煉油及化工污水回用雙膜法工藝

　　惠州某石化廠污水處理場(chǎng)處理的污水主要包括：含油污水、E0/EG等化工污水、氣化制氫污水、電脫鹽裝置污水、循環(huán)水排污水、除鹽水站反滲透濃鹽水、生活污水、初期雨水等；該廠根據(jù)國(guó)家環(huán)保要求的進(jìn)一步提升及節(jié)能減耗的目的出發(fā)，采樣超濾+反滲透工藝將低鹽系列深度處理后的污水進(jìn)行回用處理，以期反滲透產(chǎn)水最大化地回用于化工生產(chǎn)。筆者介紹了該處理工藝設(shè)計(jì)、運(yùn)行情況及運(yùn)行中發(fā)生的膜結(jié)垢及污堵的控制方法，為行業(yè)內(nèi)相關(guān)污水回用系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供一定經(jīng)驗(yàn)。

　　一、工藝設(shè)計(jì)

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　　工藝流程如圖1。其中，自清洗過(guò)濾器精度為100urn，保安過(guò)濾器過(guò)濾精度5umo超濾膜采用德國(guó)潼格公司內(nèi)壓式超濾膜，其特點(diǎn)是超濾膜絲為多孔膜絲，每根膜絲由7根毛細(xì)管組成(每根內(nèi)直徑0.9mm)，膜絲具有機(jī)械強(qiáng)度，斷絲可能性小。

　　反滲透裝置為一級(jí)二段式排列。反滲透膜元件采用海德能公司型號(hào)為PROC10的膜，其特點(diǎn)是寬進(jìn)水流道、高脫鹽率。

　　⑵設(shè)計(jì)水量及水質(zhì)

　　超濾單套處理量250m3/h，共6套，反滲透單套產(chǎn)水量333m3/h，共4套，回收率按70%設(shè)計(jì)，反洗廢水處理設(shè)施的設(shè)計(jì)水量為280m3/h。

　　回用系統(tǒng)進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)下表：

　　二、工藝流程重點(diǎn)

　　在污水處理中，采用雙膜法工藝的關(guān)鍵是控制膜的污堵與結(jié)垢，保證膜通量；采取如下措施保證膜通量。

　?、懦瑸V裝置的大流量反洗及化學(xué)增?反洗

　　超濾采取死端過(guò)濾的方式，運(yùn)行60分鐘自動(dòng)反洗一次，反洗水量1050m3/h，反洗時(shí)間60?120秒;每運(yùn)行30小時(shí)，進(jìn)行化學(xué)增強(qiáng)反洗一次，依次進(jìn)行次氯酸鈉洗，堿洗和酸洗。

　?、茪⒕鷦┖瓦€原劑的投加

　　為控制微生物引起超濾和反滲透膜的污堵，投加殺菌劑。氧化性殺菌劑為有效氯濃度為10%的次氯酸鈉，非氧化性殺菌劑以二漠次氨基丙酰胺，漠化鈉等為有效成分的藥劑。

　　次氯酸鈉加注點(diǎn)在自清洗過(guò)濾器進(jìn)水管道處，采用變頻計(jì)量泵連續(xù)投加，控制超濾產(chǎn)水母管余氯在0.5?1.Omg/L，控制中間水箱出水余氯0.05~0.lmg/L。

　　非氧化性殺菌劑加注點(diǎn)在超濾產(chǎn)水母管處，?用變頻計(jì)量泵定期投加，一周投加2次，每次持續(xù)2小時(shí)，控制反滲透進(jìn)水0RP350?400mv。

　　還原劑為10%的亞硫酸氫鈉溶液，加注點(diǎn)在保安過(guò)濾器前，控制反滲透進(jìn)水0RP150?200mv。

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　　堿度較高，反滲透膜存在結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)，需要投加阻垢劑降低反滲透膜表面結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)，阻垢劑采樣GE公司MSI410型阻垢劑，加注點(diǎn)在保安過(guò)濾器前，按3mg/L濃度投加。

　　⑷反滲透加破低壓沖洗及停機(jī)浸泡

　　反滲透持續(xù)運(yùn)行壓差上升較快，一般運(yùn)行10小時(shí)，停機(jī)浸泡，浸泡3?6小時(shí)，停機(jī)時(shí)低壓沖洗時(shí)加注NaOH，沖洗水量50m3/h，沖洗時(shí)間10分鐘，控制PH11.8-12.0，低壓沖洗采用產(chǎn)水，目的是剝離膜表面有機(jī)物、微生物附著，開(kāi)機(jī)時(shí)用進(jìn)水沖洗，水量100~150m3/h，沖洗10分鐘，置換掉反滲透膜浸泡液，并降低濃水側(cè)金屬離子濃度，防止?jié)獠顦O化。

　?、沙瑸V和反滲透定期化學(xué)?洗

　　超濾根據(jù)進(jìn)出水壓差上升情況，壓差上升大于0.5MPa，或者運(yùn)行6個(gè)月，停機(jī)進(jìn)行一次化學(xué)清洗，依次包括NaClO洗、堿洗及酸洗。

　　反滲透在額定產(chǎn)水量運(yùn)行工況中，壓差上升10%?15%，或者脫鹽率明顯降低情況下，停機(jī)進(jìn)行一次化學(xué)清洗，依次堿洗和酸洗。

　　三、運(yùn)行效果分析

　?、胚M(jìn)水水質(zhì)變化

　　對(duì)回用系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)進(jìn)水水質(zhì)穩(wěn)定良好，其中COD22.3mg/L，PH7.7，氨氮<0.4mg/L，濁度0.85NTU，電導(dǎo)1100μS/cm，SiO₂7.7mg/L，Ca²⁺31mg/L，Mg²⁺6.7mg/L，硬度105mg/L，堿度312mg/L，91mg/L。

　　⑵超濾產(chǎn)水濁度

　　超濾過(guò)濾效果如圖2所示。

　　從圖2看出，超濾持續(xù)運(yùn)行100天，產(chǎn)水濁度很穩(wěn)定，不受進(jìn)水濁度變化影響，證明超濾膜絲性能良好，斷絲可能性很小。

　?、欠礉B透壓差

　　反滲透在化學(xué)清洗后投運(yùn)后壓差上升情況如圖3所示。

　　從圖3看出，反滲透在化學(xué)清洗后投運(yùn)后12天內(nèi)一段壓差無(wú)明顯上升，從第12天至第20天壓差由0.17MPa上升至0.19MPa，漲幅較大，原因是這段時(shí)間系統(tǒng)處理量較大，反滲透停機(jī)浸泡切換頻率較低，從第20天以后系統(tǒng)處理量降低，加強(qiáng)停機(jī)浸泡后，一段壓差開(kāi)始有所下降；二段壓差一直無(wú)明顯上升，表明反滲透阻垢劑投加效果較好，反滲透無(wú)明顯結(jié)垢情況。

　　⑷反滲透脫鹽率

　　反滲透在化學(xué)清洗后投運(yùn)后脫鹽率變化情況如圖4所示

　　從圖4看出，反滲透在化學(xué)清洗后投運(yùn)后12天內(nèi)脫鹽率無(wú)明顯變化，穩(wěn)定在98.40%?98.60%；第14天開(kāi)始至第20天，脫鹽率在98.80%?99.00%，原因是這段時(shí)間系統(tǒng)處理量較大，反滲透停機(jī)切換加堿浸泡頻率較低;從第20天以后系統(tǒng)處理量降低，加強(qiáng)停機(jī)反滲透停機(jī)切換加堿浸泡，由于NaOH對(duì)膜孔有擴(kuò)大作用，導(dǎo)致脫鹽率開(kāi)始下降，最后脫鹽率穩(wěn)定在98.20%；總體看，反滲透脫鹽率處于較高值，產(chǎn)水電導(dǎo)在20?25US/cm，用做循環(huán)水場(chǎng)補(bǔ)水及除鹽水站原水，水質(zhì)良好。

　　四、結(jié)論

　　(1)采用雙膜法工藝的污水回用系統(tǒng)，對(duì)TDS、硬度、COD去除效果較好，電導(dǎo)率去除效果可穩(wěn)定在97%以上，污水回收率可穩(wěn)定在68%以上，反滲透產(chǎn)水用于除鹽水站和循環(huán)水場(chǎng)的補(bǔ)水，對(duì)企業(yè)的節(jié)能減排效果明顯;

　　(2)經(jīng)深度處理的污水含大量微生物，控制不當(dāng)，極易引起反滲透膜污堵，污水回用系統(tǒng)的微生物控制是重點(diǎn);

　　(3)污水回用系統(tǒng)的反滲透裝置采取間歇運(yùn)行，定期停機(jī)加注NaOH浸泡，對(duì)延緩一段壓差上升，延長(zhǎng)化學(xué)清洗周期效果顯著。（來(lái)源：中海油惠州石化有限公司）