雙膜技術(shù)在煉化廠清凈廢水回用工程中的應(yīng)用

李亞利

（深圳市海川實(shí)業(yè)股份有限公司，廣東深圳518040）

雙膜技術(shù)在煉化廠清凈廢水回用工程中的應(yīng)用

李亞利

（深圳市海川實(shí)業(yè)股份有限公司，廣東深圳518040）

在水資源緊缺和水污染日益嚴(yán)重的今天，針對(duì)某煉化廠的清凈廢水，實(shí)施了“預(yù)處理+超濾+反滲透”的深度處理工藝。實(shí)踐證明該法具有出水水質(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定、能耗低的特點(diǎn)，本項(xiàng)目的成功實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約用水和保護(hù)環(huán)境的雙重目的。

氣??；多介質(zhì)過濾；超濾；反滲透；雙膜法

隨著中國城市建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市用水量和排水量不斷增長，造成水資源日益不足，水質(zhì)污染，環(huán)境惡化。污水回用是建設(shè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、緩解水資源短缺危機(jī)的有效途徑。利用污水開辟第二水源，不僅可以減輕優(yōu)質(zhì)飲用水的供水壓力，降低境外引水量和投資，節(jié)約淡水資源，緩解水資源緊缺的矛盾，還可以減少內(nèi)河和海域的污染，創(chuàng)建健康水循環(huán)，有效實(shí)現(xiàn)污水“減量化、再利用、資源化”。

煉化廠是用水大戶，同時(shí)也是污染大戶。為此，將該煉化廠的清凈廢水（主要包括收集的雨水、循環(huán)水的排水及電站的酸堿中和池排水）采用雙膜技術(shù)進(jìn)行深度處理后用做鍋爐補(bǔ)給水，既減少了水污染，又節(jié)約了有限的水資源。

1 煉化廠清凈廢水回用項(xiàng)目的基礎(chǔ)資料

1.1處理規(guī)模

進(jìn)水200 m3/h，產(chǎn)水≥2×60 m3/h。

1.2水質(zhì)參數(shù)

進(jìn)水水質(zhì)：pH值7～9，油0.5 mg/L，氯離子300～400 mg/L，電導(dǎo)率2 000～2 500 μs/cm，濁度10～30 NTU，硬度150～250 mg/L，硫酸根100～300 mg/L，CODcr35 mg/L，BOD510 mg/L，懸浮物30 mg/L，氨氮2.5 mg/L，葉綠素100。

產(chǎn)水水質(zhì)：pH值6.5～8.5，油＜0.5 mg/L，氯離子＜12 mg/L，電導(dǎo)率＜75 μs/cm，濁度0.01～0.1 NTU，硬度＜8 mg/L，硫酸根＜8 mg/L。

1.3現(xiàn)場(chǎng)條件

設(shè)備安裝地點(diǎn)：乙烯西區(qū)事故雨水調(diào)節(jié)池預(yù)留用地內(nèi)。項(xiàng)目占地面積：55×22 m2。

2 項(xiàng)目的設(shè)計(jì)原則、工藝流程及水量平衡

2.1設(shè)計(jì)原則

（1）選用先進(jìn)成熟的處理工藝，系統(tǒng)運(yùn)行簡(jiǎn)單可靠、安全、操作方便，盡量減少運(yùn)行成本及投資費(fèi)用；

（2）為保障生產(chǎn)的正常運(yùn)行，選用的設(shè)備和材料均為國際或國內(nèi)知名產(chǎn)品，力求能耗低，維修率低，確保給水處理系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行；

（3）給水處理設(shè)施布置緊湊、外觀協(xié)調(diào)，盡量節(jié)省占地面積；

（4）根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕ㄔO(shè)條件，設(shè)計(jì)中充分考慮氣象、地震、地層等因素，并考慮防震、防地質(zhì)災(zāi)害等措施；

（5）本著安全實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理的原則，盡可能降低運(yùn)行費(fèi)用。

2.2工藝流程

基于上述設(shè)計(jì)原則，根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)特點(diǎn)，以及工程經(jīng)驗(yàn)，回用水系統(tǒng)采用：“氣浮+多介質(zhì)過濾+超濾+反滲透”工藝，該工藝具有產(chǎn)水水質(zhì)好、流量穩(wěn)定、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。工藝框圖如圖1所示。

原水200 m3/h進(jìn)氣浮裝置（回收率97%）產(chǎn)水193.8 m3/h；多介質(zhì)過濾器（回收率98%）產(chǎn)水189.8 m3/h；自清洗過濾器（回收率99.5%）產(chǎn)水188.8 m3/h；超濾（回收率90%）產(chǎn)水85 m3/h×2；反滲透（回收率大于70%）產(chǎn)水≥60 m3/h×2套。

圖1200 t/h煉化廠清凈廢水回用裝置工藝流程框圖

3 清凈廢水處理系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)

清凈廢水深度處理回用裝置主要包括氣浮、多介質(zhì)過濾、超濾、反滲透共四部分。

3.1氣浮

利用溶氣系統(tǒng)向水中溶入大量的空氣，形成溶氣水，減壓釋放后在水中形成大量的微細(xì)氣泡，氣泡與水中的雜質(zhì)、絮粒相互粘附，形成比重小于水的浮體，從而快速浮出水面，經(jīng)刮渣裝置撇除后，完成固、液兩相分離，使水質(zhì)得到凈化。氣浮裝置主要由池體、撇渣裝置、工作橋與行走裝置、布水布?xì)庋b置、集水裝置、集電裝置組成。氣浮進(jìn)水設(shè)加PAC和NaClO：加PAC使水中的溶膠狀態(tài)雜質(zhì)形成較大的絮凝體，可通過氣浮裝置去除；加NaClO是用強(qiáng)氧化劑盡可能控制生物及藻類的滋長處于低水平，同時(shí)打斷有機(jī)物的長鏈，通過氧化去除部分COD。主要設(shè)備配置：加PAC和NaClO（各1套）、氣浮裝置（碳鋼材質(zhì)：寬5 000 mm×長12 000 mm ×高2 600 mm，1套），含混合反應(yīng)槽（帶釋放器和攪拌機(jī)）、分離室、集水池、溶氣罐、加壓溶氣泵、污泥泵等。

3.2多介質(zhì)過濾

多介質(zhì)過濾器的濾料為石英砂和無煙煤，主要是通過濾料去除水中的COD及懸浮物，以滿足超濾的進(jìn)水要求等。當(dāng)任何一臺(tái)過濾器在進(jìn)出口壓差達(dá)到一定值或累積流量達(dá)到規(guī)定的值時(shí)，則退出使用進(jìn)行反洗。主要設(shè)備配置：2臺(tái)濾器給水泵（流量112 m3/h，揚(yáng)程26.5 m）、2臺(tái)多介質(zhì)過濾器（DN4000）、1臺(tái)反洗泵（流量460 m3/h，揚(yáng)程20 m）、1個(gè)中間水池（SS304拼裝，150 m3）。

3.3超濾

（1）加藥反洗：實(shí)際運(yùn)行時(shí)可根據(jù)水質(zhì)變化情況及超濾運(yùn)行參數(shù)決定是否選用加酸/堿強(qiáng)化反洗及其反洗周期間隔時(shí)間長短。各強(qiáng)化藥洗的作用：加氯反洗是通過次氯酸鈉的氧化、殺菌、消毒，控制超濾膜表面生物及藻類的滋長處于低水平；加堿反洗是為加強(qiáng)對(duì)有機(jī)物或油污的去除效果；加酸反洗是為防止混凝劑在膜表面的大量積聚。

（2）化學(xué)清洗系統(tǒng)：當(dāng)常規(guī)反洗和加藥反洗已不能夠完全消除膜污堵，恢復(fù)膜性能時(shí)，就需要用化學(xué)清洗裝置。它由清洗箱、清洗泵、清洗過濾器及相應(yīng)的管道、閥門等組成，化學(xué)藥品一般為鹽酸、氫氧化鈉、次氯酸鈉等。本系統(tǒng)與RO共用一套化學(xué)清洗裝置。

主要設(shè)備配置：2臺(tái)超濾變頻給水泵（流量112 m3/h，揚(yáng)程26.5 m）、2套自清洗過濾器（流量100 m3/h，精度100 μm，ARKAL）、2套超濾裝置（NORIT UF膜SXL225、膜數(shù)量：40支/套）、1臺(tái)變頻反洗泵（流量418 m3/h，揚(yáng)程24.3 m）、反洗加氯及加酸/堿（各1套）、1臺(tái)超濾產(chǎn)水箱（60 m3，304拼裝）。

3.4反滲透

反滲透裝置是用足夠的壓力使溶液中的溶劑通過反滲透膜而分離出來，因?yàn)檫@個(gè)過程和自然滲透的方向相反，因此稱為反滲透。經(jīng)過反滲透處理，使水中雜質(zhì)的含量降低，提高水質(zhì)的純度，其脫鹽率可達(dá)97%以上，并能將水中大部分的細(xì)菌、膠體及大分子量的有機(jī)物去除。本系統(tǒng)在RO的進(jìn)水，即保安過濾器前投加阻垢劑、還原劑及抑制劑。加阻垢劑為防止RO膜的結(jié)垢；加還原劑為控制進(jìn)水的ORP值，使反滲透膜不受殺菌性破壞；加抑制劑為防止RO系統(tǒng)微生物滋長。為保證還原劑加藥濃度的精確性、可控性，防止過量余氯進(jìn)入RO系統(tǒng)氧化RO膜表面，本系統(tǒng)還原劑加藥泵注入量隨保安過濾器后的ORP值自動(dòng)調(diào)節(jié)，確保RO進(jìn)水余氯值小于0.1×10-6。

4 經(jīng)濟(jì)分析

4.1運(yùn)行電費(fèi)

經(jīng)計(jì)算各用電設(shè)備，日總電耗5 832 kW·h，功率因子取0.8，電費(fèi)取0.7元/kW·h，則日電費(fèi):5 832×0.8× 0.7=3 265.5元/d。

4.2藥劑費(fèi)

參考運(yùn)行數(shù)據(jù)，取0.05元/t水，則：日藥費(fèi)為240元/d。

4.3人工費(fèi)

3 000元/月，人工費(fèi)：125元/d。

4.4檢修費(fèi)

年維修費(fèi)以總投資的1.2%計(jì)，則：日維修費(fèi)為203.8元/d。

4.5噸水運(yùn)行費(fèi)用

僅算電費(fèi)、藥劑、人工和檢修費(fèi)，未計(jì)算膜更換費(fèi)用和設(shè)備折舊。

日費(fèi)用：3 265.5+240+125+203.8=3 834.3元/d。

噸水費(fèi)用：3 834.3 d/200×24=0.80元/t。

4.6經(jīng)濟(jì)效益分析（每年）

運(yùn)行費(fèi)用：0.80×10-4×200×24×365=140.2萬元。

節(jié)省自來水費(fèi)用：4.68 t×10-4×200×24×365=819.9萬元。

水費(fèi)取4.68元/m3（含排污費(fèi)），每年節(jié)省費(fèi)用：819.9-140.2=679.7萬元。

注：人工、材料費(fèi)用以本年度信息價(jià)做參考。

5 結(jié)語

本套清凈廢水深度處理回用裝置設(shè)備總投資620萬元。于2010年7月調(diào)試完畢，至今運(yùn)行良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。隨機(jī)抽取一份檢測(cè)結(jié)果，如：CODMn＜0.5 mg/L，pH值6.7，電導(dǎo)率17.2 μs/cm，SO42-0.7 mg/L，Cl-1.2 mg/L，濁度0.08 NTU，總硬0.13 mg/L。實(shí)踐證明，項(xiàng)目的實(shí)施，每年不僅減少了約175.2萬t的排污水量，而且減少了新鮮水的用量，因此具有一定的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

[1]環(huán)境保護(hù)部.污水氣浮處理工程技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2011-03-01.

[2]國家發(fā)改委.火力發(fā)電廠化學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].DL/T5068-2006，2007-03-01.

Application of double membrane technique in clean waste water reuse project in refinery

LI Yali
（Shenzhen Oceanpower Industrial Co.,Ltd,Shenzhen 518040,China）

With the shortage of water resources and increasingly serious water pollutiontoday,aiming at clean waste water in refinery,the paper adopted the deep processing technology of pretreatment-ultrafiltration-reverse osmosis.Practice has proved that the method has the characteristics of good quality,stable operation and low energy consumption.The successful implementation of this project realized the dual purpose of water saving and environment protection.

air flotation;medium filtering;ultra filtration;reverse osmosis;double membrane technique

X703

A

1674-0912（2015）04-0039-03

2015-02-06）

李亞利（1978-），女，陜西咸陽人，本科學(xué)歷，工程師，專業(yè)方向：環(huán)保水處理。