煉油及化工污水回用雙膜法工藝
2023年09月07日 14:09:35
來源：翰克偲諾水務集團有限公司 >> 進入該公司展臺
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惠州某石化廠污水處理場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；該廠根據國家環保要求的進一步提升及節能減耗的目的出發，采樣超濾+反滲透工藝將低鹽系列深度處理后的污水進行回用處理，以期反滲透產水地回用于化工生產。筆者介紹了該處理工藝設計、運行情況及運行中發生的膜結垢及污堵的控制方法，為行業內相關污水回用系統的穩定運行提供一定經驗。
一、工藝設計
⑴工藝流程
工藝流程如圖1。其中，自清洗過濾器精度為100urn，保安過濾器過濾精度5umo超濾膜采用德國潼格公司內壓式超濾膜，其特點是超濾膜絲為多孔膜絲，每根膜絲由7根毛細管組成(每根內直徑0.9mm)，膜絲具有機械強度，斷絲可能性小。
反滲透裝置為一級二段式排列。反滲透膜元件采用海德能公司型號為PROC10的膜，其特點是寬進水流道、高脫鹽率。
⑵設計水量及水質
超濾單套處理量250m3/h，共6套，反滲透單套產水量333m3/h，共4套，回收率按70%設計，反洗廢水處理設施的設計水量為280m3/h。
回用系統進出水水質見下表：
二、工藝流程重點
在污水處理中，采用雙膜法工藝的關鍵是控制膜的污堵與結垢，保證膜通量；采取如下措施保證膜通量。
⑴超濾裝置的大流量反洗及化學增強反洗
超濾采取死端過濾的方式，運行60分鐘自動反洗一次，反洗水量1050m3/h，反洗時間60?120秒;每運行30小時，進行化學增強反洗一次，依次進行次氯酸鈉洗，堿洗和酸洗。
⑵殺菌劑和還原劑的投加
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。
次氯酸鈉加注點在自清洗過濾器進水管道處，采用變頻計量泵連續投加，控制超濾產水母管余氯在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在超濾產水母管處，釆用變頻計量泵定期投加，一周投加2次，每次持續2小時，控制反滲透進水0RP350?400mv。
還原劑為10%的亞硫酸氫鈉溶液，加注點在保安過濾器前，控制反滲透進水0RP150?200mv。
⑶阻垢劑的投加
堿度較高，反滲透膜存在結垢風險，需要投加阻垢劑降低反滲透膜表面結垢風險，阻垢劑采樣GE公司MSI410型阻垢劑，加注點在保安過濾器前，按3mg/L濃度投加。
⑷反滲透加破低壓沖洗及停機浸泡
反滲透持續運行壓差上升較快，一般運行10小時，停機浸泡，浸泡3?6小時，停機時低壓沖洗時加注NaOH，沖洗水量50m3/h，沖洗時間10分鐘，控制PH11.8-12.0，低壓沖洗采用產水，目的是剝離膜表面有機物、微生物附著，開機時用進水沖洗，水量100~150m3/h，沖洗10分鐘，置換掉反滲透膜浸泡液，并降低濃水側金屬離子濃度，防止濃差極化。
⑸超濾和反滲透定期化學淸洗
超濾根據進出水壓差上升情況，壓差上升大于0.5MPa，或者運行6個月，停機進行一次化學清洗，依次包括NaClO洗、堿洗及酸洗。
反滲透在額定產水量運行工況中，壓差上升10%?15%，或者脫鹽率明顯降低情況下，停機進行一次化學清洗，依次堿洗和酸洗。
三、運行效果分析
⑴進水水質變化
對回用系統進水水質進行長期監測，發現進水水質穩定良好，其中COD22.3mg/L，PH7.7，氨氮<0.4mg ，濁度0.85ntu，電導1100μs/cm，sio27.7mg/l，ca2+31mg/l，mg2+6.7mg/l，硬度105mg/l，堿度312mg/l，91mg/l。="">
⑵超濾產水濁度
超濾過濾效果如圖2所示。
從圖2看出，超濾持續運行100天，產水濁度很穩定，不受進水濁度變化影響，證明超濾膜絲性能良好，斷絲可能性很小。
⑶反滲透壓差
反滲透在化學清洗后投運后壓差上升情況如圖3所示。
從圖3看出，反滲透在化學清洗后投運后12天內一段壓差無明顯上升，從第12天至第20天壓差由0.17MPa上升至0.19MPa，漲幅較大，原因是這段時間系統處理量較大，反滲透停機浸泡切換頻率較低，從第20天以后系統處理量降低，加強停機浸泡后，一段壓差開始有所下降；二段壓差一直無明顯上升，表明反滲透阻垢劑投加效果較好，反滲透無明顯結垢情況。
⑷反滲透脫鹽率
反滲透在化學清洗后投運后脫鹽率變化情況如圖4所示
從圖4看出，反滲透在化學清洗后投運后12天內脫鹽率無明顯變化，穩定在98.40%?98.60%；第14天開始至第20天，脫鹽率在98.80%?99.00%，原因是這段時間系統處理量較大，反滲透停機切換加堿浸泡頻率較低;從第20天以后系統處理量降低，加強停機反滲透停機切換加堿浸泡，由于NaOH對膜孔有擴大作用，導致脫鹽率開始下降，最后脫鹽率穩定在98.20%；總體看，反滲透脫鹽率處于較高值，產水電導在20?25US/cm，用做循環水場補水及除鹽水站原水，水質良好。
四、結論
(1)采用雙膜法工藝的污水回用系統，對TDS、硬度、COD去除效果較好，電導率去除效果可穩定在97%以上，污水回收率可穩定在68%以上，反滲透產水用于除鹽水站和循環水場的補水，對企業的節能減排效果明顯;
(2)經深度處理的污水含大量微生物，控制不當，極易引起反滲透膜污堵，污水回用系統的微生物控制是重點;
(3)污水回用系統的反滲透裝置采取間歇運行，定期停機加注NaOH浸泡，對延緩一段壓差上升，延長化學清洗周期。（來源：中海油惠州石化有限公司）
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