广汽污水站零排放处理方案.docx

1、概述 3
2、设计依据 3
2.1设计依据 3
2.2设计原则 4
3、水质水量 4
3.1、水量 4
3.2、排放要求 5
3.3、原水水质 7
3.3.1废水产生及排放情况 7
3.3.2各车间排放量及周期 8
4、工艺选择 11
4.1、污水特点分析 11
4.2、工艺选择 12
4.2.1传统脱盐回用工艺预处理工艺 13
4.2.2双膜法脱盐处理工艺流程 14
4.2.3反渗透-脱盐系统的核心 17
4.2.4反渗透进水水质要求 18
4.2.5传统预处理工艺面临的问题 18
4.2.6MBR与传统预处理的比较 19
4.2.7MBR技术介绍 20
4.2.8久保田MBR平板膜技术优势 23
4.2.9中空纤维MBR与平板MBR对比总结 24
4.2.10反渗透原理 26
4.2.11脱盐工艺的选择 27
4.3、MBR深度处理工艺及说明 34
4.3.1MBR工艺特点 34
4.3.2MBR深度处理工艺流程图 35
4.3.3MBR深度工艺说明 35
4.3.6主要设备与构筑物设计 36
5、工业复用水系统工艺流程及说明 41
5.1工业复用水系统 41
5.1.1工艺流程图 41
5.1.2工业复用水处理系统工艺说明 41
5.2超浓缩脱盐＋MVC系统 41
5.2.1进出水质 42
5.2.2反渗透污水回用处理水量平衡 42
5.2.3工艺流程及说明 44
5.2.4 特种反渗透RO的设计特点 45
5.2.5 特种反渗透RO工艺设计 45
5.2.6超浓缩脱盐设备清单 46
5.2.7超浓缩运行费用估算 47
5.3、浓盐水蒸发结晶 48
5.3.1水质及水量 48
5.3.2设计进水水质 48
5.3.3设计出水水质 49
5.3.4水质特点分析 49
5.3.5工艺选择 49
5.3.6工艺流程及说明 58
5.3.7主要处理单元与设备设计 59
5.3.8 MVC运行费用估算 65
6、工业复用水系统主要设备报价对比 65
7、运行费用对比 67
7.1传统双膜法＋三效蒸发器处理系统运行费用估算 67
7.1.1MCR运行费用估算 67
7.1.2普通反渗透运行费用估算 68
7.1.3三效蒸发运行费用估算 69
7.1.4传统双膜法＋三效蒸发法运行费用核算 72
7.2超浓缩＋MVC蒸发器处理系统运行费用估算 73
7.2.1MBR运行费用估算 73
7.2.2超浓缩运行费用估算 74
7.2.3MVC运行费用估算 74
7.2.4超浓缩MVC法运行费用核算 75

1、概述
2、设计依据
2.1设计依据
（1） 业主的水质水量资料、处理要求及现场踏勘情况
（2） 《废水再生利用工程设计规范》 （GB50335-2002）
（3） 《建筑中水设计规范》（GB50336-2002）
（4） 《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）
（5）《鼓风曝气系统设计规程》（CECS97:97）
（6）《机械设备安装工程施工及验收通用规范》（GB50231-2009）
（7）《低压配电设计规范》（GB50054-2011）
（8）《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》（GB50275-2010）
（9）《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-2006）
（10）《电气装置安装工程盘.柜及二次回路接线施工及验收规范》（GB50171-11）
（11）《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》（GB50149-2010）
(12) 《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）
2.2设计原则
（1）技术先进可靠、经济合理的原则
采用高效节能、运行稳定可靠的处理工艺和设备，确保出水水质满足使用要求。
（2）低运行成本原则
工程运行成本应作为技术方案选择的重要原则之一。设备选型以高效节能、可靠、方便维护为原则，确保工艺运行效果，降低运行、维护费用；采用适合国情的监测仪表及自动化技术，便于操作和管理。
（3）占地少原则
由于土地资源比较宝贵，处理技术的采用应考虑占地面积小、运行效率高。在满足施工、安装及维修的前提下，使各处理构筑物尽量集中，节约占地。
（4）自动化程度高原则
中水处理系统采用可靠的控制系统，操作简单、维护方便；提高中水处理站的自动化操作水平。
3、水质水量
3.1、水量
水量平衡图3.2、排放要求

COD

BOD5

SS

氨氮

总磷

总氮

石油类

序号
项 目
指 标
1
pH
6.5-8.5
2
悬浮物（SS）（mg/L）≤
-
3
浊度/NTU　≤　
5
4
色度　≤
30
5
五日生化需氧量（BOD5）/（mg/L)　　≤
10
6
化学需氧量（CODcr）/（mg/L)　　≤
60
7
铁/(mg/L)　　≤
0.3
8
锰/（mg/L)　 ≤
0.1
9
氯离子（mg/L)≤
250
10
二氧化硅（SiO2）（mg/L)　　≤
30
11
总硬度（以CaCO3计）（mg/L)　　≤
450
12
总碱度（以CaCO3计）（mg/L)　　≤
350
13
硫酸盐（mg/L)　　≤
250
14
氨氮/以N计（mg/L)≤
10
15
总磷（以P计，mg/L)≤
1
16
溶解性总固体/（mg/L)≤
1000
17
石油类（mg/L) ≤　
1
18
阴离子表面活性剂/（mg/L) ≤
0.5
19
总余氯（mg/L) ≥
0.05
20
总大肠菌群/（个/L)≤
2000
3.3、原水水质
3.3.1废水产生及排放情况

污染源
废水产生
量t/a
污染物
名称
污染物产生情况
治理措施
排放去向
污染物排放情况
产生浓度mg/L
产生量t/a
排放浓度mg/L
排放量t/a
冲压车间
磨具清洗废水W1
300
COD
1200
0.36
各工序倒槽废液均先采用物化和生化相结合的方式处理后与各股废水一起进入1#预处理系统
经三效蒸发处理后全部回用于涂装车间脱脂、磷化及漆雾处理等工段用水，含氮、磷生产废水零排放
-
-
SS
450
0.135
石油类
60
0.018
涂装车间
脱脂、清洗废水W2
47500
COD
500
23.75
SS
200
9.5
石油类
80
3.8
TP
40
1.9
TN
65
3.107
表调废水W3
4750
COD
150
0.713
SS
80
0.38
TP
80
0.38
磷化废水W4
59000
COD
500
29.5
SS
400
23.6
Zn2+
15
0.885
Ni2+
7.3
0.43
TP
100
5.9
TN
50
2.95
喷漆废气处理废水W7
1250
COD
2500
3.125
SS
1500
1.875
TN
10
0.013
电泳后清洗废水W5
39250
COD
800
31.4
进入2#预处理系统
接管至丹徒新区
污水处理厂
COD:248
SS:204.5
NH3-N:9
TP:1.5
石油类:5
废水量：159750
COD:39.625
SS:32.663
NH3-N:1.44
TP:0.24
石油类:0.805
SS
300
11.775
石油类
40
1.57
电泳打磨废水W6
4250
COD
200
0.85
SS
50
0.213
总装车间
淋雨试验室废水W8
2000
COD
200
0.4
SS
100
0.2
石油类
10
0.02
制纯水排水W9
66250
COD
20
1.325
/
SS
150
9.937
生活污水W10
（办公楼、食堂）
48000
COD
350
16.8
进入2#预处理系统
SS
200
9.6
NH3-N
30
1.44
TP
5
0.24
合计
272550

注:涂装车间各工段废水水质均为倒槽液和清洗水的混合水质。

3.3.2各车间排放量及周期
各车间排放量及周期见下表

由于本企业没有实际排水。参考现有类似涂装工厂含氮磷混合废水电导率3000
4、工艺选择
4.1、污水特点分析
（1）涂装废水污染物
油脂、悬浮物、大部分磷酸根、重金属等，需要经过物化+生化的处理工艺才能达到排放要求。
涂装废水的特点
1）有机物含量高，倒槽废水COD含量1000-30000mg/l，如脱脂倒槽废水COD含量30000mg/l，一次性排放量较大。
2）含有污染物重金属
磷化液中常含有镍、锌等重金属污染物，排放标准中对此类污染物有严格规定。
3）废水含盐量较高，致使废水处理难度加大。由于大多数废水是生产环节中的母液、槽液等构成的，溶解其中的各类有机、无机盐含量非常高，含盐量往往超过1%，如脱脂乳化液含盐量在1万mg/l以上。
4）水量在整个厂区排放废水中的比例较小，但排放的污染物最多。
5）具有强酸碱性和氧化性，往往需要进行中和操作，向废水中投加药剂和酸碱，增大污水含盐量。
各个生产工段排水的水质、水量随时间的波动性较大，废水除水量随生产工序的变化而剧烈变化外，污染成分如COD浓度也会发生剧烈变化。
经过物化处理后混合废水COD：500 mg/l 、SS：50mg/l油：10-20mg/l
2）传统处理方式
各生产工序排放废水先经过物化预处理单元，去除废水中油脂、悬浮物、大部分磷酸根、重金属的污染物后，进入生化处理单元处理，去除COD、氨氮、磷等污染物，水质达到排放要求后，实现污水合格排放。
3）零排放处理方式难度
零排放最大的阻力是高昂的运行费用，由于零排放要求浓盐水必须制成固体盐类，只有通过蒸发法实现，蒸发工序的费用占整个零排放的60－70％，只有降低浓盐水的体积和提高蒸发设备的效率才能实现蒸发工序的费用。
普通反渗透的得水率一般只有65－75％，浓缩倍数为3－4倍，因此，浓盐水的体积很大，占原水的1/3－1/4。如果能使RO膜的得水率达到90％以上，浓缩倍数达到10倍以上，会成倍减小蒸发工序的费用。
另外蒸发工序本身的效率也受本身器形的影响和原料成份的影响，特别是引起蒸发器表面结垢的物质影响最大。
涂装废水经过物化+生化处理后的污水成分复杂，废水中有机物结构复杂，种类繁多，往往含有较高浓度的生物难降解物质，甚至是生物毒物，且种类较多如生物中间代谢产物、表面活性剂。
零排放处理通常必须经过脱盐工艺，而脱盐通常采用膜法脱盐，其对进水有很严格的规定，特别对有机物、油、悬浮物、胶体有苛刻的要求，因此需要进行膜前预处理，也相当于生化处理后的深度处理，深度处理必须先通过有效的物化+生化的手段降低RO进水中的COD、生物污染，尽量降低RO膜的进水水质，保持RO膜的良好运行状态，维持脱盐系统的正常运转。
零排放意味着涂装前处理系统的新鲜补水极少，除了污泥和工件、烘干能带出系统少量废水，其他绝大部分涂装前处理排放的废水经过零排放脱盐处理后，淡水全部回用到系统中，从系统水中分离出的固体结晶盐类剩余物打包外运处理。零排放系统组成复杂，有物化生化预处理、深度处理、脱盐处理、浓盐水处理四部分，如果其中任何一部分出了问题，都不能实现废水零排放。因此要求设备即要先进能够达到零排放水质水量，又要求系统自动化程度高、运行稳定可靠，故障率低，管理难度低，是一个集多学科、高科技为一体的综合类系统工程。

4.2、工艺选择
双膜法水处理技术作为一种先进的膜法水处理工艺，具有先进、高效和节能特性，半个世纪以来，现已成功应用于石化、电力、石油、冶金、制药以食品、及市政等多个领域，能够将海水、苦咸水、市政及工业废水等处理成符合各种要求的工业用水或者生活用水，产水水质达到电子超纯水、锅炉补给水以及各种工艺用水、污水回用水的要求。此外，它在食品加工、医药制造以及化学工业的许多方面都有极佳表现，被公认为是21世纪最有前途的高新技术之一。
4.2.1传统脱盐回用工艺预处理工艺

传统膜前处理常常利用活性炭作为主要去除水中有机物的手段，使得活性炭负荷过大，吸附饱和周期很短，往往1－2个月失去吸附能力，需要更换，但是更换下来的活性炭成为危险固体废弃物，需要交由专业回收部门处理，处理费用惊人。造成运行成本大幅增加。
而且活性炭吸附有机物是有选择性的，不是什么有机物都能吸附的，往往造成反渗透通量降低的有机污染物，并不能吸附。在活性炭饱和的过程中，部分有机物会穿过活性炭层，污染反渗透系统。
活性炭吸附了大量有机物和微生物，微生物有了足够食物会快速繁殖，脱落污染后续的反渗透系统，此时的活性炭成为了生物污染源 ，脱落的微生物流到反渗透膜表面附着其上，成为生物污染，造成反渗透膜通量降低，使得反渗透清洗周期缩短，增加反渗透的运行成本。
4.2.2双膜法脱盐处理工艺流程
原水→板式MBR膜→超浓缩反渗透膜RO→脱盐水

双膜法工业复用水处理技术利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔，根据粒径大小可以分为：微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)、反渗透膜(RO)等，膜是具有选择性分离功能的一种材料，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。本中水回收利用技术主要选取了MBR膜(MF/UF)和反渗透膜(RO)的结合。
单一的物化或生化处理很难达到各种不同用途的要求。

采用双膜法工业复用水技术具有以下优点
1)双膜法涂装废水工业复用水工艺可实现水资源的循环回用和减量排放;
2)作为一种清洁生产工艺，膜分离技术在运行过程中将不同的物质进行分离或截留，膜分离过程为纯物理过程，无相变、无化学反应过程，在无二次污染物产生的情况下便可实现水资源的回收和清洁生产;
4.2.3反渗透-脱盐系统的核心
污水回用采用反渗透脱盐较经济
原水含盐量越高，反渗透经济性越明显
反渗透用来脱盐，水中其它杂质宜在预处理中去除。

4.2.4反渗透进水水质要求
温度5-45℃
pH=3-11
余氯＜0.1mg/l
浊度＜4（推荐＜3）
CODmn＜2mg/l（抗污染膜可放宽）
反渗透良好的运行关键解决膜的污堵。

4.2.5传统预处理工艺面临的问题

废水中COD、氨氮、微生物、胶体、悬浮物等含量高
传统预处理的多介质加活性炭过滤不能很好控制SDI
污水回用进水的污染物浓度较高
目前传统处理工艺的纯水系统，目前大部分都运行状况不佳。
污水回用原水的SDI值较高，RO膜、保安过滤器污堵严重
RO膜频繁清洗，寿命缩短，造成运行成本、维护费用增加。
以板式MBR膜为预处理的膜法新工艺解决这一困扰，成为传统膜法预处理工艺的最佳替代。
4.2.6MBR与传统预处理的比较
被MBR膜截留在曝气生化池中的高浓度微生物能有效去除绝大多数有机物（大分子和小分子）胶体、细菌等物质，而活性碳只能选择性吸附部分有机物，并且随着活性碳的饱和，很快失去去除有机物的能力，大量有机物污染RO膜，造成频繁清洗RO膜，缩短RO膜的寿命，1－2个月需要更换饱和的活性碳，作为危险固体废弃物处理，费用很大。
出水水质好且稳定
装置紧凑，占地少，管理维护方便
延长RO膜的使用寿命
减少了化学药剂的投加量
运行费用低

膜法预处理的优势
稳定的产水质量甚至进水水质有突变时
降低操作费用
改善下游RO系统的工资情况
代替澄清池、沉淀池、和石英砂过滤器
较小的占地面积
系统简单
不同预处理工艺对RO膜的影响

传统预处理
多介质过滤+活性炭
MBR膜预处理
RO膜清洗周期
1-3个月
5-6个月
使用寿命
3-4年
5-7年
投资
相当
相当
运行费
100%
70-80%
预处理比较结论：在反渗透的预处理的选择上，MBR微/超滤膜较传统的预处理
更能保证反渗透的进水水质
可将反渗透通量改善30%
可在反渗透清洗频繁方面有更多改善
可提高反渗透的寿命
4.2.7MBR技术介绍

MBR系统示意图

通常反渗透脱盐前增加MBR可有效减少水中污染物，保护反渗透膜免受污染，延长化学清洗周期。
4.2.8久保田MBR平板膜技术优势
4.2.8.1MBR在废水处理工程中的研究历史
4.2.8.2久保田MBR在废水处理工程中的优势
4.2.9中空纤维MBR与平板MBR对比总结
久保田液中膜技术是由久保田公司九十年初在世界上首次开发并成功应用于污水生物处理领域的新型技术。作为该技术的核心设备---浸没式膜组件是高分子聚合技术、膜制作技术及污水生物处理技术长期积累的成果。该组件由壳体、曝气系统、进出水管路系统和膜元件组成。每套膜元件又由平板膜、隔网、支撑板和框架组成。
通常，相比中空纤维膜来说，平板膜不易污堵。由于它特殊的结构，由久保田公司独家开发的平板膜（SMU）不仅比中空纤维膜，而且比其他的平板膜抗污染能力更强，维护管理更加容易，实现了设施的小型化以及节省能耗的运行。此外，由于膜的材料是聚氯乙烯，具有优异的抗物理、化学性能，膜质地坚韧。在正常操作条件下，适合用于膜生物反应器（MBR）的久保田浸没式膜组件（SMU）可以有效的运行多年。
    久保田浸没式膜组件形式为平板膜组件，在支撑板的两面贴上过滤膜形成膜元件，将这些膜元件按一定的间隔装填入壳体中并沉放到活性污泥槽中就构成了MBR组件。组件还包括了收集过滤水的集水管以及提供曝气的散气管。
   久保田膜的材料为氯化聚乙烯，氯化聚乙烯是一种氯化聚合物，具有5-12万的分子量，有较强的物理强度和化学稳定性。而材料为PVDF、PE的中空纤维膜最初是用于饮用水处理的，这类膜在污水处理中的应用存在以下缺陷：中空纤维膜孔径0.1μm，在运行过程中材质会发生变化，运行过程中需要反冲洗，这样就会导致膜孔径的变大，出水中能检测出大肠杆菌。
　　除此之外，由于其自身的结构问题，在实际应用中存在更大的问题。根据不同的水质特征分析如下：对于饮用水处理，处理过程中污泥量较少，可以使用中空纤维膜；对于污（废）水处理，处理过程中污泥量较多，中空纤维膜就不适用了。
　　如果污泥中含有丝状物，丝状物和中空纤维膜缠绕在一起，会引起纤维膜的纤维削减，使得出水中含有污泥成分。如果运行中有污泥的存在，污泥会沉积在膜连接的位置，腐败后同样引起纤维的削减，使得出水中含有污泥成分。随着运行的进行，上述两种情况都将使得处理过程难以进行

4.2.10反渗透原理

4.2.11脱盐工艺的选择
膜技术是高效率的分离技术。由于其是物理分离，不加入化学药剂，因此是绿色技术，不会引起新的环境污染。传统的膜技术主要应用于海水淡化、城市水处理和简单的工业水处理，所用膜元件主要是GE、陶氏化学、海德能等公司大工业生产的普通膜元件。不适合在强酸、强碱、强氧化、高浓缩倍数下等恶劣工业应用领域。
4.2.11.1 特种工业膜技术简介
针对强酸等工业应用领域，需要专门的膜技术来解决资源回收并实现环境保护。特种工业膜分离技术SIMS(Special Industrial Membrane Separation)是HWA的核心技术。该技术主要包括以下几个层面：

  铸膜技术：用高质量的材料进行最佳参数的界面缩聚，并根据具体应用场合进行合金化和接枝处理，合理配比芳香基团和功能基团（C-N, C=O, C-M-O），平衡牛顿力和库伦力，最大限度利用氢键，以实现膜的高通量和高截留率。SIMS膜可以做到：
  a. 按照离子价态分离：3价离子和2价离子分离，2价离子和1价离子的分离，离子和水的分离；
  b. 按照非电离溶解物质分子量分离，可以对MW在50 - 500的分子量进行精确切割分离；
  c. 可耐受强酸(20%硫酸)、强碱(20%氢氧化钠)、强氧化性(50%过氧化氢)、油(2%石油类)、高温(可耐受150C)和高压(200Bar)。
膜元件制作：自动化加工以提高膜元件的质量。根据具体应用场合使用不同性能的中心管、粘接胶、进水格网、产水格网和膜元件外壳，以确保膜元件能够稳定运行在严酷的特种工业应用场合。
膜应用技术：HWA专家团队有三十年的特种工业应用经验和数百个大型国际工程经验，积累和逐渐完善了SIMS的专有应用技术，这些应用技术包括阻垢技术和铁污染防治技术等。通过合理的预处理、合理的膜元件排列、合适的膜表面流速控制、合理的化学药剂组合、有效的清洗技术、及时的数据分析和现场操作指导来保证SIMS系统稳定可靠地运行。
典型应用领域：包括矿业、冶炼和湿法冶金、化工等领域。
  矿业：
1. 铜矿酸性矿坑水分离回收铜和工业用水，实现零排放或者达标排放。
2. 金银矿氰化贫液分离回收贵金属氰络合物和工业水，实现零排放或者达标排放。3. 矿山废水中危害元素浓缩回收，防止铅Pb、砷As、镉Cd、铬Cr、汞Hg、铊Ti 等有害重金属对环境的破坏和对人体的伤害。
冶炼和湿法冶金：
4. 进行铜、镍、锌等离子和酸的分离，分别回收金属和酸，节省中和用碱，实现零排放或达标排放。
5. 金氰络合物和铜氰络合物的分离，消除铜等离子对贵金属冶炼的影响，实现稳定生产和环境保护。
6. 酸、碱的净化回收，减少中和费用，循环回收大部分资源，实现废水零排放或达标排放。
7. 氨等工作试剂的回收，稀土冶炼中有机酸和氨的净化回收，循环使用工作试剂，降低生产成本。
油气田：
8. 超低渗透油气田的回注水处理: 将回注水中的悬浮物二价离子去除，并保留能将细小毛细管清洗的一价离子，大幅度提高油气田采收率。
9. 重油开采中蒸汽辅助重力泄油（SAGD）地下回水处理并回用蒸汽锅炉: 通过高温连续SIMS处理，可以大幅度降低蒸汽锅炉补给水的投资和运行成本。
10. 页岩气田回用水处理: 通过耐油耐高温SIMS处理地下采出水，可以大幅度降低页岩气采出水的处理成本。  
  一般工厂：
11. 超浓缩：通过对现有普通RO膜浓缩盐水的进一步处理，再实现5-10倍超浓缩，大大减少浓盐水的蒸发和进一步处理成本，帮助企业实现零排放。
12. 热量回收：通过高温SIMS处理，能够回收高温水中的热量，降低企业能耗，并实现节能减排。
13. 特殊试剂回收：通过精确切割分子量，实现化工试剂如乙二醇的回收。
14. 酸、碱回收：净化分离回收酸和碱，回收资源并降低中和费用。
4.2.11.2 相关工程案例
HWA有浓盐水超浓缩的丰富工程经验。在美国DALLAS和加拿大都有类似的超浓缩应用，DALLAS项目NaCl浓缩到20%。类似的项目还包括：
1） 在饱和CaSO4环境下使用特种工业膜技术浓缩并回收水，如Sun Metals 金属冶炼厂零排放工程。Sun Metals公司在澳洲Townsville的锌冶炼厂位于Townsville大堡礁附近，冶炼厂必须零排放。传统的沉淀法无法沉淀硼（沉淀后溶液中仍然有30mg/L），为了减少溶液蒸发量，需要用膜技术对沉淀池上清液进行再浓缩。工艺流程如下：

该工艺采用二段膜浓缩技术。首选使用SIMS NF对沉淀池上清液中的二价离子如Ca、Mg进行截留，让硼透过，然后使用SIMS RO对NF产水再浓缩。该NF + RO膜系统将硼浓缩20倍，使得溶液由40m3/h浓缩为2m3/h，然后去蒸发。SIMS RO产水作为锅炉补给水。这样就实现了零排放ZLD(Zero Liquid Discharge)。该系统已经运行15年。
2） 对含高浓度污染物的矿井水进行超浓缩，并实现零排放。如西班牙的Seville CLC铜矿。该铜矿位于西班牙Cobre Los Crucas，矿井水中有高浓度的砷、氟和硼，根据欧盟新的排放标准，这些地下水必须零排放，即使回注地下，也不能将污染物再回注。由于蒸发的成本太高，需要使用膜技术对地下水进行高倍浓缩。HWA通过SIMS系统将其进行了30倍的浓缩。膜系统的干净产水去回注地下，浓缩液去蒸发。蒸发量从750m3/h大幅度降低到25m3/h，大大降低了能耗。通过SIMS特种工业膜超浓缩，该矿山实现了零排放ZLD。工艺流程如下：

该工艺要处理的水为矿井水，其中含有大量的Ca/Mg/As/B/F等离子，水量为750m3/h。HWA超浓缩工艺首选通过超滤UF对矿井水进行预处理，滤掉其中的悬浮物SS，然后通过SIMS RO1对其浓缩10倍，RO1产水为干净水，可以回注地下；RO1浓水中Ca、Mg已经过饱和，需要通过引入式沉淀法将其沉淀出来。沉底池上清液再通过UF超滤后进入SIMS RO2系统，对其再浓缩。RO2实现了3倍浓缩，RO2产水为干净水，可以回注地下，RO2的浓缩液只有25m3/h，去蒸发。该工艺实现了30倍的超浓缩，并实现了矿山零排放ZLD。该系统已经运行5年。
3） HWA为世界很多矿业资源公司回收了大量的资源，包括贵金属、工业水、热量以及试剂等。通常情况是不中和直接回收液体中的资源，使得运行成本大大降低。典型工程案例包括：
YEAR
地点 Company
应用 Application
Scale 规模
1992
Phelps Dodge, TX, USA
铜冶炼厂回收铜和酸 recover Cu for smelter
60 m3/h
1993
Western Mining, Australia
回收硫酸铵 recover ammonia sulfate
700 m3/h
1996
Cananea De Mexicana, Mexico
铜矿酸性水回收铜 recover copper from AMD
800 m3/h
1997
Simplot Mining, USA
酸性水回收处理 AMD process
80 m3/h
1997
Kennecott Copper, USA
铜矿酸性水回收铜 recover Cu from AMD
120 m3/h
2000
Sun Metals, Australia
锌冶炼厂酸性水处理 acid solution Zn smelter
100 m3/h
2001
Korea Zinc, Korea
锌冶炼厂酸性水处理 acid solution Zn smelter
80 m3/h
2002
Phelps Dodge, USA
铜冶炼厂酸性水回收 Cu recovery, ZLD
125 m3/h
2003
Yanacocha, Peru 1
氰化贫液回收金 Au recovery, CN barren solution
250 m3/h
2005
Yanacocha , Peru 2
氰化贫液回收金 Au recovery, CN barren solution
1000 m3/h
2008
Yanacocha , Peru 3
氰化贫液回收金 Au recovery, CN barren solution
500 m3/h
2008
Waihi Gold, New Zealand
氰化贫液回收金 CN barren solution process
250 m3/h
2009
COBRE-LASCRUCES, Spain
碱性矿坑水处理砷 As removal, alkali mine drainage
600m3/h
2009
紫金矿业 Zijin Mining Group
铜矿酸性水处理回收铜 Cu recovery, AMD
166m3/h
2010
Yanacocha Peru 4
氰化贫液回收金 Au recovery, CN barren solution
500 m3/h
2011
 Spain CLS 
超浓缩20-40倍，零排放 ultra-concentration, ZLD
750m3/h
2012
Barrick gold Co
氰化贫液金铜分离回收Au/Cu recovery
500m3/h
4.3、MBR深度处理工艺及说明
4.3.1MBR工艺特点
l 膜生物反应器(MBR)的特点：
MBR是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型污水处理技术。它可以取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离。膜生物反应器技术具有许多其他生物处理工艺无法比拟的明显优势，主要是以下几点：
Ø 能够高效地进行泥水分离，出水水质良好、稳定，出水悬浮物和浊度接近于零，可直接回用。
Ø 膜的高效截流作用，使微生物完全截流在反应器内，实现了反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离，使运行控制更加灵活稳定。
Ø 反应器内的微生物浓度高，可达10,000毫克/升以上，生化效率高，耐冲击负荷强。
Ø 可控制较长的SRT，有利于增殖缓慢的硝化菌的截流、生长和繁殖，氨氮去除率高。
Ø 膜分离使污水中的大分子难降解成分，在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间，有利于专性菌的培养，大大提高了难降解有机物的降解效率,COD去除率高。
Ø 遭受负荷或毒性物质冲击发生污泥膨胀时，细菌不会随水流失，当来水水质正常后，系统可快速恢复正常工作。
Ø 泥龄泥龄长，剩余污泥少，大大减小污泥处理费用和二次污染。
Ø 污泥浓度高，容积负荷高，占地面积小。
Ø 模块化设计易于扩容。
Ø 系统采用PLC控制，可实现全程自动化控制和远程监控。
Ø
4.3.2MBR深度处理工艺流程图
4.3.3MBR深度工艺说明
污水经生化池处理后自流入MBR膜池，MBR膜组件自身配置了空气曝气系统，用于提供生化所需的需氧量以及用于搓洗膜片，减轻膜污染。集于MBR集水管后由清水泵抽出处理后的水，几乎全部细菌及悬浮物均被截流在好氧曝气池中，并使出水达到悬浮物接近于零的优良水质。MBR生化剩余污泥由污泥泵排放，经污泥储池浓缩，脱水机脱水后外运处置。
4.3.6主要设备与构筑物设计

MBR系统示意图

4.3.6.1 MBR生化池
由二沉淀、混凝反应池改造形成，
4.3.6.2膜池
由斜板沉淀改造形成
钢筋混凝（防腐）化学清洗方式：原位清洗
4.3.6.3膜组件设计
MBR产水量：
流量30吨/时；
单组膜组产水量：10吨/小时；
膜面积：580m2
膜型号： RW400
膜组数量：3套；
设计通量：0.41m3/m2·d；
膜架外型尺寸：2930×575×4290
附属设备：
清水泵
流量：Q=42m3/h
扬程：H=9m
功率：P=2.2KW
数量：2台(一用一备)
污泥回流潜水泵
流量：Q=75m3/h
扬程：H=10m
功率：P=3.7KW
数量：2台(一用一备)
膜吹扫鼓风机气量
功能：为MBR膜组件提供膜吹扫空气，采用大孔曝气（MBR膜自身配置），提供膜区搅拌曝气所需的气量，使膜表面混合液形成较高错流速度，预防膜表面结垢，形成过厚滤饼或严重浓差极化现象发生，确保膜的正常工作。
总膜吹扫空气流量：Q=8.6m3/min 风压：8m 22KW
曝气生化池鼓风机
1：5曝气量
水深4.5m
Q=2.55m3/h；H=6m；N=4KW ,RPM=1650/min
MBR清洗方式
空气吹扫清洗:
在MBR装置内压缩空气可以引起波动，通过引起摆动和污染颗粒的剥落来达到清洗膜的目的。建议的单组标准曝气量吹扫空气量2.80单组最大曝气量4.00 m3/min。，3组吹扫空气量8.6m3/min膜
MBR化学清洗
清洗方式汇总

4.3.6.4MBR设备清单
表1 膜组件参数

表2配套设备清单

曝气管清洗电动阀

膜清洗药液加药泵

膜清洗药液混合桶

药剂注入桶

4.3.6.5MBR运行费用估算
表3MBR运行费用
项目
用量
单价
日费用
吨水处理费用
(kg/day)
(元/kg)
(元/天)
(元/吨)
药剂
次氯酸钠

草酸

能耗
电（kW·h）

大修

日处理成本（元/天）

吨水处理成本（元/m3）

运行功率32kw,抽吸泵20h运行，其他设备24h运行
32×20×0.8＝510度/日
6年换膜 700×580×3＝120万
120万÷6÷250＝800元/d

5、工业复用水系统工艺流程及说明
5.1工业复用水系统
5.1.1工艺流程图

5.1.2工业复用水处理系统工艺说明5.2超浓缩脱盐＋MVC系统
采用超浓缩双膜法对已经经过物化和生化预处理的污水进行脱盐处理，淡水回用到涂装生产的前处理工序，脱盐形成的浓盐水通过机械加压蒸发器MVC进行蒸发，蒸发出的固体结晶盐类经离心分离脱水分离出盐类结晶