卡塔尔中小型农场净化井水和置换水项目

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设计产水：(参考中国城市绿化灌溉用水标准.:小于等于1000mg/L)

序号	项目	数值	单位
1	PH	6-9	/
2	色度	≤30	/
3	嗅味	无不快感	/
4	浊度	≤10	NTU
5	溶解性固体TDS	≤1000	mg/L
6	五日生化需氧量（B0D5）	≤20	mg/L
7	氨氮	≤20	mg/L
8	阴离子表面活性剂	≤1	mg/L
9	铁，锰	/	mg/L
10	溶解氧	≥1	mg/L
11	总余氯	接触30分钟≥1.0,管网末端≥0.2	mg/L
12	总大肠菌群	≤3	个/升

工艺选择依据

根据不同的进水水质、水量和回用的水质、水量要求而设计的，工艺的筛选主要依据以下污染因子的去除而执行。

去除悬浮固体

悬浮固体是水中不溶解的非胶态的固体物质，它们在条件适宜时可以沉淀。进水中悬浮物的浓度不仅仅只涉及到出水的SS指标，而且对BOD₅、COD等指标有影响，因此控制出水的SS指标是最基本的，也是最重要的环节。

去除臭味

恶臭是大气、水、废弃物等物质中的异味通过空气介质，作用于人的嗅觉而被感知的一种嗅觉污染。判断恶臭对人们的影响，主要以给人们带来不舒服感觉的影响为依据。

再生水因其使用途径，对水质臭味的要求尤为严格，含有臭味的再生水不仅影响环境，还破坏了景观效果。

去除溶解性固体 (TDS)

溶解性固体又称总含盐量，代表水中溶解物杂质的含量，一般TDS值越大，水中杂质含量越大，从而反应出溶液导电性好，电导率高。其与氯离子(Cl^-)有着相对稳定的比例关系，因此平时只测[Cl^-]浓度就能反应出TDS含量。

去除硬度和碱度

硬度（H）指水中Ca²⁺、Mg²⁺的含量，其数值大小、组成直接影响结垢程度、性质和成份。碱度（A）指水中OH^-，HCO₃^-及CO₃^2-的含量，其数值大小对后续膜系统有直接影响。

去除色度

色度是反映水质好坏的直接参数，再生水景观水体一般具有流动性差、自净能力差、污染物含量高且不断积累等特点，这些性质易使水体产生色度积累，使水体失去观赏功能。

除盐水处理工艺介绍

目前除盐水处理工艺主要有蒸馏法、离子交换法及膜分离法等。方案设计要针对不同的原水水质特点和出水要求，设计出最经济有效的工艺，从而保证出水满足企业工业用水的标准。

蒸馏法除盐技术

蒸馏法除盐技术是利用水沸点较低易蒸发，盐沸点较高不蒸发的特性将水盐分离，得到高纯度除盐水的技术。目前已开发出单级闪蒸（SSF）、多级闪蒸（MSF）、多效闪蒸（MED）等。蒸馏法对原水水质要求不高，运行操作简单，除盐同时具有消毒作用，因而在用水量较小的医药卫生行业和实验室、及海水淡化业中仍然采用。由于蒸馏法制备除盐水存在设备腐蚀、结垢、能耗高等技术问题，在工业制水领域应用很少。随着膜技术的发展，蒸馏与膜相结合的膜蒸馏分离技术逐渐成熟，目前在海水淡化和苦咸水除盐中有应用。

离子交换法除盐技术

离子交换除盐是利用离子交换树脂上可交换的氢离子和氢氧根离子，与水中溶解盐发生离子交换，达到去除水中盐的目的。离子交换过程可看作是固相的离子交换树脂与液相中电解质之间的化学置换反应，其过程通常可分为5个连续阶段：

（1）交换离子从溶液中扩散到树脂颗粒表面；

（2）交换离子在树脂颗粒内部扩散；

（3）交换离子与结合在树脂活性基团的可交换离子发生反应；

（4）被交换下来的离子在树脂颗粒内部扩散；

（5）被交换下来的离子在溶液中扩散；

离子交换反应速度很快，当离子交换树脂达到吸附饱和时，采用强酸或强碱与被吸附的离子进行交换，实现离子交换树脂的再生。

离子交换法处理有以下特点：

优点：

◇预处理要求简单、工艺成熟，出水水质稳定、设备初期投入低；

◇由于制水原理类同于用酸碱置换水中离子，所以在原水低含盐量的应用区域运行成本较低。

缺点：

◇由于离子交换床阀门众多，操作复杂烦琐；

◇离子交换法自动化操作难度大，投资高；

◇需要酸碱再生，再生废水必须经处理合格后排放，存在环境污染隐患；

◇细菌易在床层中繁殖，且离子交换树脂会长期向纯水中渗溶有机物；

◇在含盐量高的区域，运行成本高。

电渗析法除盐技术

电渗析法是利用电能来进行膜分离的方法，电渗析过程就是渗析过程和电化学过程相结合的基本工程，电渗析法是在直流电场作用下，以电位差为推动力，利用阴、阳离子交换膜对水溶液中阴、阳离子的选择透过性，把电解质从水溶液中分离出来。但由于电渗析法容易出现极化现象，使电流效率降低，pH降低，除盐率和产率降低。

反渗透（RO）除盐技术

反渗透技术是从动植物细胞膜的渗透现象中得到启发而发展起来的一门新的处理技术。反渗透膜一次除盐率＞95%，产水率可达75%。

当原水含盐量高时，反渗透的制水成本低于离子交换技术，因此一般将反渗透膜技术与离子交换技术组合，将反渗透作为离子交换器的预处理，不仅能保证出水稳定，延长树脂使用寿命，而且更环保。

反渗透法处理有以下特点：

优点：

◇反渗透技术是当今较先进、稳定、有效的除盐技术；

◇与传统的水处理技术相比，膜技术具有工艺简单、操作方便、易于自动控制、无污染、运行成本低等优点，特别是几种膜技术的配合使用，再辅之经其他水处理工艺，如石英砂、活性炭吸附、脱气、离子交换、UV杀菌等；

◇原水含盐量较高时对运行成本影响不大；

缺点：

◇预处理要求较高、初期投资较大

连续电除盐（EDI）技术

所谓的EDI技术是将电渗析技术和离子交换技术融为一体，通过阳、阴离子的选择透过作用以级离子交换树脂对水中离子的交换作用，在电场的作用下实现水中离子的定向迁移，从而达到水的深度净化除盐，并通过水电解产生的氢离子和氢氧根离子对装填树脂进行连续再生，因此EDI制水过程不需酸、碱再生即可连续制取高品质超纯水。该技术先进、结构紧凑、操作简便的优点，是水处理技术的绿色革命。

除盐处理工艺比较

结合以上各处理工艺特点，考虑到实际操作和经济效益，接下来主要对反渗透和离子交换以及EDI技术做个简单比较。

Ø 反渗透与其它水处理方法相比具有无相态变化、常温操作、设备简单、效益高、占地少、操作方便、能量消耗少、适应范围广、自动化程度高和出水质量好等优点。反渗透法脱盐率及产水纯净程度都比电渗析法高,出水水质优于我国《生活饮用水卫生标准》。有资料表明,反渗透法淡化苦咸水的能耗---电耗、水耗均低于电渗析法,而且反渗透法设备结构紧凑、占地面积小、运行效果稳定可靠、符合“清洁生产”要求。系统的脱盐率达96 %以上,淡化水水质达到国家生活饮用水标准。反渗透装置高度集成化,可望成为定型的成套设备。其缺点是需要高压设备，原水利用率只有75-80%，膜要定期清洗。反渗透法制取除盐水是一个物理过程，所以比离子交换法环保。同时处理过程简单，易操作，自动程度化高，系统便于管理和维护。

反渗透的预处理要求比离子交换法严格，主要目的是解决如下问题：

（1）防止反渗透膜面结垢（包括CaCO₃、CaSO₄、SiO₂、铁、铝等在膜面沉积）；

（2）防止胶体物质及悬浮固体微粒污堵；

（3）防止有机物的污堵；

（4）防止氧化性物质对膜的氧化破坏；

（5）保证进水水温，保持反渗透装置产水量稳定。

在反渗透装置前配置保安过滤器，以防止颗粒进入高压泵及RO膜组件，损伤高压泵部件和划伤反渗透膜表面.保安过滤器滤芯采用外层精度为10μm，内层精度为3-5μm；这样不仅提高了过滤精度，还提高了滤芯使用寿命。也可采用超滤（UF）作为预处理 

Ø 多年来，离子交换水处理技术一直被认为是稳定可靠的高纯水生产技术，该技术已广泛应用于许多工业领域，如电厂锅炉补给水等。离子交换工艺过程比较烦琐，阳床、阴床和混床再生时要多次倒换阀门，而且一般每天或间隔一天就需再生，所以操作难度大，随着自动化程度提高各控制点可通过PLC位机操作，有效解决了操作繁琐的难题。但其酸碱耗量大，再生废水多，另外由于树脂对非极性的大分子没有去除能力，所以制水过程中可能会出现细菌殖生。当原水含盐量高时，反渗透的制水成本低于离子交换技术，因此一般将反渗透膜技术与离子交换技术组合。

Ø 全膜法除盐工艺即“超滤(UF)+反渗透（RO）+连续电除盐（EDI）”，该工艺用超滤（UF）替代传统的多介质过滤器，用RO膜系统作为主要除盐装置，用EDI技术代替传统混床精除盐装置。该工艺与传统除盐工艺相比具有如下优点：

1）连续运行产水水质稳定品质更佳；

2）运行成本低；

3）占地面积小；

4）操作维护简单，无需接触酸碱；

5）使用安全及环境良好；

缺点：

1）前期投资量大；

2）系统维护工作量小，但要求高；

综上所述，选择反渗透工艺作为一级除盐处理。

工艺流程

综合上述除盐水作为生活用水需去除的污染因子以及不同除盐处理工艺比较，考虑到占地面积和经济效益以及出水接收方对水质的要求，本方案工艺组合确定为：

预处理（多介质+超滤）+反渗透（RO）