中水深度處理回用技術(shù)探討

陳哲峰

(廈門煙草工業(yè)有限責(zé)任公司,福建廈門 361002)

中水深度處理回用技術(shù)探討

陳哲峰

(廈門煙草工業(yè)有限責(zé)任公司,福建廈門 361002)

隨著國家對節(jié)能減排的重視,污水處理后的中水的有效利用率越來越受關(guān)注,對中水深度處理能力的要求越來越大,文章探討通過哪些途徑提高中水深度處理回用技術(shù)的處理效率。

中水深度處理 袋式過濾器 石英砂過濾罐 活性炭過濾罐 超濾膜組件 反滲透膜組件

公司冷卻塔補水所采用的水質(zhì)就是利用污水站處理后的中水通過深度處理技術(shù),將水中所含的溶解鹽、膠體、有機物、細菌和病毒等雜質(zhì)從水中分離去除,使水質(zhì)由于去除了鈣鎂離子和其他雜質(zhì)而得到凈化,并通過用來提供做為冷卻塔的補水而使水資源得到充分利用,隨著城市化建設(shè)的深入,我公司在節(jié)能減排的新形勢下,冷卻塔補水對于自動化產(chǎn)品、降低勞動強度、提高工藝處理效率、環(huán)保節(jié)能減排、設(shè)備優(yōu)化改造等方面提出了更高的要求。

我公司的中水回用深度處理系統(tǒng)從2008年運行至今,已經(jīng)有6年的時間,在這段時間當(dāng)中,我公司的中水回用深度處理系統(tǒng)還是比較穩(wěn)定的, 為進一步加大公司中水回用系統(tǒng)處理量,減少污水外排和冷卻塔自來水使用量,達到節(jié)能減排的目的我們對系統(tǒng)的處理能力做了一些改造。在這里我對公司中水回用深度處理系統(tǒng)的改造內(nèi)容做一下介紹。

1 中水深度處理系統(tǒng)介紹

我公司的中水深度處理系統(tǒng)的處理流程是:污水站處理后的中水通過水泵——中水箱——通過原水泵——石英砂過濾器——活性炭過濾器——袋式過濾器——超濾膜組件——中間水箱——反滲透膜組件——純凈水箱——冷卻塔補水。通過流程后的中水變成了純凈水,用來實現(xiàn)對冷卻塔的補水,這樣就基本實現(xiàn)了中水的零排放。下面是我認為可以提高中水深度處理能力的一些方面的改進。

2 各個流程段的改進分析

2.1 石英砂及活性炭過濾器

石英砂及活性炭過濾器能去除水中的異色,異味和汞,鉛,鎘,鋅,鐵,錳,鉻等重金屬物質(zhì),還可去除清水中的砷,氫化物,硫化物,余氯等高分子化合物及鍶,鐳等放射性物質(zhì),去除和殺死水中的細菌和大腸桿菌以及其它致癌物質(zhì)。是生活飲水,食品,飲料,制藥,化學(xué)等工業(yè)凈化水的理想給水設(shè)備。石英砂過濾罐、活性炭過濾罐采用平面閥來進行自動正洗、反洗的操作,其產(chǎn)水量大小直接影響后續(xù)超濾系統(tǒng)和反滲透系統(tǒng),系統(tǒng)由于過濾器控制頭限流導(dǎo)致中水回用系統(tǒng)產(chǎn)水量較低,反洗的水量應(yīng)為正常過濾水量的2倍左右;目前,兩個過濾器的控制頭控制系統(tǒng)正常過濾和反洗的水量一樣大,導(dǎo)致兩個過濾器反洗效果差,罐內(nèi)嚴重結(jié)板,使得過濾的水量下降,最終影響整個中水系統(tǒng)處理效率。通過對石英砂過濾器和活性炭過濾器控制頭和管道大小的改造,可使系統(tǒng)反洗水量為正常運行水量2倍左右,實現(xiàn)較好的反洗效果我們可以通過以下幾個方面來進行改進:

(1)將控制頭更換為雙由令球閥控制,運行管道管徑為DN50,材質(zhì)為UPVC,品牌為臺灣三厘,手動切換閥門進行正反洗,此操作大約一個星期一次。(2)反洗管道管徑為DN65(材質(zhì)為UPVC,品牌為臺灣三厘),增大反洗強度,保證過濾流量保持12m3/h以上;(3)將已經(jīng)結(jié)板的濾料更換;(4)同時在兩個過濾器進水口與出水口都安裝壓力表(0～0.6Mp)。方便觀察過濾器的運行情況。

2.2 袋式過濾器

袋式過濾器一種結(jié)構(gòu)新穎、體積小、操作簡便靈活、節(jié)能、高效、密閉工作、適用性強的多用途過濾設(shè)備。袋式過濾器是一種新型的過濾系統(tǒng)。袋式過濾器內(nèi)部由金屬網(wǎng)籃支撐濾袋,液體由入口流進,經(jīng)濾袋過濾后從出口流出,雜質(zhì)攔截在濾袋中,更換濾袋后可繼續(xù)使用。由于袋式過濾器的過濾能力不足,將影響下一道工序,因此將原有的10m3/h袋式過濾器更換為過濾量為20m3/h的袋式過濾器,同時增加壓力表(0～0.6Mp)與袋式過濾器的排氣口,方便對袋式過濾器的觀察維護。

2.3 超濾系統(tǒng)

超濾是一種膜分離技術(shù),能夠?qū)⑷芤簝艋?分離或者濃縮。超濾是介于微濾與納濾之間,且三者之間無明顯的分界線。一般來說,超濾膜的孔徑在0.05um-1nm之間,操作壓力為0.1-0.5Mpa。主要用于截留去除水中的懸浮物、膠體、微粒、細菌和病毒等大分子物質(zhì)。超濾系統(tǒng)存在的問題是無法實現(xiàn)在線清洗,當(dāng)超濾膜出現(xiàn)污堵時,需將每支超濾膜從膜機架上拆下來,一支支進行藥劑的浸泡及循環(huán)清洗,一般清洗一次超濾膜需要十天左右的時間,耗時長,人工費用高,且影響整個系統(tǒng)正常運行。原有三支超濾膜設(shè)計產(chǎn)水量為9m3/h,增加三支超濾膜與原有的三支超濾膜進行配對,形成一體化超濾設(shè)備。主要通過以下幾個方面來進行改進:

(1)增加超濾產(chǎn)水量達到18m3/h,符合預(yù)處理所需水量。(2)設(shè)計為每3支超濾膜為一組,可在膜機架上對每組超濾膜單獨進行正反清洗與藥洗,方便快捷而又不影響另一組正常運行產(chǎn)水。(3)超濾管道更改為管徑為DN50,材質(zhì)為UPVC,品牌為臺灣三厘,在超濾進口、出口分別安裝壓力表(0～0.6Mp),方便對超濾的運行狀況進行觀察維護。

2.4 反滲透系統(tǒng)

反滲透又稱逆滲透,一種以壓力差為推動力,從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側(cè)的料液施加壓力,當(dāng)壓力超過它的滲透壓時,溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側(cè)得到透過的溶劑,即滲透液;高壓側(cè)得到濃縮的溶液,即濃縮液。主要運用在太空水、純凈水、蒸餾水等制備;酒類制造及降度用水;醫(yī)藥、電子等行業(yè)用水的前期制備;化工工藝的濃縮、分離、提純及配水制備;鍋爐補給水除鹽軟水;海水、苦咸水淡化;造紙、電鍍、印染、食品等行業(yè)用水及廢水處理;城市污水深度處理。公司的反滲透系統(tǒng)主要通過以下幾個方面來進行改進:

(1)現(xiàn)有反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水量約為140-160m3/天,膜件的排列采用的是2:1排列,由于反滲透及超濾膜的老化,使系統(tǒng)的產(chǎn)水效率下降,經(jīng)常出現(xiàn)前端的待處理水箱是滿的而產(chǎn)水水箱液位低,水泵不工作。可通過增加一支膜殼(內(nèi)含3支RO膜),可實現(xiàn)反滲透系統(tǒng)3:2排列,使反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水量達到200m3/天;(2)對反滲透設(shè)備上的電導(dǎo)率儀、ORP儀表、GF流量計表進行校準(zhǔn),對已損壞的儀器儀表進行更換,提高反滲透設(shè)備監(jiān)測的準(zhǔn)確度。(3)在純凈水恒壓變頻供水出口加裝一臺機械水表。方便對反滲透設(shè)備的運行狀況進行觀察維護。

2.5 電氣自動化優(yōu)化

(1)目前對超濾膜系統(tǒng)及反滲透膜系統(tǒng)的控制模式采用的是通過廠區(qū)生產(chǎn)的壓縮空氣來對氣動閥進行控制,從而實現(xiàn)系統(tǒng)各路閥門的啟停操作,但是這種控制模式也存在一定的缺點:一是運行狀況受廠區(qū)氣源影響,如廠區(qū)周末未生產(chǎn)而設(shè)備無法運行,從而后續(xù)的反滲透系統(tǒng)也沒原水生產(chǎn)。二是沒有氣源時而系統(tǒng)又在運行容易導(dǎo)致水泵燒壞。三是氣動閥的部分配件較容易損壞。通過改造,使反滲透、超濾系統(tǒng)的工藝控制采用由電磁閥來進行控制,對氣管線路更換為電路,使設(shè)備脫離氣源限制,停氣時也能進行正常產(chǎn)水、補水作業(yè),可實現(xiàn)一區(qū)制冷站反滲透系統(tǒng)的連續(xù)運行,且解決了由于氣動閥膜片容易損壞頻繁更換膜片,影響設(shè)備日常產(chǎn)水的情況。(2)對中水深度處理系統(tǒng)的PLC控制箱進行改造,對設(shè)備的自動化運行的程序進行重新編寫,并對電控柜內(nèi)的線路與電器元氣件進行專業(yè)排查,如出現(xiàn)老化或損壞的,應(yīng)進行更換;使系統(tǒng)對水箱液位的控制、水泵的啟停、切換、報警功能等更加合理有效。

3 中水深度回用處理能力改進的意義

反滲透技術(shù)是利用壓力表差為動力的膜分離過濾技術(shù),源于美國二十世紀六十年代宇航科技的研究,后逐漸轉(zhuǎn)化為民用,已廣泛運用于科研、醫(yī)藥、食品、飲料、海水淡化等領(lǐng)域。反滲透膜孔徑小至納米級(1納米=10-9米),在一定的壓力下,H2O分子可以通過反滲透膜,而源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質(zhì)無法通過反滲透膜,中水深度處理就是通過對中水進行深度處理凈化,使處理后的水質(zhì)達到冷卻塔補水水質(zhì)的要求,而中水深度處理回用處理能力的提高將帶來顯著的社會、經(jīng)濟、環(huán)境效益。我公司的污水站產(chǎn)生的中水已基本實現(xiàn)了對外的零排放,對污水站處理后的中水用來澆花,實現(xiàn)了水資源的循環(huán)再利用,并且對中水進行深度處理后,其出水用來作為公司冷卻塔設(shè)備的補充水,使污水站產(chǎn)生的中水得到了充分有效的利用,實現(xiàn)了中水的節(jié)能減排,不僅改善了環(huán)境質(zhì)量,起到了保護環(huán)境的作用,而且對于改善企業(yè)形象有著巨大的作用,從而促進了企業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

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