首先將目標(biāo)水質(zhì)與原水水質(zhì)進(jìn)行對比可以看出， pH值、懸浮物、總堿度+總硬度、氯化物、總?cè)芙夤腆w達(dá)不到要求，其余水質(zhì)指標(biāo)能達(dá)到要求。因此，處理方案針對達(dá)不到要求的水質(zhì)指標(biāo)而擬定。

原水水質(zhì)符合堿湖水水質(zhì)特征，具有非常高的總?cè)芙夤腆w(TDS，即含鹽量)和非常高的堿度，含鹽量達(dá)到一般情況下鹽湖水的含鹽量，堿度則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通常的鹽湖水。

本原水要達(dá)到目標(biāo)水質(zhì)，最大的挑戰(zhàn)是脫鹽和脫堿。要將TDS從10579.79 mg/L降至1000mg/L以下，優(yōu)選的工藝是反滲透。若采用離子交換進(jìn)行脫鹽和脫堿，需要消耗大量的酸堿(本項目主要是耗酸量巨大)，除非項目附近有大量廢酸可以利用，不建議采用離子交換法。

反滲透通常是脫鹽工藝，但在本項目由于原水中的堿度來源是碳酸氫根離子(HCO3-)和碳酸根離子(CO32-)，反滲透的脫鹽過程實際上也是在脫除這些離子，因此，也同時脫除了水中的堿度，從而使得目標(biāo)水質(zhì)指標(biāo)中的總堿度+總硬度達(dá)到要求。

由于反滲透對進(jìn)水中的濁度要求很高，因此，在反滲透前面需要設(shè)置相應(yīng)的預(yù)處理措施，以最大程度地去除濁度，延長反滲透膜的清洗周期。目前最先進(jìn)的反滲透進(jìn)水預(yù)處理工藝為超濾。超濾克服了傳統(tǒng)過濾工藝對原水水質(zhì)波動適應(yīng)性差、出水水質(zhì)不穩(wěn)定的弱點。當(dāng)原水水質(zhì)在一定范圍內(nèi)波動時，超濾的出水水質(zhì)非常穩(wěn)定。正是由于這一特出優(yōu)點，超濾正逐漸成為反滲透前的必備預(yù)處理工藝。

由于原水為地表水，在降雨或其它因素影響下，懸浮物含量存在巨大波動的可能性，一定情況下可能超出超濾的承受能力，因此，為了保證后續(xù)設(shè)備穩(wěn)定運行，傳統(tǒng)的混凝、沉淀、過濾也需要設(shè)置。建議采用將此三種工藝置于一個裝置內(nèi)的一體化處理裝置。

處理工藝

處理工藝

工藝說明

1.原水投加PAC、Cl2

原水在進(jìn)入處理裝置前需投加PAC和Cl2。

PAC是目前使用最廣的無機高分子絮凝劑。投加PAC可以中和水中的膠體和其它帶負(fù)電微粒的電荷，使之凝聚成大顆粒，從而在后面的一體化處理裝置中沉淀過濾去除。

投加Cl2是為了殺菌消毒滅藻，防止水中的微生物在后續(xù)處理裝置中孽生造成污堵。同時，Cl2還可以將原水中的亞鐵離子(Fe2+)氧化成鐵離子(Fe3+)，從而在后續(xù)處理裝置中一并去除，降低鐵對反滲透膜的威脅。

之所以選用Cl2作為氧化消毒劑，是因為原水pH較高，投加成品NaClO劑量太大，運行成本過高。直接投加Cl2成本較低。也可以考慮其它在高pH值條件下有較好殺菌效果的氧化劑，比如O3、ClO2，但成本較高。

2.一體化處理裝置

在中小規(guī)模的水處理廠普遍采用裝混凝、沉淀、過濾置于一個裝置內(nèi)的一體化處理裝置，用以去除水中的懸浮物，降低濁度。

投藥后的原水在裝置內(nèi)反應(yīng)，形成絮凝體(礬花)，然后進(jìn)入斜板區(qū)，將大顆粒沉淀下來，最后進(jìn)入過濾區(qū)，過濾后的出水懸浮物含量在5mg/L以下。

3.超濾

超濾膜是一種孔隙極小的微孔膜，通常孔徑在幾十納米。超濾膜可以去除水中絕大部分的懸浮物、膠體、細(xì)菌、病毒，達(dá)到非常優(yōu)質(zhì)的出水。通常超濾出水濁度穩(wěn)定在1NTU以下，SDI值(淤泥密度指數(shù))在3以下。這樣的水質(zhì)對于保證后面的反滲透膜的穩(wěn)定運行具有重要意義，通常情況下，通過超濾的地表水進(jìn)入反滲透膜脫鹽，可以使反滲透穩(wěn)定運行3～6個月。

目前市場上超濾膜的型號很多，但主流材質(zhì)通常情況下只有兩種，即PES(聚醚砜)和PVDF(聚偏氟乙烯)。市場上PES材質(zhì)的超濾膜通常制成內(nèi)壓式，主要用于普通地表水和地下水進(jìn)入反滲透前的預(yù)處理，其對進(jìn)水濁度和顆粒度要求較高，且耐氯性較差，通常不適合于在廢水或微污染水處理中采用。

PVDF材質(zhì)的超濾膜通常制成外壓式，由于是一種氟塑料，它具有良好的耐化學(xué)性(包括良好的耐氯氧化性)和對高濁度水的適應(yīng)性，廣泛用于各種性質(zhì)的水處理中，尤其是廢水回用和微污染水的過濾。

針對本項目的水源水質(zhì)情況，推薦使用PVDF材質(zhì)的超濾膜。這樣在膜污堵時，可以采用投加高濃度的氯(500～900mg/L)來進(jìn)行反洗恢復(fù)膜的性能。

4.反滲透

反滲透是一種先進(jìn)的脫鹽工藝，通常情況下可以脫除水中95%以上的鹽分(三年內(nèi))。在本項目原水TDS為10579.79 mg/L，經(jīng)過反滲透脫鹽的出水在529mg/L以下。經(jīng)過反滲透膜，水中其它殘留的懸浮物、膠體、細(xì)菌、病毒基本去除。硬度可以在1mg/L(以CaCO3計)以下。

反滲透的核心部件是反滲透膜。目前主流的反滲透膜均為PA(聚酰胺)材質(zhì)，早期的醋酸纖維素材質(zhì)的反滲透膜已經(jīng)逐步退出市場。本項目原水水質(zhì)條件下，采用普通苦咸水膜可以達(dá)到50%的回收率(即1m3進(jìn)水可以得到0.5m3產(chǎn)水)，如果需要將水回收率提高到75%，需要使用海水淡化膜。

但使用海水淡化膜由于運行壓力很高(達(dá)5MPa以上)，意味著更高的能耗，本項目由于在缺水地區(qū)，而能源價格較低，可以考慮在反滲透裝置中第一段使用普通苦咸水膜，第二段中使用海水淡化膜，一二段之間使用增壓泵進(jìn)行增泵，濃水排放出口設(shè)置能量回收裝置以降低能耗。具體設(shè)置見下圖：

5.出水

反滲透出水非常優(yōu)質(zhì)，可以有更好的用途，比如作為鍋爐補水。本項目中如果僅與其它處理后的污水一起作為循環(huán)冷卻水，由可以與其它出水混合，消毒后出本項目界區(qū)。