陶氏化学UF和RO膜在煤化工废水回用中的应用

TheDowChemicalCompany陶氏化学公司UF和RO膜产品在煤化工废水回用中的应用王辉杨程初庆伟陶氏化学（中国）投资有限公司2014年3月15日DOW公司简介DOW产品特点及应用DOW产品在煤化工行业中的案例陶氏水处理及过程解决方案陶氏化学公司概况•1897年在美国密歇根州米德兰市成立，创始人是赫尔伯特·陶(HerbertH.Dow)•提供多元化的产品和服务，客户遍及全球约160个国家•在36个国家建有生产基地，共有188家工厂，产品达5,000多种产品•全球共有员工54,000人•2013年，陶氏年销售额约570亿美元，名列世界五百强第166位陶氏业务板块高新材料农业科技功能材料涂料材料电子以及功能性材料功能性单体建筑功能塑料原材料及能源陶氏水处理及过程解决方案DOWRESTRICTED-Forinternaluseonly陶氏水处理及过程解决方案（DW&PS）8R&D中心8制造中心10商业运营中心5Midland,Michigan,USAEdina,Minnesota,USASpringHouse,Pennsylvania,USAKAUST,SATarragona,Spain上海，China湖州，ChinaSoma,Japan陶氏水处理及过程解决方案部门的研发及服务RO试验IX试验UF试验应用开发技术服务产品研发上海陶氏研发中心(ShanghaiDowCenter)•投资近3亿美金•近2000名员工•2008年年底开始运行DW&PS分离,过滤,脱盐,分离和纯化技术7微滤(MF)超滤膜(UF)纳滤膜(NF)反渗透膜(RO)离子交换树脂(IEX)UFCFTImplementGrow过滤技术膜技术RO/NF离子交换技术IEX106A104A100A(10nm)10A(1nm)1A陶氏水处理及过程解决方案8DOWEX™离子交换树脂DOWFILMTEC™反渗透/纳滤膜DOW™EDI模块DOW™超滤膜TEQUATIC™PLUS精密颗粒过滤器AMBER™离子交换树脂现有技术及产品应用领域煤化工/化工/石化食品饮料电厂采矿/冶金油田水工业水医疗市政与海水淡化家用和商用废水回用陶氏水处理及过程解决方案9DOWUF膜的产品及特点陶氏水处理及过程解决方案10DOWUF膜组件特点1.耐化学清洗好2.抗氧化性强3.更高机械强度制膜材料–PVDF(海绵体结构)6.高污染负荷7.适用更广泛的水源过滤方式-外压式（O/I）11.最高效的污染恢复工艺运行方式-气擦洗+反洗(BW)4.可靠的去除效果5.更低的通量衰减过滤孔径-0.03μmUF8.合理的流体力学布局9.高品质的复合浇注工艺10.不断前进的新组件开发组件制造–优化、创新陶氏水处理及过程解决方案11内压式过滤DOWUF膜外压式运行特点：过滤面积外压式过滤过滤面积BWBWDOWUF膜过滤方式-外压式有效效果过滤面积大纳污空间大能够适应更高悬浮物的进水能够抵抗更强的水质波动的冲击更适合采用气擦洗+反洗运行工艺陶氏水处理及过程解决方案12滤液出口中空纤维膜丝（开口）浓水管浓水出口产水端气擦洗进口进水口给水进口给水端中空纤维膜丝（封口）DOWUF膜组件制造陶氏水处理及过程解决方案13采用DOW专有的进口浇注液环氧浇注层抗压强度高，化学、耐温稳定性好，运行寿命长聚氨酯（PU）浇注层柔韧性好，有利于保护膜丝的根部，避免断丝，保证产水水质稳定；允许更高的气擦洗强度，有利于污染快速恢复软层硬层DOWUF膜组件制造陶氏水处理及过程解决方案14DOW超滤膜产品主要型号2860/IP-512880/IP-77IW-74IW-102IntegraPac™直径（内）-D8″8″8″8″长度-L60″80″60″80″有效面积51m277m274m2102m2UF组件外观陶氏水处理及过程解决方案1515DOW大型UF项目•项目位置:内蒙古某自来水厂•水源:高硬度地下水•系统出力:120,000m3/d(超滤)、50,000m3/d(纳滤)•启动日期:2011年11月•产水用途：饮用水陶氏水处理及过程解决方案16混凝/絮凝地表水UF产水箱卧式活性炭过滤器UF系统UF给水箱1段高压泵2段段间增压泵NF产水箱市政管网自清洗过滤器增压泵澄清工艺流程示意图及系统设计参数产水量120,000m3/天回收率95%UF组件SFP-2880产水量50,000m3/天回收率80%NF元件NF90-400UF系统NF系统陶氏化学反渗透膜产品的应用领域钢铁工业电力工业石化工业纺织工业市政焦化煤化工17陶氏水处理及过程解决方案18陶氏化学公司对反渗透膜技术的贡献1.1967年JohnE.Caddotte发明了微孔聚砜支撑膜，这是复合膜技术的一项重大发明，使得复合膜产水通量增加到超薄醋酸纤维素膜的两倍2.1972年JohnE.Caddotte发明了界面聚合复合膜。3.1978年JohnE.Caddotte还发明了全交联聚酰胺复合RO膜：FT30。这些发明有些被用于商品化反渗透和纳滤膜的生产，有些则广泛用于超滤膜的生产。其创造了一个40-50亿美元的工业。4.JohnE.Caddotte发明了聚哌嗪类复合NF膜。5.1977年JohnE.Caddotte和其他三人在美国的明尼亚波里斯市成立了FILMTEC公司，从此，FILMTEC公司作为复合膜的发明者和复合膜合成技术及生产技术发展的领导者，引导着膜技术产业的发展。6.FILMTEC公司1985年成为美国陶氏化学公司的全资子公司。陶氏水处理及过程解决方案19FILMTECTM反渗透膜元件的综合优势坚固耐用的脱盐层全芳香高交联度聚酰胺脱盐层没有补丁的膜片无预氯化处理高耐酸碱清洗精确的全自动卷膜工艺膜叶片更短，膜叶片数量更多精确而均匀的封胶线精确而均匀的膜叶片间隔陶氏水处理及过程解决方案20超薄脱盐层(约:0.2μm)刚性支撑层(约:40μm)支撑织物(约:120μm)聚酰胺复合膜结构图FILMTEC聚酰胺复合膜特点：①全芳香高交联度聚酰胺②脱盐层更厚③脱盐层厚度分布更均匀④脱盐层无补丁陶氏水处理及过程解决方案21某些膜生产商生产的膜片局部有缺陷，需要补丁修补脱盐层。打上补丁的膜片会影响产水量，并加速污染，降低可清洗性，化学清洗时更易损坏。FILMTECTM膜片脱盐层更厚更均匀，决无上述缺陷，这也是FILMTECTM膜元件更耐化学清洗，使用寿命更久的另一个重要原因。FILMTEC--没有补丁的膜片陶氏水处理及过程解决方案22FILMTEC-没有氯化处理的膜片名称CONClBrBW3073.516.210.4未检到未检到SW3074.215.310.5未检到未检到SW30HR74.81510.2未检到XLE75.910.913.4未检到品牌A–型号172.214.811.80.97品牌A–型号272.414.511.81.09品牌A–型号374.114110.87品牌A–型号472.616.110.60.500.10品牌A–型号569.217.012.60.9未检到品牌B–型号175.21112.30.4品牌C–型号166.422.47.61.8未检到品牌D–型号17117.710.40.75品牌D–型号270.614.710.63.65品牌E–型号176.111.512.4品牌F–型号173.613.511.80.98陶氏水处理及过程解决方案23FILMTECTM膜元件型号最高温度≤45℃pH范围最高温度≤35℃pH范围最高温度≤25℃pH范围SW30HR,SW30ULE,SW30XLE,SW30HRLE,SW30XHR1-10.51-121-13BW30,BW30FR,BW30XFR,BW30HR,XFRLE,HRLE,LE,XLE,TW30,LP1-10.51-121-13NF200,NF2703-101-111-12SR903-101-111-12聚酰胺复合RO膜对酸洗不敏感，清洗pH范围完全不受温度影响聚酰胺复合RO膜对碱洗敏感，清洗pH受温度影响FILMTEC膜元件的清洗pH和温度范围DOW反渗透膜元件类型苦咸水反渗透膜元件抗污染反渗透膜元件低能耗反渗透膜元件海水淡化反渗透膜元件陶氏水处理及过程解决方案产品名称有效面积产水量脱盐率（平均）浓水格网厚度苦咸水BW30-365365ft2(34m2)9,500gpd(36m3/d)99.50%34mil(0.86mm)BW30-400400ft2(37m2)10,500gpd(40m3/d)99.50%28mil(0.71mm)BW30-400/34i400ft2(37m2)10,500gpd(40m3/d)99.50%34mil(0.86mm)抗污染BW30FR-365365ft2(34m2)9,500gpd(36m3/d)99.50%34mil(0.86mm)BW30FR-400/34i400ft2(37m2)10,500gpd(40m3/d)99.50%34mil(0.86mm)BW30XFR-400/34i400ft2(37m2)11,500gpd(43m3/d)99.65%新34mil流道(0.86mm)XFRLE-400/34i400ft2(37m2)11,500gpd(44m3/d)99.5%新34mil流道(0.86mm)低能耗LE-440i440ft2(41m2)12,650gpd(48m3/d)99.3%28mil(0.71mm)HRLE-440i440ft2(41m2)12,650gpd(48m3/d)99.50%28mil(0.71mm)海淡SW30ULE-400400ft2(37m2)11,000gpd(41.6m3/d)99.70%28mil(0.71mm）SW30HRLE-400400ft2(37m2)7,500gpd(28m3/d)99.80%28mil(0.71mm)SW30HRLE-370/34i400ft2(37m2)6,000gpd(23m3/d)99.82%34mil(0.71mm)陶氏化学反渗透膜元件主要型号陶氏水处理及过程解决方案项目信息•地点：徐州•规模：1320T/D•水源：井水•用途：锅炉补给水反渗透系统及预处理•预处理：多介质过滤器•RO装置套数：2•排列：（8-4）×6芯•膜元件：FILMTECBW30-330•通量：25LMH•回收率：75%运行性能•徐州彭城电厂隶属徐州华润电力有限公司，设计规划容量为1200兆瓦，一期工程为2×300兆瓦国产引进型机组。陶氏RO膜BW30-330在彭城电厂一期从1996年初开始运行，经过16的连续稳定运行，脱盐率依然维持在98%。DOWRO膜元件有着无与伦比的使用寿命徐州华润电力有限公司-彭城电厂1段进水压力17.8bar进水流量75m3/h2段进水压力16.5bar产水流量55m3/h浓水压力15.2bar产水电导率10-20μs/cm给水电导率1000μs/cm脱盐率＞98%*数据采集时间:1996年-2011年12月(总计16年)徐州华润电力有限公司-彭城电厂RO膜元件：FILMTECBW30-330FILMTECRO膜元件运行时长：16年（1996年投运，2012年更换）陶氏水处理及过程解决方案钢铁工业—陶氏化学膜产品在国内钢铁行业中的应用28电力工业—北京大唐高井电厂循环排污水回用项目•应用产品：陶氏超滤和反渗透膜•废水回用水量：19,000T/D大唐高井电厂陶氏超滤、反渗透和EDI装置煤化工—山东潍坊焦化废水回用项目建设规模：2400T/D出水水质：回用排放废水反渗透多介质DeCOD超滤洗脱浓液盐碱回收蒸发COD≤200mg/LCOD≤60mg/LCOD≈6000mg/L残留浓液COD≈20000mg/LDeCOD产水：CODCr≤60mg/L，色度≤40倍RO产水：满足GB50335-2002《污水再生利用工程设计规范》中循环水冷却水补水水质标准的要求在2014年2月24日晚播出的央视一套《焦点访谈》节目中，着重报道了潍焦集团焦化废水回用项目