双膜技术在炼化厂清净废水回用工程中的应用

李亚利

（深圳市海川实业股份有限公司，广东深圳518040）

双膜技术在炼化厂清净废水回用工程中的应用

李亚利

（深圳市海川实业股份有限公司，广东深圳518040）

在水资源紧缺和水污染日益严重的今天，针对某炼化厂的清净废水，实施了“预处理+超滤+反渗透”的深度处理工艺。实践证明该法具有出水水质好、运行稳定、能耗低的特点，本项目的成功实施，实现了节约用水和保护环境的双重目的。

气浮；多介质过滤；超滤；反渗透；双膜法

随着中国城市建设和社会经济的发展，城市用水量和排水量不断增长，造成水资源日益不足，水质污染，环境恶化。污水回用是建设循环经济、缓解水资源短缺危机的有效途径。利用污水开辟第二水源，不仅可以减轻优质饮用水的供水压力，降低境外引水量和投资，节约淡水资源，缓解水资源紧缺的矛盾，还可以减少内河和海域的污染，创建健康水循环，有效实现污水“减量化、再利用、资源化”。

炼化厂是用水大户，同时也是污染大户。为此，将该炼化厂的清净废水（主要包括收集的雨水、循环水的排水及电站的酸碱中和池排水）采用双膜技术进行深度处理后用做锅炉补给水，既减少了水污染，又节约了有限的水资源。

1 炼化厂清净废水回用项目的基础资料

1.1处理规模

进水200 m3/h，产水≥2×60 m3/h。

1.2水质参数

进水水质：pH值7～9，油0.5 mg/L，氯离子300～400 mg/L，电导率2 000～2 500 μs/cm，浊度10～30 NTU，硬度150～250 mg/L，硫酸根100～300 mg/L，CODcr35 mg/L，BOD510 mg/L，悬浮物30 mg/L，氨氮2.5 mg/L，叶绿素100。

产水水质：pH值6.5～8.5，油＜0.5 mg/L，氯离子＜12 mg/L，电导率＜75 μs/cm，浊度0.01～0.1 NTU，硬度＜8 mg/L，硫酸根＜8 mg/L。

1.3现场条件

设备安装地点：乙烯西区事故雨水调节池预留用地内。项目占地面积：55×22 m2。

2 项目的设计原则、工艺流程及水量平衡

2.1设计原则

（1）选用先进成熟的处理工艺，系统运行简单可靠、安全、操作方便，尽量减少运行成本及投资费用；

（2）为保障生产的正常运行，选用的设备和材料均为国际或国内知名产品，力求能耗低，维修率低，确保给水处理系统长期稳定运行；

（3）给水处理设施布置紧凑、外观协调，尽量节省占地面积；

（4）根据当地的建设条件，设计中充分考虑气象、地震、地层等因素，并考虑防震、防地质灾害等措施；

（5）本着安全实用、经济合理的原则，尽可能降低运行费用。

2.2工艺流程

基于上述设计原则，根据进出水水质特点，以及工程经验，回用水系统采用：“气浮+多介质过滤+超滤+反渗透”工艺，该工艺具有产水水质好、流量稳定、节能等优点。工艺框图如图1所示。

原水200 m3/h进气浮装置（回收率97%）产水193.8 m3/h；多介质过滤器（回收率98%）产水189.8 m3/h；自清洗过滤器（回收率99.5%）产水188.8 m3/h；超滤（回收率90%）产水85 m3/h×2；反渗透（回收率大于70%）产水≥60 m3/h×2套。

图1200 t/h炼化厂清净废水回用装置工艺流程框图

3 清净废水处理系统工艺设计

清净废水深度处理回用装置主要包括气浮、多介质过滤、超滤、反渗透共四部分。

3.1气浮

利用溶气系统向水中溶入大量的空气，形成溶气水，减压释放后在水中形成大量的微细气泡，气泡与水中的杂质、絮粒相互粘附，形成比重小于水的浮体，从而快速浮出水面，经刮渣装置撇除后，完成固、液两相分离，使水质得到净化。气浮装置主要由池体、撇渣装置、工作桥与行走装置、布水布气装置、集水装置、集电装置组成。气浮进水设加PAC和NaClO：加PAC使水中的溶胶状态杂质形成较大的絮凝体，可通过气浮装置去除；加NaClO是用强氧化剂尽可能控制生物及藻类的滋长处于低水平，同时打断有机物的长链，通过氧化去除部分COD。主要设备配置：加PAC和NaClO（各1套）、气浮装置（碳钢材质：宽5 000 mm×长12 000 mm ×高2 600 mm，1套），含混合反应槽（带释放器和搅拌机）、分离室、集水池、溶气罐、加压溶气泵、污泥泵等。

3.2多介质过滤

多介质过滤器的滤料为石英砂和无烟煤，主要是通过滤料去除水中的COD及悬浮物，以满足超滤的进水要求等。当任何一台过滤器在进出口压差达到一定值或累积流量达到规定的值时，则退出使用进行反洗。主要设备配置：2台滤器给水泵（流量112 m3/h，扬程26.5 m）、2台多介质过滤器（DN4000）、1台反洗泵（流量460 m3/h，扬程20 m）、1个中间水池（SS304拼装，150 m3）。

3.3超滤

（1）加药反洗：实际运行时可根据水质变化情况及超滤运行参数决定是否选用加酸/碱强化反洗及其反洗周期间隔时间长短。各强化药洗的作用：加氯反洗是通过次氯酸钠的氧化、杀菌、消毒，控制超滤膜表面生物及藻类的滋长处于低水平；加碱反洗是为加强对有机物或油污的去除效果；加酸反洗是为防止混凝剂在膜表面的大量积聚。

（2）化学清洗系统：当常规反洗和加药反洗已不能够完全消除膜污堵，恢复膜性能时，就需要用化学清洗装置。它由清洗箱、清洗泵、清洗过滤器及相应的管道、阀门等组成，化学药品一般为盐酸、氢氧化钠、次氯酸钠等。本系统与RO共用一套化学清洗装置。

主要设备配置：2台超滤变频给水泵（流量112 m3/h，扬程26.5 m）、2套自清洗过滤器（流量100 m3/h，精度100 μm，ARKAL）、2套超滤装置（NORIT UF膜SXL225、膜数量：40支/套）、1台变频反洗泵（流量418 m3/h，扬程24.3 m）、反洗加氯及加酸/碱（各1套）、1台超滤产水箱（60 m3，304拼装）。

3.4反渗透

反渗透装置是用足够的压力使溶液中的溶剂通过反渗透膜而分离出来，因为这个过程和自然渗透的方向相反，因此称为反渗透。经过反渗透处理，使水中杂质的含量降低，提高水质的纯度，其脱盐率可达97%以上，并能将水中大部分的细菌、胶体及大分子量的有机物去除。本系统在RO的进水，即保安过滤器前投加阻垢剂、还原剂及抑制剂。加阻垢剂为防止RO膜的结垢；加还原剂为控制进水的ORP值，使反渗透膜不受杀菌性破坏；加抑制剂为防止RO系统微生物滋长。为保证还原剂加药浓度的精确性、可控性，防止过量余氯进入RO系统氧化RO膜表面，本系统还原剂加药泵注入量随保安过滤器后的ORP值自动调节，确保RO进水余氯值小于0.1×10-6。

4 经济分析

4.1运行电费

经计算各用电设备，日总电耗5 832 kW·h，功率因子取0.8，电费取0.7元/kW·h，则日电费:5 832×0.8× 0.7=3 265.5元/d。

4.2药剂费

参考运行数据，取0.05元/t水，则：日药费为240元/d。

4.3人工费

3 000元/月，人工费：125元/d。

4.4检修费

年维修费以总投资的1.2%计，则：日维修费为203.8元/d。

4.5吨水运行费用

仅算电费、药剂、人工和检修费，未计算膜更换费用和设备折旧。

日费用：3 265.5+240+125+203.8=3 834.3元/d。

吨水费用：3 834.3 d/200×24=0.80元/t。

4.6经济效益分析（每年）

运行费用：0.80×10-4×200×24×365=140.2万元。

节省自来水费用：4.68 t×10-4×200×24×365=819.9万元。

水费取4.68元/m3（含排污费），每年节省费用：819.9-140.2=679.7万元。

注：人工、材料费用以本年度信息价做参考。

5 结语

本套清净废水深度处理回用装置设备总投资620万元。于2010年7月调试完毕，至今运行良好，出水水质稳定。随机抽取一份检测结果，如：CODMn＜0.5 mg/L，pH值6.7，电导率17.2 μs/cm，SO42-0.7 mg/L，Cl-1.2 mg/L，浊度0.08 NTU，总硬0.13 mg/L。实践证明，项目的实施，每年不仅减少了约175.2万t的排污水量，而且减少了新鲜水的用量，因此具有一定的社会效益、环境效益和经济效益。

[1]环境保护部.污水气浮处理工程技术规范[S].北京：中国环境科学出版社，2011-03-01.

[2]国家发改委.火力发电厂化学设计技术规程[S].DL/T5068-2006，2007-03-01.

Application of double membrane technique in clean waste water reuse project in refinery

LI Yali
（Shenzhen Oceanpower Industrial Co.,Ltd,Shenzhen 518040,China）

With the shortage of water resources and increasingly serious water pollutiontoday,aiming at clean waste water in refinery,the paper adopted the deep processing technology of pretreatment-ultrafiltration-reverse osmosis.Practice has proved that the method has the characteristics of good quality,stable operation and low energy consumption.The successful implementation of this project realized the dual purpose of water saving and environment protection.

air flotation;medium filtering;ultra filtration;reverse osmosis;double membrane technique

X703

A

1674-0912（2015）04-0039-03

2015-02-06）

李亚利（1978-），女，陕西咸阳人，本科学历，工程师，专业方向：环保水处理。