工业循环冷却水处理设计规范（GB50050-951）（2）我国再生水用作冷却水的建议水质标准（CECS61-94）（3）城市污水再生利用工业用水水质（GB/T 19923-2005） （4）室外排水设计规范（1997年版）（GBJ1487）（5）给水排水工程结构设计规范（GBJ6984）（6）污水回用设计规范(CECS61：94)（7）混凝土结构设计规范（GBJ1089）93年局部修订，95年局部修订（8）采暖通风与空气调节规范（GBJ1687）（

10、1997年版）（9）供配电系统设计规范（GB5005295）（10）低压配电设计规范（GB5005795）（11）建筑物防雷设计规范（GB5005794）（12）电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB5006292）（13）建筑结构设计统一标准（GBJ68-84）（14）火力发电厂设计技术规程（DL5000-2000）（15）工业循环水处理设计规范（GB50050-95）（16）火力发电厂化学设计技术规程（DL/T5068-1996）1.5 环境概况1.地形地貌 电厂全厂占地11.882公顷。厂区地势平坦，地面标高为36.1036.50米，竖向设计采用平坡式布置，50年一遇的洪水位标高为3

11、6.70米。冻土层厚度为0.4米。2.气象条件 电厂全年及夏季主导风向为东南风，冬季为东北风，季节性明显，49月为东风、东北风，10月至来年3月以北风为主，年平均风速为1.8m/s，由于区域属于半山地形，静风频率31 %。1.6 项目建设的背景和意义1.6.1项目提出的背景水，是国民经济发展中不可替代的重要资源，也是人类赖以生存和发展的必需品。随着经济发展和城市化进程的加快，城市缺水问题尤为突出。当前相当部分城市水资源短缺，城市缺水范围不断扩大，缺水程度日趋严重，引起工业及生活用水紧张。另一方面生活污水排放量迅速增加，这样势必会造成水资源的浪费和水环境恶化，使原本紧张的用水形势更加严峻。为缓解

12、这种区域性的水资源短缺和水环境污染问题，国家正在进行大规模的节水和水污染治理工作。电厂作为工业用水大户，在整个节水工作中应起排头兵的作用，而回收利用工业和生活污水则为电厂节水工作开辟了一种新的思路，它不但有着良好的经济效益，同时也减轻了水环境污染，具有十分重要的经济效益和社会效益。电厂利用现有电厂污水水量大、来源可靠、水量稳定的特点，提出污水经过深度处理后作为电厂循环水的补水等生产用途，是解决污水出路，降低电厂生产经营成本的一个很好的办法，符合国家节能减排，倡导循环经济的政策精神，也符合集团公司的文件精神。可深化资源利用效益，为加快建设资源节约型、环境友好型企业做出表率作用。1.6.2投资的必

13、要性（1）可以节余大量的新鲜水，降低生产成本，减少排污量，是一项既有明显经济效益，又有突出社会效益的资源化项目。（2）该项目可以从根本上解决 电厂生产用水完全依靠地下取水，浪费宝贵地下水资源的现状。（3）该项目符合国家产业技术政策，符合当地政策和 电厂有限公司提出的关于开展中水回用工作和加强节能减排工作的具体要求。（4）该工程的实施，其经济效益、社会效益和环保效益都是十分明显，是一项造福于子孙后代的有多重效益的环保工程。1.6.3该项目的经济意义（1）该项目属于效益型环保项目， 电厂现阶段新鲜水费用为2.18元/吨。然而随着用水短缺矛盾的日益突出，在未来23年内，地下水新鲜水取水费用将达到57

14、元/吨。所以说该项目的建设具有重大的经济效益，是刻不容缓的。（2）该项目建成后，回用水系统年可处理回用水105万m3，按当前 电厂用水费用1.8元/m3(不含污水处理费0.34元/m3)计算，再去除128.52万元处理成本，年利润在60.48万元。投资回收期7.55年。根据国家有关排污收费政策，外排废水至少收取0.7元/m3排污费，电厂每年将可减少排污交费73.5万元。则集团公司的综合效益为133.98万元/年。因此，该项目建成投产后，除具有可观的社会效益外，经济效益更是十分显著的。1.7 中水回用目前国内外现状生活污水处理的主要任务是去除污水中的悬浮物、BOD和NH3-N等，处理工艺一般是把

15、格栅、滤网和沉砂作为一级处理。二级处理（生物处理）能大幅度去除水中呈胶体和溶解状态的有机污染物，污水经处理后可达到排放标准。生活污水处理目前主要有活性污泥法、SBR法、A/A/O法、氧化沟法、生物膜法等，活性污泥法由于占地面积大，投资大，维护管理麻烦，在中小型污水处理中的应用越来越少。其它各种方法都有其独自的特点，技术上应该说都没有问题。其实，污染物在水中的分解是一种热力学过程，在处理工艺中，所使用的不同方法的单元越多，对污染物的去除就会越好。并且各种工艺的处理效果很关键在于要方便维护、管理，对水质波动有较强的耐冲击能力。三级处理（深度处理）对工业回用水是必不可少的工艺，其主要目的是进一步去除

16、有机物、悬浮物，杀菌消毒，达到工业用水的要求。对电厂来说，石灰澄清池和变孔隙滤池的组合工艺有许多成功的应用实例，该工艺对进水水质要求较低，出水水质好且稳定，但缺点是运行、维护较麻烦，工程造价较高。高效纤维过滤器在深度处理领域也有很多应用的工程实例，其特点是造价低，运行维护方便，但出水水质较差。目前污水回用成为国际趋势，日本、美国、南非、以色列等国家早已开展经处理后回用的工作。例如美国的二级污水处理厂基本上都增加了深度（三级）处理系统；佛罗里达州的Tampa 市霍特卡伦现代化的污水处理厂，1978年采用Tetra污水处理技术，经处理后的中水全部回用。我国近十年来，随着对水资源危机认识的提高，城市

17、污水回用已被提到议事日程。“七五”期间列入国家重点科技攻关计划，“八五”期间，不少城市新建污水处理厂时都包含污水回用。在大连、太原、青岛、邯郸、泰安等城市相继建成了规模不等、回用目的不同的回用水设施。此外，污水处理厂出水经过深度处理回用作工业冷却水、城市杂用水的工程在近几年也频频上马。北京华能热电厂用高碑店污水厂二级处理（活性污泥法）出水作水源，经石灰混凝加速澄清、变孔隙滤池、加氯消毒后用作循环水系统冷却水补充水，按电厂70-90%额定度电负荷计算，每月平均节约自来水45万吨，每年节约自来水540万吨，节水率为40%，或在相同水量情况下，增加发电能力1倍以上。山西侯马发电厂二期工程利用侯马市城

18、市污水作为水源，经过流动床生物膜法处理后，再经过石灰混凝加速澄清、双流过滤池、加氯消毒后入循环水系统作冷却水补充水，规模为1万吨/天，既解决了电厂的水资源紧张问题，又使侯马市的环境污染大大改善，污水处理费用低于自来水水价，为国内第一家直接从城市污水取水处理后作循环冷却水的电厂。国内目前的污水二级及深度处理技术完全可以达到循环冷却水的进水水质要求，在很多地区，尤其北方等缺水地区，处理成本也比自来水价格低廉。第二章 工程规模及处理程度2.1 工程规模根据 电厂现有供水水源及用水现状，确定该项目中水回用最大需水量为2492m3/d，其中考虑热网系统不可预见跑冒滴漏和处理站配药用水，设计中水回用最大处

19、理量为3000m3/d。根据电厂提供用水统计表分析，得知冬春季供水情况与夏秋季供水情况差别较大。冬春季主要工业用水部门及用水量：循环水补水最大需水量约1340m3/d；锅炉用水最大需水量约180m3/d，热网用水最大需水量约942m3/d；不可预见及其他用水约20m3/d。合计用水量约2492m3/d。夏秋季主要工业用水部门及用水量：循环水补水最大需水量约1990m3/d；锅炉用水最大需水量约120m3/d；不可预见及其他用水约40m3/d。合计用水量约2150m3/d。表一、 电厂用水统计表：季节月份月度总用水量表计统计各用水渠道用水量表计统计月度各处工业用水月度生活用水量循环水+厂区其它部

20、位耗水量锅炉补水量热网补水量冬 季11(05)6682130935284330000304312(05)62704335712269218075057170677304454034325183679总计2002029495291468432511779日平均2176.11032.199.4916.6128春季2741803495129053276235603693904050626292289033624472454467114771097总计1908151186967011556128019日平均21441333.778.8942.690.1夏季55079246908198219026562

21、1648068278653627(05)432913640525154371总计160163141245728311635日平均1740.91535.379.16126.47秋季8(05)6172055431308532049(05)58695535943108299310(05)528234801427732036总计17323815603989668233日平均18831696.197.4689.4950254532406139937总计714554674888396662.2 进水水质污染因子成分及浓度2.2.1污染因子的成分电厂污水处理厂二级出水，尽管去除了绝大部分的BOD、SS和CO

22、D，但与新鲜水相比，除磷和氨氮以外，其含Cl-、硬度和无机溶解性盐类较高，若不进行处理直接回用到循环冷却系统，污水在冷却塔中蒸发浓缩，当达到一定的浓缩倍率时，水中的Ca2+、磷酸根等会引起腐蚀结垢，因此，城市污水并不等同于天然水，在冷却水系统中，除了要考虑常规冷却水处理的结垢、腐蚀和杀菌等问题，还要注意城市污水回用带来的以下问题。（1）氨氮氨对铜合金有严重的腐蚀作用，少量氨在潮湿的空气或含氧水中会使紫铜和铜合金应力腐蚀开裂，其原因是氨能和铜表面保护膜的铜离子和亚铜离子络合，形成的络合离子具有良好的稳定性和可溶解性，使得铜表面的镀膜很快被破坏，从而引起合金铜腐蚀。水中的氨还会使氯的杀菌效果降低或

23、使氯的消耗增加。（2）磷磷一方面是微生物的营养物质，会滋生大量的微生物，造成循环水中生物粘泥的增多，杀菌剂量的提高；另一方面磷酸盐会引起系统结磷酸钙垢，磷酸钙是一种硬垢，不易除去，清洗困难。（3）细菌粘泥生活污水含有较高的碳、氮和磷，而冷却水的温度长期保持在2540，供氧充分，十分有利微生物的滋长，若不加以控制，势必造成设备腐蚀、粘泥和堵塞等问题。（4）结垢和腐蚀回用污水的碱度较高，含有比天然水更多的钙、镁和硫酸盐，更易发生结垢。综上所述：深度处理的主要作用是除去非溶解盐类,较大分子的有机物(胶体及以上),部分NH3-N,磷活性生物,无机胶体物等,以及它们的分解物,衍生物,尸体等，一般不再需要

24、生化处理，经过物化处理后非溶解部分的COD在深度处理中可以大部分去除。2.2.2设计进水水质中水处理系统进水为电厂污水处理厂二级出水。根据 市环境保护监测站提供的监测结果，电厂污水处理厂二级出水水质见下表：表二、环 境 监 测 结 果 报 告 单编号：济 环（监）字 2006年第91号 共2页 第1页委 托 单 位 电厂样 品 种 类废 水采 样 日 期7月18日监 测 目 的委托监测采 样点 位监 测项 目方 法 依 据监 测结 果(mg/L)标准限值(mg/L)相应判定标准号电厂生活污水处理设施出口pHGB/T6920-868.15氨氮GB/T7479-871.87CODGB/T11914

25、-8926.8悬浮物GB/T11901-8976石油类GB/T16488-19960.5总碱度（以CaCO3计）酸碱指示剂滴定法310.4电导率GB/T13580.3-921153氯化物GB/T5750-8560.9总磷GB/T11893-890.44浊度GB/T13200-9111度BOD膜电极法3.2结论备注PH值单位无量纲。电导率单位us/cm。环 境 监 测 结 果 报 告 单编号： 济 环（监）字 2006年第91号 共2页 第2页委 托 单 位 电厂样 品 种 类废 水采 样 日 期7月18日监 测 目 的委托监测采 样点 位监 测项 目方 法 依 据监 测结 果(mg/L)标准限

26、值(mg/L)相应判定标准号电厂生活污水处理设施出口总硬度（以CaCO3计）GB/T7477-87376锰GB/T11906-19890.19溶解性总固体HJ/T511999886铁GB/T5750-85未捡出色度GB/T11903-89无色阴离子表面活性剂亚甲蓝分光光度法未捡出硫酸盐GB/T5750-85126结 论备 注铁测定下限0.05mg/L。阴离子表面活性剂测定下限0.02mg/L。2.3 设计出水水质本中水处理站处理后的水应用于三个部分：1)电厂循环冷却水补水；2)锅炉用水；3)热网用水。2.3.1循环冷却水水质要求中华人民共和国国家标准城市污水再生利用 工业用水水质中关于循环冷却

27、水补水标准如下表：序号控制项目冷却用水锅 炉补给水直流冷却水敞开式循环冷却水系统补充水1pH值6.59.06.58.56.58.52悬浮物（SS）（mg/L） 303浊度（NTU）554色度（度）3030305生化需氧量（BOD5）（mg/L）3010106化学需氧量（COD Cr）（mg/L）60607铁（mg/L）0.30.38锰（mg/L）0.10.19氯离子（mg/L）25025025010二氧化硅（SiO2）50503011总硬度（以CaCO3计/mg/L）45045045012总碱度（以CaCO3计 mg/L）35035035013硫酸盐（mg/L）60025025014氨氮（以N

28、计 mg/L）101015总磷（以P计 mg/L）1116溶解性总固体（mg/L）10001000100017石油类（mg/L）1118阴离子表面活性剂（mg/L）0.50.519余氯（mg/L）0.050.050.0520粪大肠菌群（个/L）200020002000注：当敞开式循环冷却水系统换热器为铜质时，循环冷却系统中循环水的氨氮指标应小于1 mg/L。加氯消毒时管末梢值。根据火力发电凝汽器管选导则DL/T712-2000、水工设计技术规定、污水回用设计规范、火力发电厂设计技术规程以及循环水补充水水质要求（GB350-83工业循环冷却水水质标准）中的规定，根据电厂选用凝汽器管材为铜材，浓缩

29、倍率为2.53.0， 电厂循环水补水水质需要达到以下水质要求： 电厂循环冷却水水质要求水质指标水质要求PH值69浑浊度/(NTU)5电导率/(;/s/cm)1000总硬度/(mg/L)200悬浮物/(mg/L)10总碱度/(mg/L)350Ca2+/(mg/L)36Cl-/(mg/L)300总磷/(mg/L)1CODCr/(mg/L)20NH3-N/(mg/L)1细菌总数冬季5105，夏季1105 电厂循环水水质标准部分指标明显高于国家循环水补水水质标准，本设计工艺处理后出水水质标准低于 电厂循环水水质要求，具体数值第四章工程设计说明中4.1.2膜分离脱盐工艺。2.3.2 锅炉补水与热网补水水

30、质要求由于经过深度处理的中水需要进一步软化、脱盐，以满足热网补水及锅炉补水的需要，其水质必需满足钠树脂软化床和反渗透脱盐系统进水最低要求。根据GB12145-89火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准和实际运行情况锅炉补水与热网补水的水质要求如下：锅炉水补水水质：项目标准项目标准硬度1.5微摩/升溶解氧15微克/升铁50微克/升铜10微克/升PH8.59.2氯根50毫克/升碱度3毫摩/升热网补充水水质：项目标准项目标准硬度350微摩/升溶解氧100微克/升悬浮物5毫克/升 电厂实际运行中，检测锅炉水水质硬度为零，氯根约2030毫克/升。第三章 处理工艺处理工艺的选择，直接关系到出水水质指标能否

31、达到处理要求及其稳定性，关系到运行管理是否方便、可靠，以及建设费、运行费、占地面积大小和能耗的高低。因此，合理选择处理工艺方案是工程建设成功与否的关键。根据中水进水水质指标和出水水质要求以及中水站处理程度，选择的中水回用处理工艺除了要求对有机污染物和悬浮物有较高的去除率外，还要具有良好的脱盐、除硬度等功能。3.1 工艺方案的选择原则本项目属废水的资源化回收利用项目。方案的比较内容分为技术水平比较和经济比较两个方面。技术水平比较的原则是污水处理基本工艺路线与主要处理单元的技术应先进、可靠，易于操作管理，水质稳定，对污水水质水量的波动有较强的适应能力，保证污水处理站能够保质保量地向电厂供水。处理厂

32、占地面积、劳动定员等也是技术比较的重要内容。经济比较的原则是投资回收期的长短。3.2 国内污水处理及回用水平现状生活污水处理的主要任务是去除污水中的悬浮物、BOD和NH3-N等，处理工艺一般是把格栅、滤网和沉砂作为一级处理。二级处理（生物处理）能大幅度去除水中呈胶体和溶解状态的有机污染物，污水经处理后可达到排放标准。生活污水处理目前主要有活性污泥法、SBR法、A/A/O法、氧化沟法、生物膜法等，活性污泥法由于占地面积大，投资大，维护管理麻烦，在中小型污水处理中的应用越来越少。其它各种方法都有其独自的特点，技术上应该说都没有问题。其实，污染物在水中的分解是一种热力学过程，在处理工艺中，所使用的不

33、同方法的单元越多，对污染物的去除就会越好。并且各种工艺的处理效果很关键在于要方便维护、管理，对水质波动有较强的耐冲击能力。城市污水二级处理水回用循环冷却水面临水质差，暂硬较高，含有氨氮、磷酸盐及微生物污泥等污染物质，容易导致冷却水系统化学与生物结垢，以及造成设备腐蚀等问题。目前国内外常用的中水回用处理技术有单纯过滤处理、石灰混凝澄清过滤处理、吸附氧化处理及膜处理等工艺。污水深度处理的方法根据二级处理后的水质来选择。3.2.1单纯过滤处理利用二级处理后的城市污水回用到对水质要求不太高的企业，一般电厂不会采用此项工艺，一般经过机械过滤及消毒，去除残余的悬浮物就可以了。通过过滤，将悬浮物降至10mg

34、/L以下；消毒的目的是防止回用水系统中滋生微生物粘膜或藻类。3.2.2石灰混凝澄清过滤处理一般的生物处理或二级处理，对氮、磷的去除效果差。含氮、磷量高的废水回用，则导致水体的富营养化，使水体中藻类大量繁殖，使水体受到二次污染。用石灰深度处理城市污水，不仅去除氮、磷，还有杀菌作用，可将大肠杆菌去除。同时也可除去污水中部分钙、镁、硅、氟、有机物和重金属。3.2.3吸附氧化处理采用活性炭吸附或臭氧氧化，一般是去除残余溶解有机物及色素。3.2.4反渗透法反渗透亦称逆渗透（RO）。是用一定的压力使溶液中的溶剂通过反渗透膜（或称半透膜）分离出来。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。根据各种物料的不同渗

35、透压，就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。反渗透法是近20年来发展起来的膜技术，在循环水处理系统中，一方面可以用于排污水的净化，处理后的水直接重复利用，减少排放量；另一方面可用于补充水的脱盐处理，提高循环水系统的浓缩倍数。在一定的循环冷却水系统中，只要改变补充水的含盐量，就可以改变循环水的浓缩倍数，而提高浓缩倍数是保证循环水冷却系统经济运行的关键。反渗透是目前最先进、有效、节能的膜法液体分离技术，其过滤精度可达0.34nm，可有效去除水中溶解盐（单支膜元件的脱盐率高达99.5%以上）及几乎100%的胶体、有机物、微生物，只允许气体和微量的小分子(分子量小于100)或离

36、子通过。常温条件下，可以对溶质和水进行分离或浓缩，因而能耗低，具有较高的水回用率。膜分离技术应用面广，无论是无机物还是有机物的水溶液或者非水溶液都可分离。具有从金属离子、病毒、细菌到肉眼可见微粒广泛分离范围。高分子聚合物膜是一个均匀的连续体，因而在使用过程中无任何有害杂质脱落，保证产水水质清洁。膜分离仅以压力等作为推动力，因此分离设备和流程简单，操作和维护保养方便，既可以实现人工控制，又容易实现由电脑控制的全自动运行。以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型、高效流体分离单元操作技术，30年来取得了令人瞩目的飞速发展，已广泛应用于国民经济的各个领域。因此，研究新的水处理技术，降低投资和系统

37、运行费用，提高整体管理水平，彻底解决水垢附着、设备腐蚀以及微生物的滋生与粘泥问题，大量减少循环水系统排污水量和补充水量，提高浓缩倍数，实现趋零排污，已经成为企业提高节能降耗以及减少环境污染的大趋势。以上四种深度处理方法的选用是根据二级处理后的污水水质和经深度处理后的污水用途来决定的。其中吸附氧化处理和离子交换除盐处理是用于对水质要求较高的用户，如锅炉的补充水等，其处理系统比较复杂、投资很高。根据 电厂提供的污水水质、水量和回用要求，提出石灰混凝澄清法和反渗透膜处理工艺为可选择工艺。3.3 处理工艺分析3.3.1石灰处理原理石灰处理是通过投加石灰乳控制出水PH为10.310.5，进行下面三个反应

38、，产生大量各种形态的CaCO3结晶，降低水中暂硬，同时生成结晶核心还可以对其它杂质起凝聚、吸附作用；而且石灰乳引起的PH值的升高也为氨氮和磷酸盐的去除创造了条件。为了提高工艺的沉淀效果，一般在处理过程中投加适量的凝聚剂与助凝剂，通过压缩双电层作用使分散的悬浮物、CaCO3结晶、有机物、有机粘泥、胶体物等带电体失稳，在机械混合搅拌和高分子助凝剂架桥与网捕作用下，颗粒物质碰撞结合长大，使污染物变的容易沉降。石灰参与的软化反应有:CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H2OCa(HCO3)2+Ca(OH)22CaCO3+2H2OMg(HCO3)2+Ca(OH)22CaCO3+Mg(OH)2+ 2H2O

39、理论上经石灰软化后,水中的硬度能降低到CaCO3 和Mg(OH)2溶解度值,但实际上钙、镁离子的残留量常高于理论值,这是因为反应所生成的沉淀中会有少量呈胶体状悬浮于水中不能沉淀下来. 所以为了尽量减少残留的碳酸盐硬度,同时加入了聚合硫酸铁作为絮凝剂,这样在去处碳酸盐硬度的同时也去除了一部分悬浮物。经过沉淀后的出水加入硫酸，用于调节石灰加入造成的PH 值的升高.并且把石灰没有去除的碳酸盐硬度转化为溶解度较大的非碳酸盐硬度。用石灰澄清过滤工艺深度处理可以去除90 %以上的碱度、磷酸盐、浊度、铜、铝和亚硝酸盐,去除硅酸盐、铁、氨、CODCr和BOD5 的能力在50%以上。在国内外有多家热电厂采用石灰

40、混凝澄清法做为城市污水回用于循环冷却水系统的主体工艺，主要是依据石灰法以下特点：石灰有巨大的表面积和新生态活性,具有良好的吸附功能,去接触、捕捉微小的胶体颗粒,从而可以对悬浮物、有机物和菌藻类有效去除石灰处理所形成的环境条件可以有益于NH3-N的分解，金属和混凝土材料缓蚀，反应产物的沉降分离可以抵御或缓冲二级处理污水（水源水）水质波动的影响降低部分（或大部分）碱度石灰是最好的絮凝剂和助沉剂，也是良好的吸附剂便于排出物的进一步固态化浓缩处理价格低，有效成分含量高，有较好的经济性3.3.2膜分离除盐原理反渗透法是近20年来发展起来的膜技术，现己被广泛地用于水质除盐和污水治理等方面。该法专门用以分离

41、水中的分子态和离子态溶解物质，其实质是向水溶液中施加巨大的压力，使溶剂水透过反渗透膜成为淡水，而溶质被阻留成为浓水，由此可达到两个目的，一是从含盐水中制取淡水；二是浓缩污水中的溶解态污染物质，处理后的污水或直接排放或重复利用。超滤和微滤亦属于压力推动的膜工艺系列，就分离范围而言，它补充了反渗透、纳滤和普通过滤之间的空隙。超过滤是对料液施加一定压力后，高分子物质、胶体、蛋白质、微粒等被半透膜所截留，而溶剂和低分子物质则透过膜。超过滤的分离机理主要是膜表面孔径筛分机理、膜孔阻塞的阻滞机理和膜面以及膜孔对粒子的一次吸附机理。一般来说，超滤操作的跨膜压差为0.2-0.7MPa，远远小于反渗透等膜法装置

42、。但超滤装置不能脱盐，实现不了我们污水深度处理的目的，一般在中水中做为反渗透工艺的最终预处理工艺。反渗透膜技术，是利用一种具有半透性能的膜在借助外在压力推动下实现水溶液中某些组分选择性透过的分离技术。3.4 处理工艺设计根据现场实际情况和指标要求，通过分析研究，本方案设计提出中水回用工程的处理工艺为：方案一、石灰处理工艺；方案二、膜分离除盐工艺。处理工艺流程如下。3.4.1方案一、石灰处理工艺污水厂出水泥浆收集池石灰乳、混凝剂、助凝剂机械加速澄清池带式脱水机重力旋流反应器硫酸重力无阀滤池集泥斗二氧化氯发生器消毒池锅炉焚烧脱硫或填埋超滤组件循环水及热网补水清水箱超滤产水箱超滤产水箱反渗透用水石灰混凝澄清过滤工艺处理工艺流程3.4.2方案二、膜分离除盐工艺 膜分离除盐工艺第四章 工程设计说明4.1 工艺设计l 设计范围工艺设计的设计范围包括：工艺流程设计，处理建构筑物的单体设计，以及确定工艺设备的选型和技术参数。l 设计参数设计平均日流量：3000m3/d处理厂自用水量： 5%（占总水量）设计时平均流量：125m3/h设计平均日运行时间：20h/d4.1.1石灰澄清过滤工艺（方案一）A 工艺流程处理流程详见工艺流程图。城市污水经生物处理后，进入机械加速澄清池，在池中，污水与加入进来的石灰、絮凝剂充分混合，石灰可降低污水中的暂时硬度和碱度，同时也可以为