化工廢水雙膜法深度處理
作者： 2015年11月19日 來源：互聯網 瀏覽量：
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獨山子石化公司目前每年廢水產生量約為650萬m3，其中乙烯廠300多萬m3。夏季每年公司約有300多萬m3達標污水用于廠區綠化，其余排入獨山子工業凈化水庫，冬儲夏排，污水回用率約為40％。為此，公司提出了污水深度處理
獨山子石化公司目前每年廢水產生量約為650萬m3，其中乙烯廠300多萬m3。夏季每年公司約有300多萬m3達標污水用于廠區綠化，其余排入獨山子工業凈化水庫，冬儲夏排，污水回用率約為40％。為此，公司提出了污水深度處理回用工程項目，以提高水資源的綜合利用率，適應當前國家提出的節能減排要求。
1工程設計要求
1.1污水回用方向
工業企業的用水主要有4個方面：(1)生產工藝過程及鍋爐用的脫鹽水及軟化水，水質要求較高；(2)循環水系統補充水，用水量較大；(3)生產輔助設施用水，一般達到工業新水水質要求；(4)生活用水及其它雜用水。
根據公司的統計資料：乙烯污水處理場達標污水及P3線假定清凈廢水排放總量為380～600m3/h，其中夏季用于廠區綠化水量為120～200m3/h，外排260～400m3/h。乙烯動力車間脫鹽水站新水用量為150～250m3/h；乙烯一循新水補充量為200-.-,400m3/h。因此確定污水深度處理后回用于乙烯動力車間和供排水車間一循，替代動力鍋爐原水和部分循環水補充水。
1.2污水水質水量及回用水標準
乙烯廠工業污水處理場建成于1995年，處理能力為300m3/h，處理工藝采用國內外比較成熟的“老三套”處理法。根據公司環境監測站定期監測分析，污水處理場出水水質及鍋爐補水和循環冷卻補水標準列于表1。
該水源的主要特點為石油類、COD、濁度高且變化范圍大，BODs/COD比值只達到O.20左右，還具有較高的鹽含量，相比于工業新鮮水其電導率可達到2--,3倍(獨山子地區工業新鮮水電導率一般為300～500斗S/cm)。
2工程預選工藝的中試
2004年，獨山子石化公司選擇國內兩家污水深度處理技術比較成熟的單位開展了中試工作，中試流程為：污水進入原水箱后，經提升泵進入截流精度為100肛m的盤式過濾器，經超濾(UF)膜過濾后，產水進入中間水箱，再經提升泵、保安過濾、高壓泵進入反滲透(RO)系統，產水率75％。進出水水質及主要指標見表2。
UF+RO系統對COD的總去除率平均值為81.O％，油的去除率平均達95.7％，電導率的總去除率97.8％，二價離子去除率基本上100％，對異養菌的總脫除率為99.96％，脫鹽率平均97.82％。經抗沖擊能力試驗，UF+RO對油的去除率較穩定，不因進水油含量的變化而變化；沖擊試驗后，對RO進行了化學清洗，系統運行參數能夠恢復。
超濾出水達到反滲透膜要求的進水水質SDI<3，lMtO出水水質可達到產水mpdL，COD№<2mg/L，電導率<30斗S/cm。
3污水處理工程
3.1工藝流程
借鑒國內各石化公司污水回用裝置實際運行情況，并結合乙烯廠排放水水質特點及現場4個月的中試情況，該化工廢水深度處理及回用工藝采用曝氣生物濾池+(微絮凝)纖維過濾+微濾+RO工藝。工藝流程如圖l所示。
油含量<03正常情況下裝置總進水量為319m3/h，超濾系統產水量保證值為267m3/h，反滲透系統產水量保證值為200m3/h。
從乙烯污水處理場二沉池或清凈廢水管網來的待處理污水，經提升后首先進入曝氣生物濾池，然后進入曝氣生物濾池出水貯存池暫存，可用于曝氣生物濾池和纖維過濾器的反沖洗。為了節省提升次數，在纖維過濾和微濾之間不設中間水池和二次提升，纖維過濾器的出水經管道直接進入微濾裝置。微濾產水水箱中的水經RO給水泵升壓，投加還原劑和阻垢劑并經過管道混合器混合后，經過保安過濾器和高壓泵升壓送入反滲透裝置。反滲透濃水排放，反滲透水送往產品水池。為了防止微生物在纖維過濾器內滋生造成濾料板結，在曝氣生物濾池的出水總管上設有次氯酸鈉投加點，對曝氣生物濾池的出水進行消毒。
3.2主要工藝單元及特點
3.2.1曝氣生物濾池(BAF)
BAF作為雙膜前的第一道預處理工藝，采用粒徑為3-、一5mm的陶粒填料作為微生物載體，鼓風充氧，利用生物膜降解有機物。床體內充填特殊的陶粒填料，具有巨大的比表面積，可附著很大的生物量。
對于低濃度有機污染廢水具有較好的凈化效果，因而可以達到很好的出水水質，而且出水水質穩定。曝氣生物濾池采用上向流曝氣生物濾池，設計處理能力為319mVh，其中考慮了5％的自用水量(用于自身的反沖洗)，分為4格，每格面積25m2。
污水由二次沉淀池進入曝氣生物濾池～側的配水槽，經虹吸配水管進入濾池底部的配水室，配水管設“豐”字型穿孔管布水裝置，污水在配水室混合、均質后，通過濾板進入濾料層，濾板同時起到對反洗水的配水作用和對濾料、承托層的支撐作用。承托層采用級配卵石，環形布氣管安裝在承托層中，提供正常運行時的工藝曝氣和反洗時的反洗空氣布氣。濾池出水采用單側出水，反洗時的排水槽與正常運行時的出水槽在同一側，上下布置。正常運行時的產水通過出水槽、產水管排出，反洗時關閉產水閥，反洗水從排水槽回到調節池。反洗水從配水室進入濾池，與濾板形成小阻力配水系統。
3.2.2高效纖維過濾器
從BAF出來的水中含有大量的微生物和細菌，會在后續的過濾器中繼續存在，并被大量截留在濾料中，很容易造成濾料的板結。因此在BAF之后設置高效纖維過濾器，纖維濾料的纖維絲可以做得很細，解決了粒狀濾料的過濾精度受濾料粒徑限制等問題。微小的濾料直徑，極大地增加了濾料的比表面積和表面自由能，增加了水中雜質顆粒與濾料的接觸機會和濾料的吸附能力，從而提高了過濾效率和截污容量，可有效地去除水中的懸浮物，并對水中的有機物、膠體、鐵、錳、油類等有明顯的去除作用，且具有過濾速度快、精度高、截污容量大、操作方便、運行可靠、不需特殊維護等優點。
3.2.3微濾系統
由于化工廢水水質復雜、水量變化大，所選用的微濾設備必須具有抗污染能力強(特別是對有機物和生物污染)、化學性能穩定、機械強度高、可恢復性好、對水質適應范圍寬、系統安全可靠、運行成本低、綜合經濟效益高等特點。根據原水水質條件，本系統設兩套微濾裝置，單套設備出力為133m3/h，每套裝內裝44根直徑160mm長度2200mm的膜元件。膜元件采用采用Mieroza壓力式PVDF(聚偏氟乙烯)外壓微濾膜，型號為UNA.620A，其纖維內徑為0.7mm，過濾孔徑在0.002----0.1斗m之間，截留分子量為10萬，單支膜組件的膜過濾面積為50m2，能有效去除水中的生物污染物、顆粒物、膠體、濁度、細菌，以滿足反滲透系統的進水水質。
3.2.4反滲透系統
反滲透系統是脫鹽的關鍵，反滲透膜采用美國海德能低污染反滲透膜元件LFC3.LD，它是在傳統芳香族聚酰胺基礎上，在膜表面進行PVA復合涂層，將膜表面的電性由通常的負電性改為電中性，從而使RO進水中的負電、正電、中性、兩性污染物在膜表面的吸附性大大減弱，使膜水通量保持穩定。
此外，膜表面與水的接觸角由原先的62。降低到47。，增強了膜的親水性，提高了膜對膠體、有機物、金屬離子的抗污染能力。本系統設兩套反滲透裝置，每套均采用一級二段14：8排列，壓力容器選用進口6組件高壓玻璃鋼容器，每根壓力容器內裝6只膜元件，每套裝置共22根壓力容器，132只膜元件，兩套裝置共“根壓力容器，264只膜元件。
4工程調試及運行
4.1工程調試
該工程于2007年10月11日開始進水調試，產水水質全面合格并外送到乙烯廠動力車間作為鍋爐原水補水。
在調試前先要對BAF池內的陶粒濾料進行浸泡，并利用氣沖和水洗，徹底將濾料上附著的臟污沖洗干凈后再開始微生物培養掛膜。調試初期小流量進水，加大停留時間并適當悶曝，使微生物逐漸接種在陶粒上。根據進水COD負荷逐步加大進水流量直到設計值，每天監測進出水的COD，當COD去除率穩定在30％(進水COD>45mg/L)或出水COD值穩定在。<30mg/L時，即可認為掛膜完成。微生物培養時間約需要10d左右，與水溫有較大的關系。調試和運行時應保持較為穩定的進水負荷和曝氣強度，以達到穩定的去除效果。后續纖維過濾、微濾、反滲透系統的調試必須要用上一級的合格產水對下一級管路、閥門、設備等進行徹底清洗后再開始調試。
4.2工程運行
調試結束后正式出水。工程處理效果見表3。進水SS和濁度經過BAF+纖維過濾后，能夠得到有效去除，進雙膜之前的SS；<2mg/L，濁度≤0.2mg/L，進RO的濁度≤0.1NTU，SDI值正常情況下<2。BAF對COD1>45mg/L的進水去除效率能夠達到30％以上，去除效果明顯。但在低COD來水情況下，去除率下降，這主要與進水的B/C值有關。
從表3可以看出，產水pH值有所超出設計指標，這主要是由于進水pH值較高，經過BAF工藝后有所升高(目前升高原因尚未詳細分析)，而該套系統設計中又未考慮加酸設施，由此導致RO系統在運行15d左右后出現結垢現象，啟動化學酸洗清除結垢。為此，在今后的生產運行中必須控制進水的pHi<8.5。經過本套工藝后，電導率、TDS、總硬度去除效果明顯，能夠滿足鍋爐原水補充水的要求。
5效益分析
該項目實施后，既有明顯的經濟效益，也具有很好的環境效益和社會效益。每年(按360天計)可回收外排污水172.8萬m3，節約新水172.8萬m3，按獨山子地區新水1.9元/m3、污水排放費O.15元/m3計算，運行成本1.61元/m3，可節約76.032萬元/a由于本裝置的出水電導率遠遠小于新水(500'---001山S/cm)。每年可節約制水費用17萬元。動力車間使用該水后，離子交換的反洗頻率大大減少，由原來的1.5.--.2d反洗一次減少到5".-6d反洗一次，節約大量反洗藥劑和新水，降低了勞動強度。合計每年節約費用93.032萬元。
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標簽：污水深度處理回用工程項目
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