煉化公司污水回用雙膜工藝的優(yōu)化運行

文_陶洪文 大慶煉化公司動力廠

大慶煉化公司污水回用工程采用超濾（UF)+反滲透（RO）雙膜法組合工藝，處理規(guī)模525m3/h。反滲透的前處理采用超濾，超濾（UF)對濁度、顆粒物、微生物等有極佳的截留效能，可使進水SDI＜4，達到RO進水要求。該工程自運行以來出現(xiàn)了超濾膜斷絲、通量衰減速率加快、化學(xué)清洗頻次增加、保安過濾器濾芯堵塞嚴重且更換頻率高和RO脫鹽率下降等問題，造成運行成本上升，生產(chǎn)效益下降。針對污水回用裝置運行出現(xiàn)的實際情況，2005～2006年對工藝流程進行優(yōu)化，增加了高效纖維過濾器和進水穩(wěn)壓系統(tǒng)，2010年調(diào)整了超濾膜清洗方案，提升了清洗效果，產(chǎn)水量得到逐步提高。

1 裝置概況

脫鹽水補水系統(tǒng)流程如圖1所示，循環(huán)水補水系統(tǒng)流程如圖2所示。污染物去除率如表1所示。

圖1 脫鹽水補水系統(tǒng)流程圖

表1 污水回用各單元模塊污染物去除率匯總

1.3 系統(tǒng)存在問題

①動態(tài)活性炭單元運行時出水含有碳黑，造成保安過濾器濾芯堵塞，影響反滲透運行。

圖2 循環(huán)水補水系統(tǒng)流程圖

②動態(tài)砂濾單元生物膜培養(yǎng)問題一直未成功，氨氮的去除率達不到設(shè)計值，動態(tài)砂濾對COD、磷沒有去除效果。

③高級氧化AOP單元設(shè)備故障率很高，起不到殺菌作用。

④斜板沉降去磷單元設(shè)計投加絮凝劑和高分子聚合物沒有效果。

⑤超濾膜和反滲透膜易污堵，產(chǎn)水量衰減快，不易恢復(fù)。

2 系統(tǒng)優(yōu)化與控制措施

2.1 反滲透系統(tǒng)的優(yōu)化

回用工程共設(shè)3套反滲透裝置，單套裝置出力為50m3/h，裝置脫鹽率在97%以上。反滲透系統(tǒng)出現(xiàn)：①長時間運行后產(chǎn)水量下降，通常需要提高運行壓力來維持額定的產(chǎn)水量；②長時間運行后脫鹽率降低，在反滲透系統(tǒng)中表現(xiàn)為產(chǎn)水電導(dǎo)率升高；③壓降增加，在維持進水流量不變的情況下，進水與濃水間的壓差增大。

將動態(tài)活性炭單元和AOP高級氧化單元停用后，反滲透前1臺雙桶自清洗過濾器反洗周期延長，1臺5μm精密過濾器濾芯更換時間延長，反滲透膜污堵衰減變緩，產(chǎn)水量提高。

2.2 反滲透膜的清洗

反滲透有低壓沖洗和化學(xué)清洗共2個系統(tǒng)，用于反滲透系統(tǒng)的保護。

低壓沖洗方法是用原水來沖洗膜面的方法，在低壓以下高速流沖洗膜面30min，這樣可以清除膜表面上的污垢和濃水側(cè)高濃度鹽，恢復(fù)產(chǎn)水量。

化學(xué)清洗法最初是交替使用堿性清洗劑和酸性清洗劑對RO膜進行在線清洗，清洗壓力控制在0.4MPa以下，效果不理想，產(chǎn)水量只提高10%，后來使用離線清洗的方式，先用堿性清洗劑循環(huán)15min，然后浸泡30min，采用脈沖式?jīng)_洗干凈，堿洗完之后再用殺菌劑和油污剝離劑清洗，最后使用酸性清洗劑清洗，產(chǎn)水量可提高20%～25%。

2.3 超濾系統(tǒng)的優(yōu)化

污水回用裝置在初次調(diào)試運行原料水直接通過3臺50μm的保安過濾器進入超濾膜組件。超濾膜的進水壓力極不穩(wěn)定，波動范圍在0.05～0.2MPa。

①管線中有雜物。很多焊渣殘留在超濾膜的進水管線中，隨著水流進入膜絲內(nèi)，在水流的沖擊作用下將膜絲劃傷；②壓力波動大。原料水沒有通過穩(wěn)壓裝置直接進入污水回用裝置，引起超濾膜進水壓力頻繁波動對超濾膜造成破壞；③膜組件內(nèi)竄入氣泡。超濾膜的反沖洗主管線上的止回閥密封差，超濾膜開始反沖洗會將空氣帶入膜內(nèi)，在水流的沖擊下，氣泡破裂對膜絲造成機械損傷；④反沖洗水有鐵銹。超濾膜反沖洗水的濾后水箱內(nèi)沒有防腐處理，水箱內(nèi)有鐵銹沉積，當(dāng)單組超濾膜進行反沖洗時將水箱內(nèi)的鐵銹帶入膜內(nèi)，導(dǎo)致膜絲的堵塞，劃傷膜絲。

2.4 超濾系統(tǒng)的流程優(yōu)化

停用動態(tài)生物膜過濾單元、斜板沉降單元和AOP高級氧化單元；將原來超濾膜的總進水管更換為不銹鋼材質(zhì)；增設(shè)穩(wěn)壓系統(tǒng)，原料水先進入2個2000m3的穩(wěn)壓罐，然后用變頻泵打入超濾膜前的50μm保安過濾器；對超濾反沖洗管線上的止回閥更換，解決反沖洗管內(nèi)出現(xiàn)負壓的現(xiàn)象；在加藥管線上增設(shè)安全閥，避免加藥管線超壓造成漏點引起空氣竄入超濾系統(tǒng)；對中間水箱進行防腐，消除鐵銹對超濾膜的隱患。

2.5 超濾系統(tǒng)的清洗

超濾膜維護性清洗采用次氯酸鈉，清洗持續(xù)時間短，清洗頻次較高，保持膜的透水性和延長恢復(fù)性清洗周期。恢復(fù)性化學(xué)清洗持續(xù)時間長，清洗頻次低，恢復(fù)膜的透水性，采用先堿洗后酸洗，堿洗采用NaOH和NaClO，酸洗采用HCl，過程采用PLC自動控制。

2.6 優(yōu)化效果分析

2.6.1 反滲透產(chǎn)水

系統(tǒng)運行期間，3套RO裝置的反滲透產(chǎn)水量、脫鹽率和回收率都得到提高。系統(tǒng)優(yōu)化前，反滲透裝置的回收率波動大，膜表面被炭黑污堵。優(yōu)化后，回收率穩(wěn)定在60%左右，產(chǎn)水流量與回收率成正比。

2.6.2 超濾產(chǎn)水

系統(tǒng)運行期間，14組超濾膜產(chǎn)水流量波動小，清洗不再頻繁。系統(tǒng)優(yōu)化前?？缒翰畹姆逯祷揪S持在0.06～0.08MPa之間，由于雜質(zhì)的存在，膜斷絲率較高。優(yōu)化后，跨膜壓差都低于0.04MPa，此次優(yōu)化對降低跨膜壓差效果顯著。

2.6.3 RO-UF的清洗頻次

優(yōu)化后RO的清洗次數(shù)明顯下降，離線清洗周期延長；UF的清洗頻次減少，離線清洗的次數(shù)降低，周期產(chǎn)水率提高。

3 結(jié)語

系統(tǒng)優(yōu)化后，①14組UF裝置的跨膜壓差均穩(wěn)定在0.04 MPa以下，產(chǎn)水量得到提高，水質(zhì)得到改善；②3組RO裝置的脫鹽率提高，回收率和產(chǎn)水流量趨于穩(wěn)定，回收率在60%以上，產(chǎn)水量在100m3/h以上；③UF裝置和RO裝置的清洗頻次減少了，膜通量得到保證，周期產(chǎn)水呂提高。