炼油及化工污水回用双膜法工艺

　　惠州某石化厂污水处理场处理的污水主要包括：含油污水、E0/EG等化工污水、气化制氢污水、电脱盐装置污水、循环水排污水、除盐水站反渗透浓盐水、生活污水、初期雨水等；该厂根据国家环保要求的进一步提升及节能减耗的目的出发，采样超滤+反渗透工艺将低盐系列深度处理后的污水进行回用处理，以期反渗透产水最大化地回用于化工生产。笔者介绍了该处理工艺设计、运行情况及运行中发生的膜结垢及污堵的控制方法，为行业内相关污水回用系统的稳定运行提供一定经验。

　　一、工艺设计

　　⑴工艺流程

　　工艺流程如图1。其中，自清洗过滤器精度为100urn，保安过滤器过滤精度5umo超滤膜采用德国潼格公司内压式超滤膜，其特点是超滤膜丝为多孔膜丝，每根膜丝由7根毛细管组成(每根内直径0.9mm)，膜丝具有机械强度，断丝可能性小。

　　反渗透装置为一级二段式排列。反渗透膜元件采用海德能公司型号为PROC10的膜，其特点是宽进水流道、高脱盐率。

　　⑵设计水量及水质

　　超滤单套处理量250m3/h，共6套，反渗透单套产水量333m3/h，共4套，回收率按70%设计，反洗废水处理设施的设计水量为280m3/h。

　　回用系统进出水水质见下表：

　　二、工艺流程重点

　　在污水处理中，采用双膜法工艺的关键是控制膜的污堵与结垢，保证膜通量；采取如下措施保证膜通量。

　　⑴超滤装置的大流量反洗及化学增�反洗

　　超滤采取死端过滤的方式，运行60分钟自动反洗一次，反洗水量1050m3/h，反洗时间60〜120秒;每运行30小时，进行化学增强反洗一次，依次进行次氯酸钠洗，碱洗和酸洗。

　　⑵杀菌剂和还原剂的投加

　　为控制微生物引起超滤和反渗透膜的污堵，投加杀菌剂。氧化性杀菌剂为有效氯浓度为10%的次氯酸钠，非氧化性杀菌剂以二漠次氨基丙酰胺，漠化钠等为有效成分的药剂。

　　次氯酸钠加注点在自清洗过滤器进水管道处，采用变频计量泵连续投加，控制超滤产水母管余氯在0.5〜1.Omg/L，控制中间水箱出水余氯0.05~0.lmg/L。

　　非氧化性杀菌剂加注点在超滤产水母管处，�用变频计量泵定期投加，一周投加2次，每次持续2小时，控制反渗透进水0RP350〜400mv。

　　还原剂为10%的亚硫酸氢钠溶液，加注点在保安过滤器前，控制反渗透进水0RP150〜200mv。

　　⑶阻垢剂的投加

　　碱度较高，反渗透膜存在结垢风险，需要投加阻垢剂降低反渗透膜表面结垢风险，阻垢剂采样GE公司MSI410型阻垢剂，加注点在保安过滤器前，按3mg/L浓度投加。

　　⑷反渗透加破低压冲洗及停机浸泡

　　反渗透持续运行压差上升较快，一般运行10小时，停机浸泡，浸泡3〜6小时，停机时低压冲洗时加注NaOH，冲洗水量50m3/h，冲洗时间10分钟，控制PH11.8-12.0，低压冲洗采用产水，目的是剥离膜表面有机物、微生物附着，开机时用进水冲洗，水量100~150m3/h，冲洗10分钟，置换掉反渗透膜浸泡液，并降低浓水侧金属离子浓度，防止浓差极化。

　　⑸超滤和反渗透定期化学�洗

　　超滤根据进出水压差上升情况，压差上升大于0.5MPa，或者运行6个月，停机进行一次化学清洗，依次包括NaClO洗、碱洗及酸洗。

　　反渗透在额定产水量运行工况中，压差上升10%〜15%，或者脱盐率明显降低情况下，停机进行一次化学清洗，依次碱洗和酸洗。

　　三、运行效果分析

　　⑴进水水质变化

　　对回用系统进水水质进行长期监测，发现进水水质稳定良好，其中COD22.3mg/L，PH7.7，氨氮<0.4mg/L，浊度0.85NTU，电导1100μS/cm，SiO₂7.7mg/L，Ca²⁺31mg/L，Mg²⁺6.7mg/L，硬度105mg/L，碱度312mg/L，91mg/L。

　　⑵超滤产水浊度

　　超滤过滤效果如图2所示。

　　从图2看出，超滤持续运行100天，产水浊度很稳定，不受进水浊度变化影响，证明超滤膜丝性能良好，断丝可能性很小。

　　⑶反渗透压差

　　反渗透在化学清洗后投运后压差上升情况如图3所示。

　　从图3看出，反渗透在化学清洗后投运后12天内一段压差无明显上升，从第12天至第20天压差由0.17MPa上升至0.19MPa，涨幅较大，原因是这段时间系统处理量较大，反渗透停机浸泡切换频率较低，从第20天以后系统处理量降低，加强停机浸泡后，一段压差开始有所下降；二段压差一直无明显上升，表明反渗透阻垢剂投加效果较好，反渗透无明显结垢情况。

　　⑷反渗透脱盐率

　　反渗透在化学清洗后投运后脱盐率变化情况如图4所示

　　从图4看出，反渗透在化学清洗后投运后12天内脱盐率无明显变化，稳定在98.40%〜98.60%；第14天开始至第20天，脱盐率在98.80%〜99.00%，原因是这段时间系统处理量较大，反渗透停机切换加碱浸泡频率较低;从第20天以后系统处理量降低，加强停机反渗透停机切换加碱浸泡，由于NaOH对膜孔有扩大作用，导致脱盐率开始下降，最后脱盐率稳定在98.20%；总体看，反渗透脱盐率处于较高值，产水电导在20〜25US/cm，用做循环水场补水及除盐水站原水，水质良好。

　　四、结论

　　(1)采用双膜法工艺的污水回用系统，对TDS、硬度、COD去除效果较好，电导率去除效果可稳定在97%以上，污水回收率可稳定在68%以上，反渗透产水用于除盐水站和循环水场的补水，对企业的节能减排效果明显;

　　(2)经深度处理的污水含大量微生物，控制不当，极易引起反渗透膜污堵，污水回用系统的微生物控制是重点;

　　(3)污水回用系统的反渗透装置采取间歇运行，定期停机加注NaOH浸泡，对延缓一段压差上升，延长化学清洗周期效果显著。（来源：中海油惠州石化有限公司）