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阿聯酋農場凈化井水項目技術方案

項目建設背景和意義

本項目井水不能直接在農場使用，需要進行凈化處理，然后用于中小型農場使用，主要污染物為鹽份（TDS）和懸浮物SS。

設計原則

（1）嚴格貫徹執行國家相關政策、法規、規范及標準結合國際國內污水處理技術水平，根據進水水質和出水水質要求，采用合理、成熟、先進、效率高、運行穩定可靠的污水再生處理工藝，降低工程造價及處理成本。  

（2）綜合考慮原水的水質、水量特征，選用針對性較強、工藝技術先進、穩定經濟安全的處理工藝，做到處理系統簡潔、處理效果好，出水穩定達標。

（3）采用低耗、高效、易操作、便管理的技術和設備，******限度地節約運行費用，減輕勞動強度。

（4）長期運行的穩定性。在工藝選擇和工程設計時充分考慮氣候、季節變化對水質水量的影響，充分考慮水質隨時間延長的變化，采取可靠的保證措施，使處理站能長期、穩定運行。

（5）合理的高程布置，緊湊的平面布局，明快的設計功能區劃。實現優化設計，減少對周邊環境的影響，減少占地面積，節約項目投資。

（6）高效的管理。對主要的工藝環節采取自動控制和中央控制，降低管理工作量和運行控制的復雜程度，盡可能的減少由于人為操作對系統造成的影響，力求管理方便、安全可靠、經濟實用。避免二次污染。結合工程的實際情況，妥善進行固廢處理。

設計范圍

（1）從管路進入集裝箱開始到淡化水產出為止；

（2）工藝流程、工藝設備選型、工藝設備的結構布置及電氣控制等設計工作。

 工藝選擇

工藝選擇依據

根據不同的進水水質、水量和回用的水質、水量要求而設計，工藝的篩選主要依據以下污染因子的去除而執行。

Ø 去除懸浮固體

懸浮固體是水中不溶解的非膠態的固體物質，它們在條件適宜時可以沉淀。進水中懸浮物的濃度不僅僅只涉及到出水的SS指標，而且對BOD₅、COD等指標有影響，因此控制出水的SS指標是最基本的，也是最重要的環節。

Ø 去除臭味

惡臭是大氣、水、廢棄物等物質中的異味通過空氣介質，作用于人的嗅覺而被感知的一種嗅覺污染。判斷惡臭對人們的影響，主要以給人們帶來不舒服感覺的影響為依據。

再生水因其使用途徑，對水質臭味的要求尤為嚴格，含有臭味的再生水不僅影響環境，還破壞了景觀效果。

Ø 去除溶解性固體 (TDS)

溶解性固體又稱總含鹽量，代表水中溶解物雜質的含量，一般TDS值越大，水中雜質含量越大，從而反應出溶液導電性好，電導率高。其與氯離子(Cl^-)有著相對穩定的比例關系，因此平時只測[Cl^-]濃度就能反應出TDS含量。

Ø 去除硬度和堿度

硬度（H）指水中Ca²⁺、Mg²⁺的含量，其數值大小、組成直接影響結垢程度、性質和成份。堿度（A）指水中OH^-，HCO₃^-及CO₃^2-的含量，其數值大小對后續膜系統有直接影響。

Ø 去除色度

色度是反映水質好壞的直接參數，再生水景觀水體一般具有流動性差、自凈能力差、污染物含量高且不斷積累等特點，這些性質易使水體產生色度積累，使水體失去觀賞功能。

電滲析法除鹽技術

電滲析法是利用電能來進行膜分離的方法，電滲析過程就是滲析過程和電化學過程相結合的基本工程，電滲析法是在直流電場作用下，以電位差為推動力，利用陰、陽離子交換膜對水溶液中陰、陽離子的選擇透過性，把電解質從水溶液中分離出來。但由于電滲析法容易出現極化現象，使電流效率降低，pH降低，除鹽率和產率降低。

反滲透（RO）除鹽技術

反滲透技術是從動植物細胞膜的滲透現象中得到啟發而發展起來的一門新的處理技術。反滲透膜一次除鹽率＞95%，產水率可達75%。

當原水含鹽量高時，反滲透的制水成本低于離子交換技術，因此一般將反滲透膜技術與離子交換技術組合，將反滲透作為離子交換器的預處理，不僅能保證出水穩定，延長樹脂使用壽命，而且更環保。

反滲透法處理有以下特點：

優點：

◇反滲透技術是當今較先進、穩定、有效的除鹽技術；

◇與傳統的水處理技術相比，膜技術具有工藝簡單、操作方便、易于自動控制、無污染、運行成本低等優點，特別是幾種膜技術的配合使用，再輔之經其他水處理工藝，如石英砂、活性炭吸附、脫氣、離子交換、UV殺菌等；

◇原水含鹽量較高時對運行成本影響不大；

缺點：

◇預處理要求較高、初期投資較大

連續電除鹽（EDI）技術

所謂的EDI技術是將電滲析技術和離子交換技術融為一體，通過陽、陰離子的選擇透過作用以級離子交換樹脂對水中離子的交換作用，在電場的作用下實現水中離子的定向遷移，從而達到水的深度凈化除鹽，并通過水電解產生的氫離子和氫氧根離子對裝填樹脂進行連續再生，因此EDI制水過程不需酸、堿再生即可連續制取高品質超純水。該技術先進、結構緊湊、操作簡便的優點，是水處理技術的綠色革命。

除鹽處理工藝比較

結合以上各處理工藝特點，考慮到實際操作和經濟效益，接下來主要對反滲透和離子交換以及EDI技術做個簡單比較。

Ø 反滲透與其它水處理方法相比具有無相態變化、常溫操作、設備簡單、效益高、占地少、操作方便、能量消耗少、適應范圍廣、自動化程度高和出水質量好等優點。反滲透法脫鹽率及產水純凈程度都比電滲析法高,出水水質優于我國《生活飲用水衛生標準》。有資料表明,反滲透法淡化苦咸水的能耗---電耗、水耗均低于電滲析法,而且反滲透法設備結構緊湊、占地面積小、運行效果穩定可靠、符合“清潔生產”要求。系統的脫鹽率達96 %以上,淡化水水質達到國家生活飲用水標準。反滲透裝置高度集成化,可望成為定型的成套設備。其缺點是需要高壓設備，原水利用率只有75-80%，膜要定期清洗。反滲透法制取除鹽水是一個物理過程，所以比離子交換法環保。同時處理過程簡單，易操作，自動程度化高，系統便于管理和維護。

反滲透的預處理要求比離子交換法嚴格，主要目的是解決如下問題：

（1）防止反滲透膜面結垢（包括CaCO₃、CaSO₄、SiO₂、鐵、鋁等在膜面沉積）；

（2）防止膠體物質及懸浮固體微粒污堵；

（3）防止有機物的污堵；

（4）防止氧化性物質對膜的氧化破壞；

（5）保證進水水溫，保持反滲透裝置產水量穩定。

在反滲透裝置前配置保安過濾器，以防止顆粒進入高壓泵及RO膜組件，損傷高壓泵部件和劃傷反滲透膜表面.保安過濾器濾芯采用外層精度為10μm，內層精度為3-5μm；這樣不僅提高了過濾精度，還提高了濾芯使用壽命。也可采用超濾（UF）作為預處理 

Ø 多年來，離子交換水處理技術一直被認為是穩定可靠的高純水生產技術，該技術已廣泛應用于許多工業領域，如電廠鍋爐補給水等。離子交換工藝過程比較煩瑣，陽床、陰床和混床再生時要多次倒換閥門，而且一般每天或間隔一天就需再生，所以操作難度大，隨著自動化程度提高各控制點可通過PLC位機操作，有效解決了操作繁瑣的難題。但其酸堿耗量大，再生廢水多，另外由于樹脂對非極性的大分子沒有去除能力，所以制水過程中可能會出現細菌殖生。當原水含鹽量高時，反滲透的制水成本低于離子交換技術，因此一般將反滲透膜技術與離子交換技術組合。

Ø 全膜法除鹽工藝即“超濾(UF)+反滲透（RO）+連續電除鹽（EDI）”，該工藝用超濾（UF）替代傳統的多介質過濾器，用RO膜系統作為主要除鹽裝置，用EDI技術代替傳統混床精除鹽裝置。該工藝與傳統除鹽工藝相比具有如下優點：1）連續運行產水水質穩定品質更佳；2）運行成本低；3）占地面積小；4）操作維護簡單，無需接觸酸堿；5）使用安全及環境良好；

缺點：1）前期投資量大；2）系統維護工作量小，但要求高；

綜上所述，選擇反滲透工藝作為一級除鹽處理。