2.1 預(yù)處理系統(tǒng)生化系統(tǒng)二沉池出水呈現(xiàn)出高COD、高懸浮物、高硬度的特性，為了滿足NF進(jìn)水的最低要求，需要先進(jìn)行預(yù)處理沉淀COD、鈣鎂硬度和TSS等。再經(jīng)砂濾和保安過(guò)濾器截留未沉淀完全的懸浮物和有機(jī)物。將原水預(yù)處理的主要作用為：防止細(xì)小顆粒物質(zhì)污染NF膜；防止膠體類物質(zhì)污染堵塞NF膜；防止強(qiáng)氧化劑對(duì)NF膜的氧化損傷。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用“除硬軟化+磁分離+沉淀+砂濾+保安過(guò)濾器”組合方式對(duì)原生化系統(tǒng)二沉池出水進(jìn)行預(yù)處理。軟化反應(yīng)區(qū)4個(gè)，單個(gè)池容50 m3，加藥分別為氫氧化鈉、氯化鎂、氧化鈣、碳酸鈉，沉淀池2個(gè)，單個(gè)池容275 m3，沉淀時(shí)間3 h。砂濾設(shè)備4套，單套處理能力70 m3·h-1，濾速10 m·h-1。保安過(guò)濾器2個(gè)，采用折疊式大流量濾芯，長(zhǎng)度1 016 mm，過(guò)濾精度5μm。

2.2NF系統(tǒng)生化系統(tǒng)處理后二沉池出水中難生化降解的有機(jī)物形成的COD、鹽分和色度超標(biāo)嚴(yán)重，經(jīng)前端的預(yù)處理系統(tǒng)后，出水懸浮物、硬度大幅降低，但COD、鹽分等依然很高。NF采用集成模塊化裝置，按照3298 m3·d-1進(jìn)行設(shè)計(jì)，共設(shè)4套處理量為900 m3·d-1NF集成設(shè)備，總計(jì)處理量3600 m3·d-1。單套配置9支膜殼，54支膜元件，共計(jì)216支膜元件，設(shè)計(jì)膜通量16 LHM，設(shè)計(jì)產(chǎn)水率80%。

2.3RO系統(tǒng)采用RO系統(tǒng)將一價(jià)鹽濃縮，清液回用，RO膜濃縮液量進(jìn)入高壓HPRO進(jìn)行進(jìn)一步濃縮處理，盡可能減少蒸發(fā)的量。RO采用集成模塊化裝置，按照3200 m3·d-1進(jìn)行設(shè)計(jì)，共設(shè)4套處理量為800 m3·d-1RO集成設(shè)備，單套配置12支膜殼，72支膜元件，共計(jì)288支膜元件，設(shè)計(jì)膜通量12 LHM，設(shè)計(jì)產(chǎn)水率75%。

2.4NF濃縮液減量系統(tǒng)針對(duì)NF膜濃縮液高COD、高二價(jià)鹽的特性，為提高整體水資源回收利用率，需要將COD和二價(jià)鹽進(jìn)行分離。本項(xiàng)目共設(shè)計(jì)4套納濾濃縮液減量集成設(shè)備，單套分兩級(jí)分離，一級(jí)分兩段，一級(jí)一段清液進(jìn)入二級(jí)，確保清液出水的COD，一級(jí)一段濃液進(jìn)入一級(jí)二段再濃縮，最大限度的降低了納濾濃縮液尾液的量。減量化系統(tǒng)產(chǎn)生的清液與納濾清液混合后一道進(jìn)行反滲透處理，一級(jí)二段濃縮液經(jīng)原芬頓高級(jí)氧化技術(shù)提高可生化系之后，進(jìn)入原厭氧單元進(jìn)行處理，二級(jí)濃縮液進(jìn)入冷凍結(jié)晶單元進(jìn)行硫酸鈉結(jié)晶。N F濃 縮 液 減 量 化 集 成 模 塊 裝 置，按 照659 m3·d-1設(shè)計(jì)，產(chǎn)水495 m3·d-1，設(shè)計(jì)一級(jí)膜通量12 LMH，二級(jí)膜通量5.8 LMH，總膜元件數(shù)112支。

2.5深度軟化系統(tǒng)RO濃縮液富集了NF產(chǎn)水中絕大多數(shù)的鈣、鎂等二價(jià)離子以及二氧化硅，在后續(xù)HPRO處理系統(tǒng)中有很強(qiáng)的結(jié)垢污堵傾向，因此需要做化學(xué)軟化處理[8]。深度軟化反應(yīng)區(qū)4個(gè)，單個(gè)池容30 m3，加藥順序分別為氫氧化鈉、氯化鎂、氧化鈣、碳酸鈉，沉淀池2個(gè)，單個(gè)池容150 m3，沉淀時(shí)間6 h。

2.6HPRO系統(tǒng)RO濃液尚有721 m3·d-1，直接上蒸發(fā)結(jié)晶，則投資及運(yùn)行成本會(huì)高，經(jīng)物料平衡計(jì)算及離子濃度估算，RO濃液的TDS約35000 mg·L-1，通過(guò)HPRO將TDS進(jìn)一步濃縮至100000 mg·L-1左右，可將進(jìn)入蒸發(fā)的量減少至234 m3·d-1[9]。HPRO采用集成模塊化裝置，按照730 m3·d-1進(jìn)行設(shè)計(jì)，84支膜，設(shè)計(jì)膜通量10 LHM，設(shè)計(jì)產(chǎn)水率60%。

2.7污泥處置系統(tǒng)本項(xiàng)目產(chǎn)生的污泥主要為軟化過(guò)程、芬頓氧化系統(tǒng)、混凝沉淀系統(tǒng)產(chǎn)生的化學(xué)污泥為主，含水率為95%~98%之間，凝聚性能強(qiáng)，主要成分為碳酸鈣、氫氧化鎂、硅酸鎂、硅酸鈣、氫氧化鐵以及部分絮凝劑和有機(jī)污染物質(zhì)[11]，適合選用板框壓濾機(jī)進(jìn)行處理，設(shè)計(jì)采用高壓隔膜脫水機(jī)2臺(tái)，單臺(tái)過(guò)濾面積200 m2，進(jìn)料量297 m3·d-1，配套進(jìn)料泵40 m3·h-1，同步配套出料倉(cāng)、污泥濃縮池等，脫水后污泥含水率為60%~70%。

3 運(yùn)行成本運(yùn)行成本包括藥劑費(fèi)、電費(fèi)及人工。按照工程處理水量3200 m3·d-1計(jì)算，蒸汽為場(chǎng)內(nèi)余熱蒸汽，不計(jì)費(fèi)用，氯化鈉和硫酸鈉成品鹽收益及處置費(fèi)相抵。

1）藥劑費(fèi)：包括膜清洗劑、阻垢劑、鹽酸、助凝劑、絮凝劑、氯化鎂、碳酸鈉、氫氧化鈉、氧化鈣、雙氧水、硫酸亞鐵、殺菌劑以及還原劑共12種藥劑，噸水處理成本約13.23元；

2）電費(fèi)：每日運(yùn)行的污水處理系統(tǒng)設(shè)備總運(yùn)行功率為1593.347 kW。噸水每日最大電耗為：1593.47kW×0.8×24h÷3200m3=9.56 kW·h·m-3。工業(yè)用電按0.407元·（kW·h）-1計(jì)。噸水處理電費(fèi)為3.89元·m-3。

3）人工費(fèi)：該項(xiàng)目共需人員約24人，按照10萬(wàn)元/人·年估算，則噸水人工費(fèi)約2.27元。綜合運(yùn)行成本約為19.39元·m-3，其中，藥劑成本會(huì)隨著水質(zhì)水量的變化而變化。

4 結(jié)論

1）生物制藥產(chǎn)生的廢水經(jīng)生化系統(tǒng)處理后的達(dá)標(biāo)水可通過(guò)除硬、過(guò)濾及膜分離的方式實(shí)現(xiàn)中水回用，水質(zhì)達(dá)到《循環(huán)冷卻水再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（HG/T3923—2007）。

2）廢水中的一二價(jià)鹽可通過(guò)NF納濾膜集成設(shè)備進(jìn)行分離，NF濃液可通過(guò)兩級(jí)物料分離膜實(shí)現(xiàn)COD和鹽分的分離，進(jìn)一步對(duì)NF濃液減量的同時(shí)，減少了硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的進(jìn)水COD值，可提高硫酸鈉結(jié)晶鹽的品質(zhì)。

3）經(jīng)NF膜系統(tǒng)分離后的清液通過(guò)RO及HPRO完成多倍濃縮，有效縮減氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的規(guī)模，節(jié)約投資及運(yùn)行成本。

4）軟化除硬系統(tǒng)的設(shè)置降低了膜的清洗頻次，可提高膜的使用壽命。

5）整體水回用率達(dá)到95%以上。

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