錳砂除鐵過濾裝置在廢水回用處理中的應(yīng)用

田金光，李文軍，李星

（陜西延長石油（集團）有限責任公司 延安石油化工廠，陜西　延安　727406）

錳砂除鐵過濾裝置在廢水回用處理中的應(yīng)用

田金光，李文軍，李星

（陜西延長石油（集團）有限責任公司 延安石油化工廠，陜西延安727406）

延安某化工廠200 t/h低濃度污水處理單元負荷增加，造成出水總鐵、濁度和懸浮物等指標不合格，不能滿足循環(huán)冷卻水補充水水質(zhì)的要求，通過技術(shù)改造新增錳砂除鐵過濾裝置，使出水中總鐵、濁度和懸浮物等指標滿足循環(huán)冷卻水補充水的要求，每年可節(jié)約水資源144萬t，節(jié)能費用547.2萬元，同時減少了污水排放，減輕了環(huán)境污染。

錳砂；除鐵；過濾裝置；回用水

為節(jié)約水源，延安石油化工廠200 t/h低濃度含油污水經(jīng)處理滿足Q/SH 0104-2007《煉化企業(yè)節(jié)水減排考核指標與回用水指標》中污水回用于循環(huán)冷卻水水質(zhì)指標后，用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補充水。2014年由于汽柴油品質(zhì)升級，新建4套生產(chǎn)裝置，低濃度含油污水處理量由180～210 t/h增至200～230 t/h，負荷增加，造成出水總鐵、懸浮物、濁度等指標不合格，無法回用，只能作為工業(yè)污水排放。為解決出水中總鐵、懸浮物、濁度等指標不合格的問題，企業(yè)在原有處理單元中增設(shè)了錳砂除鐵過濾裝置，取得了較好的效果。

1　原有工藝

來自煉化裝置的低濃度污水經(jīng)調(diào)節(jié)罐初步隔油，再經(jīng)渦凹氣浮與溶氣氣浮進一步除油后，自流進AO生化池，經(jīng)生化處理后進二沉池沉淀，然后進入深度處理部分（包括多介質(zhì)過濾器、臭氧氧化塔、活性炭吸附過濾罐）過濾消毒合格后作為循環(huán)冷卻水補水回用。低濃度污水處理原工藝流程見圖1。

圖1　低濃度污水處理原工藝流程

2　改造方案

2.1錳砂除鐵工藝簡介

錳砂除鐵過濾裝置利用氧化法將水中低價鐵離子氧化成高價鐵離子，再經(jīng)吸附過濾，達到降低水中鐵離子濃度的目的。其反應(yīng)如下［1］：

2 Mn2++O2+2 H2O=2 MnO2+4 H+（1）

4 MnO2+3 O2=2 Mn2O7（2）

Mn2O7+6 Fe2++3 H2O=2 MnO2+6 Fe3++6 OH-（3）

Fe3++3 OH-=Fe（OH）3↓（4）

過濾時在精制錳砂層表面逐漸形成一層鐵質(zhì)濾膜作為活性濾膜，能起到催化作用，F(xiàn)e（OH）3沉淀物經(jīng)精制錳砂濾層催化和過濾雙層作用后被去除［2］。錳砂過濾方案是經(jīng)過曝氣充氧后，加快了二價鐵的氧化速度，能更有效地去除水中的鐵［3-4］。錳砂除鐵過濾裝置不消耗化工原料，年補充量較低［5］。

2.2改造后低濃度污水處理工藝流程

200 t/h低濃度污水處理單元，在原有工藝多介質(zhì)過濾器后增設(shè)錳砂除鐵過濾裝置，改造后低濃度污水處理工藝流程見圖2。

圖2　改造后低濃度污水處理工藝流程

2.3錳砂除鐵過濾裝置

本項目設(shè)置4臺串聯(lián)錳砂壓力罐，設(shè)計處理水量為200 m3/h，操作彈性為1.2。罐內(nèi)填裝具有催化除鐵及過濾雙重功能的復(fù)合濾料，該復(fù)合填料主要由石英砂和高品位天然錳砂組成的，粒徑為0.6～2.0 mm，濾層厚度為1.0～1.5 m，承托層厚度為0.3 m。錳砂除鐵過濾裝置見圖3，主要技術(shù)指標見表1。

圖3　錳砂除鐵過濾裝置

表1　主要技術(shù)指標Tab.1　Key technical indexes

2.4使用效果

200 t/h低濃度污水處理單元新增錳砂除鐵過濾裝置后，出水質(zhì)量合格。錳砂除鐵過濾裝置投用前、后出水水質(zhì)指標見表2。

表2　錳砂除鐵過濾裝置投用前、后出水水質(zhì)指標Tab.2　Quality indexes of discharged water before and afteruse of manganese sand iron-removing filter

從表2可以看出，錳砂除鐵過濾裝置投用后，低濃度污水出水總鐵的質(zhì)量濃度從0.59～3.89 mg/ L降至0.50～0.70mg/L，懸浮物的質(zhì)量濃度從10～36 mg/L降至18～26 mg/L，濁度從0.82～29.57 NTU降至1.34～7.63 NTU，出水水質(zhì)達到循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補充水的要求。

2.5經(jīng)濟效益

200 t/h低濃度污水處理單元產(chǎn)低濃度回用水180 t/h，每年節(jié)約水資源144萬t，每噸水費按3.8元計，年節(jié)約費用547.2萬元。

3　結(jié)論

200 t/h低濃度污水處理單元新增錳砂除鐵過濾裝置，該裝置投用后，解決了總鐵、濁度及懸浮物等不達標的問題，出水水質(zhì)達到循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充水的要求，每年節(jié)水144萬t，每年節(jié)約水費547.2萬元。同時還減少了污水排放，減輕了環(huán)境污染，該技術(shù)可供同類裝置參考使用。

［1］宮曉丹.錳砂除鐵一體化凈水器在化學(xué)水處理生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］.廣州化工，2012，40（14）：162-163.

［2］谷志強.蒸汽凝結(jié)水的除鐵原理［J］.煤氣與熱力，2000，20（6）：446-447.

［3］金熙，項成林，齊冬子.工業(yè)水處理技術(shù)問答：第三版［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

［4］胡明忠，王小雨，王飛際.陶粒-錳砂雙層濾池去除地下水中的鐵錳［J］.工業(yè)用水與廢水，2006，37（1）：22-23.

［5］郭建國.蒸汽凝結(jié)水的壓力式錳砂除鐵工程設(shè)計［J］.維綸通訊，2002，22（2）：21-23.

Application of manganese sand iron-removing filter for sewage reuse and treatment

TIAN Jin-guang，LI Wen-jun，LI Xing
（Shanxi Yanchang Petroleum（Group）Co.，Ltd.，Yan'an Petrochemical Factory，Yan'an 727406，China）

The increasing load of low concentration sewage treatment unit（200 t/h）of a chemical plant in Yan'an caused total iron，turbidity，suspended solids and some other indexes of the discharged water unqualified，which could not meet the requirement of make-up water of circulating cooling water system.By technical renovation and adding manganese sand iron-removing filter，the mentioned indexes of the discharged water met the requirement of make-up water of circulating water system，1，440，000 t of water and 5.472 million yuan could be saved per year，meanwhile，the sewage discharge was reduced and the environment pollution was alleviated also.

manganese sand；iron removal；filter；reuse water

X703.1

A

1009-2455（2016）04-0047-02

田金光（1968-），男，陜西黃陵人，高級工程師，從事工藝技術(shù)管理及研究工作，（電子信箱）shczcl6719@163.com。

2016-04-25（修回稿）