循环水排污水回收处理技术

　　中石化某公司将COD排放浓度保持在35mg/L，外排废水量则须控制在307万t/h。2011年~2014年本装置外排水总量平均值为656t/h，比地方外排目标值多出304t/h，其中主要来自循环水排污水，要达到总量减排的目标，必须进行循环水排污水的回收利用，才能完成总量减排的任务。为了使COD出水保持在35mg/L，某分公司投资近6000万元建设循环水排污水除盐装置，并对除盐工艺进行半年多的现场中试，在中试成果的基础上开展S工程的详细设计。在完成设计、施工、调试后，除盐装置基本正常运行，完成节水减排的目标。

　　一、循环水排污水水量

　　某公司化工区当时共有五套循环水装置，分别为一循、二循、三循、四循和五循，分公司通过调整循环水系统的运行浓缩倍数、优化操作、强化循环水场日常管理等措施，使厂区循环水场排污量减少至356.5t/h(不包含预膜清洗水)。

　　二、处理工艺

　　2.1 工艺流程

　　除盐装置的水量平衡如图1所示。

　　由循环水场排放出来的污水，经管线收集后送入调节池内均质，均质调节池是已有利旧，容积3000m3。调节池配套提升泵，2用1备，单台泵的流量235t/h，扬程40m。D废水提升送入除盐装置前，首先经过在线COD仪的检测，其COD处于正常范围，则送入预处理系统;当COD处于异常状态时，则送入该公司现有的污水处理高级生化段中处理后再进入流程。日常只能通过大量补充新鲜水满足生产需要，但同时大量补水也增加了新鲜水的用水消耗。

　　由于循环水排污水的BOD/COD比值较低，流量大、所含成分以不可生化的成分为主。对于这类废水，为了达到处理效率升级的目的。对这类废水一般不宜直接采用普通的生化处理工艺。除盐装置预处理工艺采用物化法，可以有效去除有机物COD、碱度、总磷、悬浮物、胶体硅及总硅等污染物，以达到双膜工艺系统进水水质。预处理系统工艺流程如图2所示。

　　双膜系统工艺主要包括多介质滤器+精密过滤+UF(超滤)+RO。多介质过滤器采用锰砂填料，精密过滤采用5μm的虑元进行过滤，以更好保护双膜。

　　除盐装置的污泥由是高密澄清池产生，该污泥大部分为石灰，需要采用板框压滤机处理。除盐装置产生浓水，由业主投资的浓水处理设备处理，该设备属于其他装置不进行赘述。

　　2.2 主要构筑物

　　除盐装置的构筑物、建筑物主要有9个。

　　1)1座清水池，规格长×宽×高=12m×3m×4m，钢筋混凝土结构。

　　2)1座污泥贮池，规格长×宽×高=12m×6m×3m，钢筋混凝土结构。

　　3)1座超滤水池，规格长×宽×高=6.5m×10m×3m，钢筋混凝土结构。

　　4)1座产品水池，规格长×宽×高=6.5m×10m×3m，钢筋混凝土结构。

　　5)1座浓水池，规格长×宽×高=6.5m×10m×2m，钢筋混凝土结构。

　　6)1座废水池，规格长×宽×高=6.5m×10m×5m，钢筋混凝土结构。

　　7)1座综合加药间，规格长×宽×高=27m×12m×5m，钢筋混凝土结构。

　　8)1座双膜厂房，长×宽×高=36m×18m×6m，钢筋混凝土结构。

　　9)1座变配电所，规格长×宽×高=21m×11m×8.3m，钢筋混凝土结构。

　　2.3 工艺流程说明

　　2.3.1 预处理系统

　　预处理系统主要是由高密澄清池+石灰投加系统+pH调节系统组成，其工艺特点是将一体化的沉淀浓缩和污泥回流相结合，使污泥结构致密，不需要独立的污泥浓缩池，既减少了占地面积，又节约能源。石灰投加系统采用机械下料的投加系统，石灰选用纯度80%~85%，密度0.45t/m3，石灰乳配置浓度5%。投加浓度：600mg/L~1000mg/L;投加石灰导致出水的pH升高，采用盐酸进行pH调节，调节出pH值在5~7的水。

　　在进入双膜前需要进行杀菌，投加药物点设置在清水池内，要避免杀菌剂氧化性对膜的影响，该装置采用非氧化性杀菌剂进行杀菌。

　　2.3.2 双膜系统

　　多介质滤器能长期满足反渗透膜对污染指数SDI的要求，滤器的滤速为9m/h，以适应将来水质变坏的可能性;过滤器的进、出水压差升到一定的值(0.5kg/cm2～0.7kg/cm2)或出水污染指数大于5时，应对过滤器进行自动反冲洗。

　　精密过滤器用以截留从多介质过滤器中漏出的细微沙粒，以防止大颗粒物质损害后续的膜装置。

　　超滤采用无机陶瓷膜(过滤孔径0.03m)，在高温下稳定性好，当膜两侧有很大压力梯度时，膜机械性能稳定，化学性质稳定，特别耐有机溶剂，能够适应使用条件苛刻的清洗操作条件。

　　RO膜组设置2套，回收率为75%，总脱盐率不低于99%。反渗透膜采用国外品牌的BW30FR-400，该型号反渗透膜的长度约1m，直径约0.2m，膜面积约37m2，单根膜脱盐率为99.5%。

　　2.3.3 双膜清洗系统

　　超滤采用HCL和NaCLO、NaOH分散清洗装置，反渗透采用分段清洗。

　　2.3.4 系统内主要控制联锁

　　系统内主要控制联锁有7种。

　　1)污泥浓设缩池与污泥外送泵联锁，高开低停。

　　2)浓水池设液位与浓水外送泵联锁，高开低停。

　　3)反洗水池设液位与反洗水提升泵联锁，低低液位停。

　　4)清洗水池设液位与清洗水提升泵联锁，低低液位停。

　　5)废水池设液位与废水提升泵联锁，低低液位停。

　　6)清水箱池设液位与反渗透进水泵、反洗水泵联锁，低低液位停。

　　7)成品水箱设液位与回用水泵联锁，低低液位停。

　　系统内主要测量措施有4种。

　　1)除盐水系统总进口设置流量测量。

　　2)成品水出口总管设置流量测量。

　　3)浓水外送设置流量测量。

　　4)生产给水、净化空气进入除盐系统总进口设置流量测量。

　　2.3.5 在线分析仪表

　　在线分析仪表有3类。

　　1)调节池部分设DO、pH、COD在线分析仪。

　　2)成品水池设COD、浊度、pH、电导率在线分析仪。

　　3)双膜系统设置主要设有SDI分析仪、电导率分析仪。

　　三、调试与运行

　　3.1 调试

　　在2019年初进行工程试运行。预处理系统的工艺主要在高密澄清池进行调试，在调试中去除高密澄清池废水的COD、胶硅、总磷、碱度及硬度时，须调整投加的药量，通过投加不同剂量的石灰，测试其对硅的去除效果，确定出药剂投加量;通过投加镁剂，测试其对硅的去除效果。调试完成后每月共消耗5种药剂。

　　1)PAC，26.3t。

　　2)阴离子PAM，0.4t。

　　3)石灰(混合2%镁剂)，328.5t。

　　4)98%浓硫酸，22.2t。5)NaCLO，0.85t。

　　在调试中还未使用NaCO3调整污水酸碱度。

　　双膜系统在调试中投加的药剂年消耗量有2种。

　　1)高效阻垢剂，0.875t。

　　2)亚硫酸氢钠，0.16t。

　　调试过程中运行成本大约是1.5元/t~1.8元/t水，双膜系统在调试中运行效果良好。

　　3.2 运行

　　在预处理系统运行3个月以后，高密澄清池运行水质的出水基本达到双膜的进水要求，水质进出水情况如下。

　　1)CODCr，进水114.6mg/L，出水52.3mg/L。

　　2)TP，进水2.06mg/L，出水检测不出。

　　3)总碱度(以碳酸钙计)，进水444mg/L，出水检测不出。

　　4)Ca2+，进水37.4mg/L，出水检测不出。

　　5)Mg2+，进水35.3mg/L，出水检测不出。

　　6)可溶硅，进水38.1mg/L，出水检测不出。

　　7)全硅，进水15.3mg/L，出水检测不出。

　　双膜出水水质见表1。

　　由上面的水质表格可知道，高密池在系统中有效地去除了水体中胶硅、总磷、碱度及硬度，但是在COD去除的效果上不是特别突出，面对极端水质时还要将循环排污水回流至污水处理场进行高级生化处理，以保护双膜的正常运行。由于后期的渗透系统水处理对水质的要求非常严格，这需要使用膜过滤系统对水进行进一步的处理。

　　四、结论

　　该项目在调试运行过程中，COD负荷正常的情况下，在高密澄清池和双膜系统用循环排污水回用时，运行平稳。高密池对循环排污水的物化处理效果良好，很好地保护了后期的双膜系统。但是在COD负荷较高时，该项目有一定运行风险，在流程中需要循环排污水回流至污水处理场进行高级生化处理。(来源：茂名瑞派石化工程有限公司)