太仓 单级反渗透水处理一体化设备 样式美观

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移动式反渗透 (RO) 系统有效地处理了废弃化肥厂的水。这使得系统污水可以排放到坦帕湾而不会对环境产生影响。

某化肥厂在其母公司宣布破产后于 1999 年关闭。该设施生产磷酸。该地点的一系列池塘可容纳 12 亿加仑。含氨的酸性工艺用水。这些池塘有溢出的危险，从而将受污染的水溢出到坦帕湾。

为防灾减灾，组织了现场管理小组，选择污水处理和异地处置方式处理受污染的池塘。他们选择了移动式反渗透 (RO) 系统来处理大约 800,000 gpd，这样水就可以排放到坦帕湾而不会对环境产生不利影响。

在磷酸制造过程中，磷酸盐岩与硫酸反应并形成硫酸钙或石膏，作为废副产品。这种废石膏被称为磷石膏。每生产一吨磷酸会产生约4.5吨磷石膏。磷石膏与热的酸性工艺水混合，形成一种浆液，然后泵送到现场的处置区。该区域称为磷石膏烟囱，当地称为石膏烟囱，而泵、沟渠、缓冲池和其他收集和输送磷石膏和工艺用水的装置称为磷石膏烟囱系统。

当设施被废弃时，其磷石膏堆系统包含约 12 亿加仑。酸性工艺水，其中大约一半储存在石膏堆顶部的池塘中或包含在相邻的地上冷却池中。工艺用水受到各种污染物的污染，例如氨氮、磷酸盐、氟化物、放射性化合物和痕量金属，其浓度超过水质标准。

造成的主要环境风险是 30 多年历史的石膏堆堤发生灾难性故障。这种故障会将酸性工艺水释放到坦帕湾沿岸的河口，对海草和海洋生物产生不利影响。

一旦雨水与工艺用水或工厂的其他受污染部分接触，就会增加现场的废水总量。由于设施的规模超过 1200 万加仑。当地每一英寸的降雨量都会收集到 100 亿的工艺用水。该站点关闭的那一年，该地区经历了大雨和热带风暴。

2001 年 9 月该地区降雨量达到 19 英寸后，一群当地工程师制定了一系列替代方案，以快速减少工艺用水量。

该团队调查了将水转移到异地的可行性。然而，他们发现，其他化肥厂或污水处理厂的日处理能力不足以处理 的工艺用水量。因此，必须为短期恢复和场地的长期关闭制定排放方案。

为了从风暴中短期恢复，颁发了许可证，允许将经过充分处理的废水排放到离岸 100 英里的海湾。约 2.48 亿加仑。使用两个 1000 万加仑的气体排放到海上。2003 年 7 月至 11 月之间的油轮。长期关闭需要可靠和可持续的选择，以在三年期间从现场清除 1.0 Mgpd 至 1.5 Mgpd。

RO 技术是最有前途的处理方法，可用于生产低浓度氨的高质量流出物，同时避免与现有两阶段石灰工艺相关的中和和处置成本。然而，使用 RO 有两个问题。首先是缺乏酸性条件下反渗透性能的历史数据。第二个是通过将 RO 废品送回石膏堆来处理它的必要性。这最终会导致池塘中的成分堆积；在关闭场地之前，必须对这些水进行处理。

RO 技术从未用于处理从磷酸盐厂直接排放的工艺水。早期的试验，一些在进行，证明了反渗透的效率，但对操作、维护和建筑材料的长期影响尚不清楚。

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第一阶段的目标是证明使用 RO 的可行性，并在表 1 所示的限值内可靠地产生 90 gpm 的流出物。第一阶段将在三个月内或在 520 万加仑后完成。处理过的水被生产，以先到者为准。根据在第一阶段获得的知识和经验，第二阶段的产量将提高到 450 gpm。第三阶段是可选的，并被提议作为低成本扩展。

为了满足快速的时间表，该团队选择了移动系统。在合同授予后的五周内，系统启动了。第一阶段的设备包括双介质粗滤器，其次是多介质抛光过滤器和两程反渗透。

该系统在不调整给水中的低 pH 条件的情况下运行。RO段有两个pass；第一次在非常低的 pH 值（小于 3.0）下运行，第二次在接近中性 pH 值下运行。首程在低 pH 值下运行，以防止由于进水中的二氧化硅、氟化物、硫酸盐和磷酸盐而结垢，并提高氨的去除率。在接近中性 pH 值下运行第二次通过的主要原因是为了提高对氟化物、二氧化硅、磷酸盐、有机物和其他弱离子化化合物的排斥。承包商增加了移动离子交换抛光机，以确保在严格的合同规范范围内出水质量始终如一。第一阶段原水特性与系统出水水质的关系如表 2 所示。

尽管出水符合合同规格，但水温的波动以及日光的数量和强度会影响池塘中的藻类浓度。由于没有人认为藻类可以在低 pH 值的池塘水中存活，这个问题是出乎意料的。石膏堆边缘的渗水沟由于不受阳光照射而含有较少的藻类；它还具有较低的浊度。对给水管道和沟渠进行了修改，以便系统可以从这条沟渠中获取给水。

为了降低亚微米尺寸的藻类污染 RO 膜的速度，5.0 微米的预过滤器被替换为 1.0 微米的滤芯。然后在上游放置另一个过滤系统，以降低更换这些筒式过滤器的成本。选择了 USFilter 的连续微滤 (CMF) 技术和北卡罗来纳州卡里市 Krüger Inc. 的压载絮凝澄清技术，并进行了为期三周的试点研究。然而，即使在执行原位清洁程序之后，膜仍会受到一些性污染。接下来，使用次氯酸盐以 2.5 毫克/升至 4.0 毫克/升的剂量杀死藻类，并使用膨润土吸附/破坏悬浮颗粒的稳定性，对压载絮凝澄清器进行了测试。事实证明，这种工艺化学是去除亚微米藻类的解决方案。