PDF《膜法水处理技术在石化污水回用中的应用》

膜法水处理技术在石化污水回用中的应用 谢小华 燕山石化炼油厂 摘要:常规的水处理工艺(包括生化处理、混凝、澄清、气浮、活性炭吸 附等) 不能高效地去除工业污水中的污染物, 只能实现污水的简单回用, 如冲厕、 绿化等,作的最好的也只是回用于循环水补水.

"超滤-反渗透"的膜法水处理 技术的应用可使大部分的工业污水得到回用,实现真正意义的污水回用,如代替 自来水、锅炉用水、工业工艺用水等. 关键词:膜法水处理;

污水回用;

超滤;

反渗透

1 前言 我国水资源短缺和水污染形势十分严峻,是世界

13 个贫水国之一,人均占 有水量仅为世界人均水平的四分之一,居世界

149 个国家的第

110 位,属于水资 源短缺的国家. 石化企业是一个用水大户,近年来,随着水资源日益匮乏,水源的供给已经 成为限制企业扩产、增产的制约因素.一方面水资源严重短缺,另一方面而工业 用水浪费问题严重、耗水量大,目前我国每加工一吨原油的取水量与发达国家相 比还有相当的差距(加工吨油的水消耗量是国外的近

5 倍) . 为了缓解水资源短缺,各石化企业作了两方面的工作,一是节约用水,特别 是提高工业用水的利用率;

二是寻找新的可利用非传统水资源(工业污水、生活 污水、海水等) ,最为可行的途径是实现污水回用. 使用非传统水资源面临的问题是水源水质恶化、污染物更加复杂,常规的水 处理工艺(包括生化处理、混凝、澄清、气浮、活性炭吸附等)不能高效地去除 这些污染物,只能实现污水的简单回用,如冲厕、绿化等,不能实现真正意义的 回用,如代替自来水、锅炉用水、工业工艺用水等.作的最好的也只是回用于循

1 环水补水.膜法水处理技术的应用可使大部分的工业污水得到回用.膜分离技术 是近几年来发展迅速的一种高新技术,具有分离效果好、占地小、操作简单、安 全环保优点.在石化工业污水回用的膜深度处理技术方面,燕山石化公司与相关 单位合作做了大量的试验工作,在此基础上建成了燕山石化炼油厂

410 m3 /h的 "超滤+反渗透"膜法回用污水除盐装置,将污水经除盐后回用于锅炉补给水, 实现了真正意义的污水回用.

2 污水回用处理工艺流程 工艺流程如下图所示, 设计反渗透产水规模 410m

3 /h, 超滤产水规模 560m3 /h. 燕化炼油事业部和橡胶事业部的污水经西区污水站二级生化、 三级过滤处理 后,进入 300m3 原水罐,再经过原水提升泵进入超滤装置,去除水中的细菌残体、 胶体微粒、大分子有机物等,超滤出水水质达到反渗透装置的进水条件. 超滤出水投加还原剂和阻垢剂经高压泵加压进入反渗透装置, 反渗透装置主 要去除水中 99%的溶解盐类、SiO2胶体等,反渗透产水再入原有离子交换系统进 一步除盐后用于锅炉补给水. 系统采用全自动控制,可进行自动与手动运行方式的切换,实现现场就地和 控制室集中控制两种操作方式;

同时通过各类在线仪表监测系统的运行状态,采 用一台工控机作为人机界面实现监控,可打印机输出各类报表.

3 原水水质 超滤系统的进水是燕化西区输送过来的回用污水,其水质如下表所示. 序号 项目 单位 数值

1 pH 6.5-8.5

2 可溶性固体 mg/L

1083 3 悬浮性固体 mg/L 6.7

2 4 COD mg/L

34 5 总硬度(caco3) mg/L

385 6 总碱度 mg/L 68.5

7 钙离子 mg/L

270 8 氯离子 mg/L

201 9 钾离子 mg/L 4.3

10 氨氮 mg/L

1 11 电导率 μs/cm

1710 4 主要设备的设计参数 4.1 超滤装置 系统设计超滤装置

10 套, 设计处理量 560m

3 /h, 产水SDI ≤3.0,产水浊度≤0.2,自用水率≤5%.系统采用全自动控 制,10 套超滤装置可同时运行,也可单独运行,根据用水 量要求灵活投运. 在该项目中采用了亲水性好、寿命长、过滤精度高的OMEXELLTM SFP-2660 超 滤作为反渗透的前处理,保证了反渗透的可靠运行.OMEXELL超滤膜采用聚偏 氟乙烯(PVDF)材料,这种含氟高分子材料的突出特点是耐氧化能力很强,允 许在运行和清洗时使用较强烈的化学条件,因而能够更彻底地去除膜上的污染 物,保障膜过滤系统的长期稳定. 另外,该超滤膜采用了采用不易堵塞的外压式结构,更适应来水悬浮物含量 较高的场合,也使清洗更简便、彻底. OMEXELL超滤膜组件通常以恒流方式运行,透膜压差将随运行时间逐渐增 加,此时通过定期的反洗、气擦洗以及化学分散清洗等手段,可以清除膜面的滤 饼层;

而使用杀菌剂则能够有效地控制微生物繁殖,更彻底的除去膜面污染物. 回用污水除盐装置中使用的膜元件主要技术参数如下: 膜元件型号 OMEXELL SFP2660 型式 中空纤维(外压式) 膜材质 PVDF 公称孔径 0.03μm 膜面积 355ft2 (33m2 )

3 4.2 反渗装置 系统设计反渗透装置

4 套,设计产水量 410m3 /h,每套产水 103m

3 /h脱盐率≥98%,回收率 ≥75%. 反渗透采用 DOW 公司的 BW30-365FR 抗污染 膜,一级二段排列,抗污染反渗透膜且具有亲水 性,对有机物的吸附性小,膜元件和系统运行寿 命长,可延长膜的清洗周期,降低清洗费用. 4.3 工艺辅助系统 (1)氧化剂加药装置,用于向超滤进水和反洗水中投加氧化剂,抑制细菌 等微生物在超滤膜繁殖并去除吸附、污堵在超滤膜表面的部分有机物. (2)还原剂装置,用于向反渗透进水投加还原剂,还原水中的氧化性物质, 保护反渗透膜.采用在线 ORP 表检测水中的氧化还原电位并控制加药量. (3)阻垢剂加药装置,用于向反渗透进水中投加阻垢剂,以防止膜元件结 垢.反渗透浓水端,特别是反渗透压力容器中最后一根膜元件的浓水侧往往出现 诸如CaCO

3、CaSO4浓度积大于其平衡溶解度指数而结晶析出,在膜表面结垢造成 污堵,并可能损坏膜元件,因此在进入膜元件之前设置了阻垢剂投加装置,投加 对此类盐具有良好分散作用的阻垢剂. (4)化学清洗装置,用于超滤、反渗透装置膜元件的化学清洗.超滤、反 渗透膜经过长期运行后,某些有机物、无机盐结垢等,会积累在膜的表面,造成 超滤、反渗透膜通量下降、反渗透膜脱盐率的降低,使用化学药品进行清洗才能 去除,以恢复超滤、反渗透膜的性能.

5 运行情况 该项目于

2004 年11 月初通过燕山石化公司验收并投入连续的工业应用,到 目前为止装置运行十分稳定. 主要运行指标为: (1)超滤装置 产水 SDI