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1.4 阿尔及利亚因萨拉脱盐处理站工程介绍
因萨拉反渗透脱盐处理站一期处理能力为5×10 4 m 3 /d，并可在二期扩展至10×10 4 m 3 /d。合同内容包括：设计和详细研究、土建工程施工、设备供货和安装、试运，并承担5年质保期间的运营服务。
取自因萨拉水源地的地下水是可以短期饮用的。在大项目规划阶段，业主已经考虑到原水化学物理的指标超标，希望该处理装置应该包括一个脱盐系统，使用膜板式技术（电渗析或者反渗透）。曾要求承包方在其报价书中提出认为最适合的成熟工艺，并且是已有投标须知中规定的大型工程业绩的工艺。
此水特殊之处是矿物质总量高达2g/L，以及含量高的氯和硫，随着时间推移可能还会更高。考虑到规范要求越来越高，业主决定建造脱盐处理站，使矿物质含量小于1g/L。
鉴于输水能耗原因，脱盐处理站的水力效率显得非常重要。业主原来计划在输水项目终端塔曼哈色特城市建设该脱盐处理站，要求产水率为95%；后来综合考虑该地区的能源供应，阿尔及利亚水利部调整脱盐处理站到能源相对丰富的因萨拉水源地，产水率降低为85%。并要求承包商重新设计并评估脱盐处理站入口渗透需要，设计适合的原水水池，及适合的产水泵站并施工；考虑水垢的潜在影响，分析输水管风险，提供采用调整添加剂剂量的适合的工艺方案、阴极保护或其他的修正措施。
招标文件明确要求脱盐处理过程包括下列内容：
① 使用絮凝剂经沙和无烟煤的过滤床槽式过滤器（过滤池），按照处理使用的原水总流量设计尺寸，为的是去除原水中的悬浮物并获得可以使用渗透膜过滤的水质。
② 并联运行的精滤膜式脱盐工序。
③ 校正pH 值以求将水的pH值调节到平衡的值。
④ 用多介质过滤器滤后水与反渗透淡水进行混合，以获得最大的水回收率。
⑤ 处理工序后的水由变速泵从取水池打到分流室。
⑥ 在控制室下面测量需要接入的信号：
a．原水：电导率、pH值、水温、浊度、氯残留。
b．过滤水：pH值、浊度、氯残留。
c．产水：pH值、浊度、电导率。
d．混合水：pH值、浊度、电导率。
⑦ 浓盐水的排放和处理技术方案。在前期设计里面采取的办法是将处理后的废水排到一些泻湖里。研究建议将干燥盐分排到政府部门指定的垃圾场。
来自原水集水管网的地下水经进水室进入原水提升池。再经原水提升泵提升至砂碳过滤器。
砂碳过滤器可有效去除水中的悬浮物、颗粒杂质、胶体、有机物等大颗粒物质从而获得满足后段反渗透进水要求的滤后水。砂碳过滤器产水一部分直接进入产品水池（滤后水池的来水也引自该路水线，用于对砂碳过滤器的反冲洗），另一部分直接进入反渗透（RO）系统。
RO系统进水首先进入过滤精度为5μm的保安过滤器以去除水中残留的颗粒性物质，保护RO膜元件不受到划伤。经前置过滤器过滤的水，经过高压泵增压后，进入RO膜装置。该RO膜装置为4组并联，每组可单独运行以满足原水流量为25000m 3 /d的工况。渗透水透过膜进入产水侧成为产水，产水收集至产品水池，与砂碳过滤器直接出水进行勾兑，使产品水达到招标文件相关要求。浓水收集后进行外排处理。
因萨拉脱盐处理站工艺流程详见图1-2（图中数据基于进水水质在当前实测数据下，水温25℃时的数据）。
图1-2 因萨拉脱盐处理站一期工艺流程
业主尤其强调，承包方要特别在其报价书的技术备忘录里面做对其建议的工艺技术、设备计算书、主要设备技术文件（技术卡片）完整的描述；承包方还需提交一份加药（试剂）计算书以及清洗膜式过滤器所需药品的计算书；承包方须提交所有药品的技术卡片以及证实在阿尔及利亚市场上可以长期采购到。
阿尔及利亚因萨拉脱盐处理站的规模巨大、技术要求高、项目环境恶劣、现成经验少，具有较高的执行难度，也有较大的研究价值。为掌握沙漠地区苦咸水脱盐处理技术、降低能耗、综合利用等技术，扩展和开发水务项目进行技术储备，有必要通过实验解决一系列关键技术问题，建立一整套苦咸水及类似成分的煤层气产出水处理的技术方案。
采用反渗透技术（RO）对沙漠地下苦咸水进行脱盐处理日益成为各国开发水源的重要方式。在保证反渗透系统正常工作及寿命的基础上提高系统回收率，可以相应减少原水的需要量以及浓水的排放量，具有十分重大的经济及环保意义。
开采撒哈拉沙漠地下苦咸水以满足阿尔及利亚南部饮用水供给具有巨大的市场前景，但存在以下难题。
① 要求较高的全厂回收率：通常苦咸水淡化工程水回收率为75%，但是阿尔及利亚政府提出了全厂回收率≥85%甚至95%的要求。
② 电耗及药剂消耗费用巨大。
③ 污堵及结垢：污垢或黏泥会导致运行压力升高、能耗升高、产水流量降低、水质变差，造成过于频繁的化学清洗及膜组件更换。
④ 海外工程依托条件差，现场施工费用高。
本书分析了浓水流量、浓差极化度、通量平衡以及难溶盐结垢等影响反渗透回收率的主要因素。针对撒哈拉沙漠苦咸水进行了反渗透中间性试验装置的设计计算及运行试验，研究和试验结果表明相应水质条件下达到85.5%的高回收率是可行的。基于因萨拉地下水进行研发，得到了提高沙漠苦咸水淡化回收率及降低能耗的方法，从工艺流程、加药位置及顺序、模块化等方面提出了设计优化建议，并通过反渗透中间性试验装置的设计、制造、安装及运行进行了验证。
本课题通过对反渗透中间性试验装置的技术研究，获得了沙漠苦咸水脱盐处理的一系列工艺配置方案及理论计算结果，对浓水回流、产水勾兑等提高系统回收率的各种途径进行了技术经济比较，并基于比选结果确定了中间性试验设备配置及大型脱盐工厂工艺建议。该实验装置在现场完成组装并经过14天负载测试、3个月半工业运行测试和6个月工业运行考核，水质分析结果非常理想，实践证明该课题解决了沙漠苦咸水淡化系统回收率从67%提高到85.5%的技术难题。通过测试回收率、水质、添加剂用量和膜的清洗周期等，研究其运行稳定性及经济性。
本课题通过上述研究，确保了中间性试验装置满足预定的回收率≥85%，满足了能耗、药剂消耗及运行稳定性指标，形成了水处理装置模块化成套方案，提高了现场施工效率，降低了总体成本；形成的成果可以指导类似装置，并为大型脱盐工程提供了基于实践的技术储备。
水处理装置的自动控制水平对装置的工艺先进性、产水水质以及产水率起着决定性的作用。本课题研究了非洲沙漠泵站项目水处理装置控制系统方面的缺陷，针对此缺陷进行了系统的研究与升级改造，为在沙漠地区推广可移动式的苦咸水淡化装置奠定基础。同时，该中间性试验装置高度集成化，已经申请阿尔及利亚发明专利，成为定型的成套设备具有广泛的应用前景。
本课题研究结合阿尔及利亚撒哈拉沙漠因萨拉苦咸水脱盐处理站工程规划，采取技术上合理、经济上可行、操作性较强的适用技术，对蒸发塘、地下散水池和湿地生物处理等三种浓水处理方案进行优化，实现全面达标排放，并用于沙漠绿化和改造等。研究表明，浓水生物处理方案对提高周边环境质量、节约水资源、减缓沙漠扩大化等具有重要意义。
通过本课题研究，基于上述要点，解决了大型高效反渗透脱盐处理站所涉及的关键问题，主要技术指标如下：设计水质成分下的水回收率达到85.5%；每吨产水能耗小于330g柴油；化学药剂消耗费用每吨产水小于1.5 元；中间性试验设备长周期稳定运行，连续运行能力不低于8000h/a；为非洲撒哈拉沙漠高温地区大型高回收率脱盐工程项目的控制系统提供了基础设计。
反渗透（RO）法普遍用于苦咸水和煤层气产出水的淡化处理，通常与超滤或纳滤联用，处理后的水可进行再利用。煤层气产出水具有高钠度和高含盐量的特点，在对比分析撒哈拉沙漠苦咸水与澳大利亚煤层气产出水水质特点的基础上，建议在澳大利亚煤层气项目中推广应用高回收率苦咸水反渗透脱盐工艺，以便满足严格的环保排放要求。
正渗透技术（FO）具有低能耗、低污染、高回收等特点，其运用范围非常广泛，涉及工业生产和日常生活的各方各面。正渗透技术在海水脱盐、发电、工业废水处理、食品工业、航天工业、制药工业等方面得到了进一步发展，还凭借抗污染、低能耗的特点不断向传统的生产工艺中渗透，与其他技术相互融合，形成创新的工艺技术。目前正渗透技术的研究还处在初始阶段，前景美好，潜力巨大，近年来受到国内外研究机构和企业的关注和重视。本书介绍了油砂产出水正渗透（FO）处理技术的研究成果和下一步试验的研究方向。