除鹽制水系統(tǒng)原水預(yù)處理瓶頸問(wèn)題優(yōu)化改造

辛 平，侯立波，孫英策，趙 琦

(1.中國(guó)石油吉林石化公司 乙烯廠，吉林 吉林 132022；2.中國(guó)石油吉林石化公司 研究院，吉林 吉林 132021)

中國(guó)石油吉林石化公司乙烯廠反滲透制水系統(tǒng)采用反滲透膜元件及整機(jī)設(shè)備，該系統(tǒng)為140 m3/h的二級(jí)反滲透制水系統(tǒng)。松花江來(lái)水經(jīng)過(guò)供排水車(chē)間加壓后送到除鹽裝置，經(jīng)過(guò)水-水換熱器及汽-水換熱器預(yù)熱，進(jìn)入到活性炭過(guò)濾器，去除來(lái)水中懸浮物及雜質(zhì)，為反滲透制水系統(tǒng)及陰陽(yáng)離子交換床提供原水。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于經(jīng)過(guò)活性炭處理的原水污染指數(shù)(SDI15)超標(biāo)，造成反滲透入口保安過(guò)濾器壓差高，濾芯頻繁更換，增加了生產(chǎn)運(yùn)行成本，同時(shí)嚴(yán)重制約了生產(chǎn)的連續(xù)性。

作者利用超濾制水技術(shù)，在反滲透保安過(guò)濾器前來(lái)水管線上進(jìn)行技術(shù)改造，新增一套超濾制水系統(tǒng)，投入運(yùn)行后滿(mǎn)足了反滲透進(jìn)行水質(zhì)的需求，保證了反滲透的長(zhǎng)周期運(yùn)行，降低了生產(chǎn)成本。

1 反滲透制水系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問(wèn)題

1.1 保安過(guò)濾器濾芯更換頻繁

現(xiàn)有活性碳過(guò)濾器在夏季豐水期的產(chǎn)水水質(zhì)SDI15>5.5，已不能滿(mǎn)足反滲透對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求，造成保安濾器壓差高，濾芯使用壽命短，7～10 d更換一次，嚴(yán)重制約了反滲透系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2 一級(jí)反滲透膜化學(xué)清洗頻繁

來(lái)水水質(zhì)合格時(shí)反滲透運(yùn)行3～6個(gè)月進(jìn)行一次化學(xué)清洗，由于活性炭過(guò)濾器預(yù)處理水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致一級(jí)反滲透膜段間壓差高，產(chǎn)水量小，運(yùn)行周期短，20～30 d為一個(gè)運(yùn)行周期，最短的運(yùn)行周期僅13 d，就需要對(duì)一級(jí)膜進(jìn)行一次化學(xué)清洗。

1.3 制水效率降低

無(wú)論是保安過(guò)濾器更換濾芯還是反滲透化學(xué)清洗，系統(tǒng)必須停車(chē)。更換濾芯需要3～4 h，化學(xué)清洗需要36～48 h，大大影響了反滲透的制水效率。

1.4 運(yùn)行成本增加

保安過(guò)濾器濾芯為一次性使用，污堵后只能更換。頻繁的化學(xué)清洗，需要消耗大量化學(xué)藥劑，在影響膜的使用壽命時(shí)，產(chǎn)生的酸堿性廢水處理費(fèi)用增加，造成生產(chǎn)運(yùn)行成本增加。

2 改造方案

根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)運(yùn)行狀況及國(guó)內(nèi)水處理技術(shù)的調(diào)研，采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的制水技術(shù)—超濾制水設(shè)備，對(duì)活性炭過(guò)濾水進(jìn)一步進(jìn)行預(yù)處理，去除水中殘余的細(xì)菌及微生物，使SDI15≤3[1]，滿(mǎn)足反滲透保安過(guò)濾器進(jìn)水水質(zhì)要求。

2.1 超濾系統(tǒng)工作原理

超濾系統(tǒng)是專(zhuān)為反滲透和納濾預(yù)處理、中水處理回用項(xiàng)目和濁度比較高的物料處理而使用的膜過(guò)濾單元。它是一種以篩分為分離原理，以壓力為推動(dòng)力實(shí)現(xiàn)機(jī)械分離的膜分離過(guò)程[2]。超濾膜可截留大分子物質(zhì)(如蛋白、色素、多糖等)，透過(guò)小分子物質(zhì)(如無(wú)機(jī)鹽、單糖、小分子色素、灰分等)和水；從而達(dá)到去除細(xì)菌、微生物和懸浮物等雜質(zhì)[3]，凈化后的水清澈透明，濁度近于零。

2.2 改造前工藝流程

松花江來(lái)的低硅水經(jīng)過(guò)水-水換熱器、汽-水換熱器預(yù)熱后，通過(guò)活性炭過(guò)濾器過(guò)濾預(yù)處理后的原水，進(jìn)入到反滲透制水系統(tǒng)的保安過(guò)濾器過(guò)濾后，供反滲透制水系統(tǒng)使用，具體流程見(jiàn)圖1。

圖1 反滲透制水系統(tǒng)改造前工藝流程圖

2.3 改造后工藝流程

在反滲透制水系統(tǒng)來(lái)水線增加超濾制水系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)活性炭過(guò)濾后原水分別進(jìn)入超濾保安過(guò)濾器、超濾膜元件，經(jīng)過(guò)超濾設(shè)備制取的超濾水進(jìn)入超濾產(chǎn)水箱，經(jīng)泵送至反滲透制水系統(tǒng)。每套超濾產(chǎn)水為100 m3/h，共計(jì)兩套，超濾制水系統(tǒng)并聯(lián)排列，可同時(shí)運(yùn)行，也可單獨(dú)運(yùn)行，超濾產(chǎn)生的濃水回收到供排水池內(nèi)作為循環(huán)水補(bǔ)水使用，具體流程見(jiàn)圖2。

圖2 反滲透制水系統(tǒng)改造后工藝流程圖

3 改造后的效果分析

活性碳過(guò)濾水預(yù)處理改造投用后已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行一年，在夏季豐水期超濾產(chǎn)水能夠滿(mǎn)足反滲透制水系統(tǒng)對(duì)來(lái)水水質(zhì)的需求SDI15≤3，減少了保安濾芯更換的頻次，每3月更換一次，運(yùn)行周期延長(zhǎng)，每6個(gè)月進(jìn)行一次化學(xué)清洗，提高了對(duì)反滲透膜的保護(hù)效果，化學(xué)清洗藥劑及酸堿性廢水排放量大大降低，降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)環(huán)境效益是非?？捎^的。

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

以全年為例對(duì)改造前后反滲透制水系統(tǒng)運(yùn)行成本進(jìn)行比對(duì)，改造前全年運(yùn)行費(fèi)用為123.82萬(wàn)元，改造后全年運(yùn)行費(fèi)用為88.5萬(wàn)元，節(jié)約效益為35.32萬(wàn)元，反滲透制水成本降低0.6元/m3。

3.2 社會(huì)環(huán)境效益

除鹽增上超濾制水系統(tǒng)，大大減少了保安濾芯的更換頻次，減少了廢濾芯的堆埋處理量，而且減少了化學(xué)清洗產(chǎn)生的酸堿性廢水排放總量，同時(shí)對(duì)產(chǎn)生的濃水進(jìn)行回收再利用，實(shí)現(xiàn)零排放，對(duì)改良環(huán)境具有顯著的社會(huì)效益[4]。

4 結(jié) 論

除鹽制水系統(tǒng)原水預(yù)處理瓶頸問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化改造后，使活性炭過(guò)濾水得到進(jìn)一步預(yù)處理，大大降低了原水SDI15值，滿(mǎn)足了反滲透進(jìn)水水質(zhì)需求，延長(zhǎng)了其運(yùn)行周期，提高了反滲透出水量，增加了產(chǎn)能，在生產(chǎn)水預(yù)處理領(lǐng)域值得廣泛推廣和應(yīng)用。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] 林慶峰，余偉，狄小偉.反滲透系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [J].工業(yè)水處理，2008,28(4)：74-77.

[2] 邵剛.膜法水處理技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2000：242-243.

[3] 魯永學(xué).超濾在反滲透預(yù)處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].工業(yè)水處理，2008，28(4):83-84.

[4] 梁曉飛菲,薛罡,王金波.超濾凈水技術(shù)的研究 [J].環(huán)保科技,2008，14(2)：13-15.