反渗透处置含盐冷凝水的经济性

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本文作者：陈留平、张云云 单位：中盐金坛盐化有限责任公司

国内反渗透膜技术应用的最大领域为大型锅炉补给水，以及工业纯水、饮用水，电子、制药、食品等行业反渗透膜的应用也有一定规模。近几年大型海水淡化、苦咸水淡化、大型市政及工业废水处理等领域已成为反渗透技术应用的重点。目前国外部分真空制盐企业采用反渗透方法处理冷凝水，实现了废水的综合利用，国内在盐行业制盐冷凝水的处理上也已起步。

反渗透处理含盐冷凝水方案

含盐废水的反渗透处理是将盐厂制盐生产过程中产生的制盐冷凝水，通过反渗透装置处理后，产品水达到锅炉用水及市政饮用水标准，从而在根本上实现了盐厂冷凝水的零排放，通过水资源的闭路有效循环，大大降低水的消耗。国内制盐企业均自备电站，配有相应的水处理装置保证锅炉供水，将原有水处理装置引入反渗透技术改造后，可进行含盐水处理，节省部分设备投资。文章以中盐金坛盐化有限责任公司的100万t/a和60万t/a真空盐装置产生的含盐冷凝水为例，介绍反渗透技术在真空制盐行业的应用。

两套装置的240蒸发罐、201蒸发罐、301蒸发罐产生的共计157m3/h高温水输送至储罐，水温80℃以上，电导率≤100μs/cm。该部分水由于温度高、水质较好，可外售供周边工厂作工业用水和浴室洗浴用水。2套装置进入乏水池的冷凝水共计602m3/h，考虑循环水系统有少量溢流水到乏水池及自然挥发影响，乏水池进入反渗透系统的总水量按600m3/h考虑。水温约50℃，电导率约1400μS/cm，NaCl含量约0．5%。在预处理过程将其冷却到35℃以下，水分布如下图3所示。该部分水质随环境和季节的变化波动较小，盐分较高。通过降温和反渗透处理后水质达到DD≤100μs/cm。为满足中温中压汽包锅炉机组水汽品质要求，水汽质量执行《火力发电厂机组及蒸汽动力设备水汽质量》(GB/T12145－1999)。锅炉补给水处理系统水质下表1。用反渗透技术改造老制水装置后，自动化运行程度提高，整个系统运行周期延长，离子交换等后处理工序酸碱消耗、树脂更换、设备维修减少。产水水质:浊度≤1NTU，一年内:SDI≤2;三年内:SDI≤4，余氯≤0．1mg/L。回收率:≥75%脱盐率:一年内:≥97%(35℃)，≥98%(25℃);三年内:≥95%(35℃)，≥97%(25℃)。反渗透系统设计3套150t/h出力并列运行设置。产淡水450t/h、浓盐水150t/h，主要设备包括冷却塔、超滤系统、反渗透装置、加药、清洗系统、水泵、水箱、管道、阀门以及配套的电气、程控系统等。超滤系统分为以下几个单元:超滤保安过滤器、超滤装置、超滤反洗单元、超滤化学加强反洗单元、完整性检测单元、化学清洗单元。反渗透系统:超滤出水进入超滤产水箱后经反渗透给水泵增压后，进入保安过滤器，然后再经高压泵进入反渗透膜。加药系统主要包括:凝聚剂系统、加酸系统、加碱系统、杀菌剂系统、阻垢剂加药系统、还原剂加药系统，其中阻垢剂和还原剂加药装置是反渗透安全稳定运行的关键。

反渗透系统的关键是膜元件的选择，国外知名厂商生产的膜元件脱盐率高，质量可靠，如陶氏、科氏、海德能、东丽等。目前国内厂商生产的膜元件技术与国外产品仍有较大差距，膜的透水量和脱盐率相对较低，产水量下降快，质量不稳定。根据反渗透系统运行的大量实践经验，要使反渗透装置成功运行。一是尽可能地提高预处理水平，使给水符合反渗透进水要求;二是安装足够数量的膜元件，并合理排列，使每个膜元件都有合理的透水量。膜元件的排列组合合理与否，对膜元件使用寿命有至关重要的影响。膜元件数量少了，将造成单个膜元件的水通量过大，从而缩短膜元件的使用寿命。如果膜元件排列组合不合理，则将造成某一段内的膜元件水通量过大，另一段内膜元件水通量过小，不能充分发挥其作用，这样，水通量超过规定值，则膜元件的污染速度将加快，造成膜元件的频繁清洗，缩短膜元件的使用寿命。保安过滤器必须使用，主材用不锈钢材质，内装5μ聚丙烯滤芯，用来去除进水中微小杂质，以免污染反渗透膜。反渗透水再经离子交换等后处理工序，达到锅炉用水要求。

反渗透改造后水处理系统运行的经济性

中盐金坛盐化有限责任公司按年产60万t和年产100万t两套真空盐装置的冷凝水排放状况，新增投资2400万元建设了3套150t/h反渗透水处理装置，处理600t/h的含盐水，其与原制水工艺相比经济效益分析如下。水源河水随着水质的日趋恶化，处理药剂消耗不断增加，并且盐份不能处理完全，除盐水达不到锅炉进水水质标准，所以须用部分自来水代替河水，既浪费水资源，又增加制水成本。合计进水308t(河水210t+自来水98t)，混床产水200t，总产水率65%，详见表4。基础条件:制水装置年运行350d，锅炉用水200t/h，盐厂供含盐冷凝水600t/h，外售反渗透水价格2．8元/t，河水取水资源费0．29元/t，自来水3．5元/t，电价0．51元/kW•h用反渗透制水新装置改造取代老制水装置年直接经济效益为:【250t×(2．8元/t－1．57元/t)+200t×(5．75元/t－4．18元/t)】×350d×24h/d=522．06万元。反渗透浓盐水回矿量150t/h，现有管道设施可以满足要求;如果600t/h的制盐冷凝水不经过反渗透脱盐处理，无法直接排放，全部回矿需另外铺设一条回矿距离20km的管道(DN500，PE管道，1．0MPa)，将增加投资成本:管道材料费930元/m×20000m=1860万元，施工费450元/m×20000m=900万元，合计2760万元。因此，采用反渗透技术处理含盐水后可节省回水管道投资2760万元及相应的折旧、财务、维修、管理等费用。老工艺设备年用自来水98×350×24=823200t，用制盐冷凝水反渗透处理后这部分水可节约。

结束语

真空蒸发制盐产生的含盐冷凝水是制盐企业必须要解决的环保问题，反渗透水处理工程可以在根本上实现盐厂冷凝水的零排放，大大降低了水的消耗，减少制盐冷凝水回矿管网铺设的投资成本。在有自备电站的基础上可充分利用厂区原有的水处理设备和场地，仅增加部分厂房、设备和设施，不影响原制水系统的生产运行。工程投产后将减少工艺废水对环境的污染，减少化学药剂消耗，提高制水车间自动化运行程度和生产效率。处理后的纯水可以进入市政水网，直接产生收益，经离子交换后可作锅炉用水。反渗透除盐技术节水效果明显，技术成熟可靠，经济效益显著，将为制盐企业在日益激烈的市场竞争中进一步降低成本，实现节能减排发挥积极作用，因此在制盐行业具有非常广阔的应用前景。