深度水處理工藝的優(yōu)化技術(shù)

馬浪超(淄礦集團(tuán)內(nèi)蒙古黃陶勒蓋煤炭有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017313)

0 引言

內(nèi)蒙古黃陶勒蓋煤炭有限責(zé)任公司世林化工分公司30 萬噸/年甲醇項(xiàng)目水務(wù)系統(tǒng)深度水處理二期于2015年1月16日施工完成開始運(yùn)行，主要接納并處理全廠裝置排出的生產(chǎn)廢水和廠區(qū)的生活污水，處理后的污水要求符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)一級標(biāo)準(zhǔn)，處理合格的污水直接排入達(dá)標(biāo)污水收集池，再加上廠內(nèi)其它裝置排放的清凈下水經(jīng)深度處理裝置處理后回用給循環(huán)水使用。

世林化工分公司積極落實(shí)集團(tuán)公司以及上級領(lǐng)導(dǎo)下達(dá)的對生產(chǎn)系統(tǒng)不斷優(yōu)化創(chuàng)新的精神，水務(wù)車間深度水處理裝置是將生產(chǎn)系統(tǒng)排放的清凈下水和全廠生產(chǎn)、生活污水經(jīng)污水裝置生化處理達(dá)標(biāo)后的排水作為原水，進(jìn)行深度處理，主要經(jīng)混凝、澄清、過濾、超濾裝置凈化處理后，再經(jīng)反滲透裝置除鹽，去除水中的絕大部分懸浮物、膠體、溶解性鹽分等，達(dá)到國家中水的標(biāo)準(zhǔn)后，回用至循環(huán)水裝置涼水池或一次水池，達(dá)到降低循環(huán)水濃縮倍數(shù)和一次水含鹽量，減少排污水量節(jié)約成本的目的。深度水處理在全廠生產(chǎn)中屬于水系統(tǒng)最末端，起到控制全廠排水總量及回用水量的作用。

世林化工隨著主裝置系統(tǒng)逐漸滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行，水務(wù)車間各系統(tǒng)因設(shè)計(jì)原因不能滿足生產(chǎn)需要，2018年5月對水系統(tǒng)進(jìn)行了清污分流技改，技改完成后，各系統(tǒng)外排水水中離子集聚，深度水處理系統(tǒng)反滲透單元進(jìn)水取水樣，重金屬超標(biāo)，主要為錳離子超標(biāo)0.2mg/L(指標(biāo)小于0.1mg/L)，余氯0.4mg/L，嚴(yán)重超標(biāo)(指標(biāo)小于0.1mg/L)，氧化反滲透單元膜原件，縮短反滲透膜元件使用壽命。

根據(jù)原工藝預(yù)處理單元增加活性炭過濾器，利用活性炭具有吸附水中重金屬離子的特性，減少產(chǎn)水中重金屬離子，避免重金屬離子二次反應(yīng)，使水中余氯降低，達(dá)到反滲透運(yùn)行進(jìn)水要求，保障后續(xù)系統(tǒng)安全穩(wěn)定長周期運(yùn)行。

1 項(xiàng)目實(shí)施基本情況

1.1 本次項(xiàng)目實(shí)施目的

世林化工水系統(tǒng)清污分流技改完成后，各系統(tǒng)外排水進(jìn)入深度水處理系統(tǒng)，水中離子集聚，游離氯離子的含量過高對反滲透膜設(shè)備有著強(qiáng)大的氧化作用，反滲透膜使用芳香族聚酰胺材料，游離氯離子屬于氧化性介質(zhì)，對反滲透膜元件造成不可修復(fù)的損壞，氧化反滲透單元反滲透膜原件，縮短反滲透膜元件使用壽命。為了保護(hù)膜元件不被氧化，增加膜元件使用壽命，在預(yù)處理超濾單元增加活性炭過濾器，利用活性炭過濾器將有機(jī)物、膠體、鐵氧化物、余氯等物質(zhì)進(jìn)行吸附過濾，過濾水從活性炭過濾器的上部進(jìn)入，通過活性炭濾料層經(jīng)濾帽從底部排出，將截留在活性炭濾料層的雜質(zhì)沖出，反洗廢水進(jìn)入排水溝，使產(chǎn)水余氯小于0.1mg/L，保護(hù)后續(xù)系統(tǒng)反滲透膜元件，增加反滲透裝置使用壽命。

1.2 技改計(jì)劃

計(jì)劃在深度二期預(yù)處理系統(tǒng)超濾單元增加3 臺100m3/h 活性炭過濾器以及配套儀表、閥門、管道、機(jī)泵、PLC 控制等。

1.3 技改前主要設(shè)備構(gòu)造性能參數(shù)介紹

混合水池：主要收集循環(huán)水、原水脫鹽、一次水排水，水池1座，有效容積425.25m3。

高密提升泵：共3 臺，2 用1 備，流量Q=160m3/h、揚(yáng)程H=18m，將混合水池內(nèi)的廢水提升至高密澄清池。

高密沉淀池：1 座，設(shè)計(jì)處理能力為310m3/h。

V 型濾池：2 座，設(shè)計(jì)處理能力為290m3/h。

V 型濾池產(chǎn)水池：主要是收集V 濾的產(chǎn)水，有效容積394.87m3。

活性炭過濾器進(jìn)水泵：共3 臺，2 用1 備，流量Q=150m3/h、揚(yáng)程H=55m, 給超濾系統(tǒng)提供穩(wěn)定的運(yùn)行壓力。

活性炭過濾器：共三臺，流量Q=100m3/h、自清洗過濾器：共2 臺，1 用1 備，單臺正常運(yùn)行出力300m3/h。

超濾：每套設(shè)計(jì)處理能力為90m3/h，共3 套，膜元件數(shù)量：64 支/套，共計(jì)192 支。膜元件型號：UOF-865。

超濾反洗系統(tǒng)：共兩臺，流量Q=150m3/h、揚(yáng)程H=24m，用于超濾系統(tǒng)的反沖洗。

超濾池超濾產(chǎn)水箱作為的超濾產(chǎn)水貯存，同時(shí)為反滲透系統(tǒng)提供進(jìn)水，有效容積394.87m3。

增壓泵：反滲透增壓泵為反滲透系統(tǒng)提供壓力，并克服5μm 保安過濾器的阻力損失。水泵的流量選擇根據(jù)后續(xù)反滲透進(jìn)水的流量要求為Q=135m3/h；H=30m。

反滲透：每套設(shè)計(jì)處理能力為135m3/h，兩套運(yùn)行，一段二段比為19∶10，膜數(shù)量174 支/套，共348 支。

回用水池：主要是收集反滲透的產(chǎn)水，有效容積668.25 m3。

回用水泵：共3 臺，2 開1 備，流量Q=100m3/h，揚(yáng)程H=30m，主要作用是將回用水池的水送至循環(huán)水池。

濃水池：主要是收集反滲透濃水 同時(shí)還是濃水反滲透進(jìn)水池。有效容積303.75m3。

1.4 技改設(shè)備技術(shù)參數(shù)

技改后在超濾單元增加3 臺活性炭過濾器，具體參數(shù)如表1 所示。

表1 活性炭過濾器參數(shù)表

1.5 項(xiàng)目完成后工藝參數(shù)對比

活性炭過濾器技改前后水質(zhì)指標(biāo)變化及運(yùn)行情況見表2所示。增加活性炭過濾器后，水的濁度、COD、余氯、TDS、SDI等指標(biāo)下降，系統(tǒng)水質(zhì)發(fā)生明顯變化，尤其是余氯達(dá)到了反滲透裝置進(jìn)水要求。

表2 活性炭過濾器技改前后水質(zhì)指標(biāo)變化情況

2 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

通過對深度水處理技改優(yōu)化，解決了深度水處理二期超濾膜系統(tǒng)運(yùn)行不佳的問題，保護(hù)了反滲透膜元件使用壽命。針對這次在系統(tǒng)原基礎(chǔ)優(yōu)化技改，通過探索、對比、實(shí)踐、研究，利用增加設(shè)備，實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)改變，控制工藝指標(biāo)，達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行要求，使設(shè)備在運(yùn)行壽命方面相比以前更加延長。

本次技改對深度水處理超濾單元增加活性炭過濾器(圖1)，主要是對水系統(tǒng)技改清污分流后工藝指標(biāo)發(fā)生變化，損壞系統(tǒng)設(shè)備，導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，對缺陷進(jìn)行了設(shè)計(jì)彌補(bǔ)，為公司節(jié)能降耗上起到了重大作用。利用活性炭吸附有機(jī)物、膠體、重金屬離子的特性，超濾膜進(jìn)水濁度正常，使原進(jìn)水余氯為0.4mg/L，降低水中余氯指標(biāo)＜0.1mg/L，達(dá)到了反滲透裝置進(jìn)水水質(zhì)要求，保護(hù)了膜元件不被氧化，保障系統(tǒng)裝置安全穩(wěn)定長周期運(yùn)行。如果不進(jìn)行技改，反滲透膜元件使用周期縮短至1年，技改后使用周期延長至3年。

圖1 新增活性炭過濾器圖

3 結(jié)語

本次技改對深度水處理超濾單元增加活性炭過濾器，主要是對水系統(tǒng)技改清污分流后工藝指標(biāo)發(fā)生變化，損壞系統(tǒng)設(shè)備，導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，對缺陷進(jìn)行了設(shè)計(jì)彌補(bǔ)，為公司節(jié)能降耗上起到了重大作用。通過探索與實(shí)踐的成功，對生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，使系統(tǒng)正常運(yùn)行，降低運(yùn)行成本。效益計(jì)算基礎(chǔ)按照系統(tǒng)優(yōu)化技改材料消耗進(jìn)行對比，本項(xiàng)目產(chǎn)生效益為間接經(jīng)濟(jì)效益。按照同行業(yè)比較，化工廠深度水處理反滲透脫鹽率下降趨勢，進(jìn)水余氯控制在0.1mg/L 以內(nèi)，膜元件3年更換一次：技改前進(jìn)水余氯0.4mg/L，膜使用壽命1年，需要更換所有膜元件。技改后進(jìn)水余氯小于0.1mg/L，達(dá)到反滲透進(jìn)水要求，膜使用壽命3年，需要更換所有膜元件。