國內(nèi)石油化工行業(yè)的含鹽廢水主要由循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的排污水和鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)膜處置后濃水組成。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)耗水量普遍占全廠總耗水量的80%以上，其中循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的排污水量約占循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水量的20%以上，所以回收應(yīng)用好這局部水，關(guān)于節(jié)約水資源、減少廢水排放具有重要的意義。石油化工行業(yè)的含鹽廢水含有一定量的懸浮物但顆粒細(xì)小，濁度低，水中成垢的離子Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-含量較高，有機(jī)物濃度較高，水質(zhì)、水量動搖大，不能直接排放，需實(shí)行有針對性的處置，否則將會對環(huán)境形成污染。但是，若工藝設(shè)計(jì)不合理，系統(tǒng)也很難連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　1、工程概述

　　銀川市西夏區(qū)工業(yè)園內(nèi)某石油化工廠含鹽廢水回收設(shè)備處置才能為180m3/h，包括80m3/h的循環(huán)排污水和100m3/h的除鹽水站反浸透濃水。排污水中含有大量懸浮物、各種鹽類、金屬氧化物以及藥劑等，除鹽水站反浸透濃水中含有大量的成垢離子Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-及二氧化硅，而且pH值高、堿度大。全廠采用敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，因受時(shí)節(jié)影響，循環(huán)排污水水質(zhì)、水量動搖十分大，工程設(shè)計(jì)時(shí)必需給予充沛思索。依照該石油化工廠消費(fèi)請求，系統(tǒng)需滿足負(fù)荷50%～100%。為了順應(yīng)水量動搖，系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為兩條線，每條線設(shè)計(jì)進(jìn)水量為90m3/h。

　　該項(xiàng)目請求嚴(yán)厲執(zhí)行零排放，進(jìn)水經(jīng)過處置后回用于消費(fèi)給水;處置過程中產(chǎn)生的濃水回收至污水深度處置系統(tǒng)實(shí)行濃縮處置;脫水污泥送至廠內(nèi)燃燒爐燃燒發(fā)電。

　　2、設(shè)計(jì)水質(zhì)及工藝流程

　　2.1 設(shè)計(jì)水質(zhì)

　　本項(xiàng)目進(jìn)水由循環(huán)排污水和除鹽水站反浸透濃水組成且Q排污水∶Q濃水=4∶5，檢測兩局部的水質(zhì)，然后經(jīng)過加權(quán)均勻計(jì)算得出設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)，主要指標(biāo)如表1所示。

　　設(shè)計(jì)出水水質(zhì)請求到達(dá)《石油化工給水排水水質(zhì)規(guī)范》(SH3099—2000)的給水規(guī)范，濁度≤3NTU，pH值為6.5～8.5，CODMn≤2mg/L，Cl-≤20mg/L，TDS≤70mg/L。

　　2.2 工藝流程

　　進(jìn)水主要污染物為懸浮物和各種鹽分，宜采用纖維過濾/超濾/反浸透工藝為主要手腕，工藝流程如圖1所示。含鹽廢水首先進(jìn)入調(diào)理池，調(diào)理水質(zhì)和水量，池內(nèi)設(shè)攪拌器以強(qiáng)化調(diào)理功用。經(jīng)過混凝沉淀去除大顆粒懸浮物和纖維過濾器不能去除的懸浮物，以維護(hù)后續(xù)膜處置設(shè)備，起到保安過濾器的作用。超濾采用外壓式超濾膜，反浸透采用抗污染卷式反浸透膜，反浸透出水回用于消費(fèi)給水，濃水回收至污水深度處置系統(tǒng)實(shí)行濃縮處置，污泥送至廠內(nèi)燃燒爐燃燒發(fā)電。

　　各單元設(shè)計(jì)去除效果如表2所示。

　　3、主要處置單元與設(shè)計(jì)參數(shù)

　　①調(diào)理池

　　采用全公開鋼筋混凝土構(gòu)造，1座，總有效池容為150m3，HRT為50min。調(diào)理池設(shè)水力攪拌，設(shè)提升泵2臺(1用1備)，單臺流量為180m3/h，揚(yáng)程為150kPa，功率為15kW。

　　②混凝沉淀系統(tǒng)

　　采用多級穿孔旋流式反響池，12格，每條線6格，單格尺寸(L×W×H)為1.3m×1.9m×5.0m，HRT為30min;絮凝池2格，每條線1格，單格尺寸(L×W×H)為1.0m×4.0m×5.0m，HRT為10min;沉淀池采用斜管沉淀，2格，每條線1格，單格尺寸(L×W×H)為4.0m×4.0m×5.0m，液面上升流速為2mm/s，斜管為三元乙丙材質(zhì)，直徑為25mm，厚度為0.4mm，長1m。反響池、絮凝池、沉淀池均采用地上鋼筋混凝土構(gòu)造，內(nèi)壁環(huán)氧樹脂防腐。絮凝池前端設(shè)管道靜態(tài)混合器，經(jīng)過變頻隔閡式計(jì)量泵投加10%堿式氯化鋁溶液和0.1%聚丙烯酰胺溶液。混凝劑計(jì)量泵2臺(1用1備)，單臺流量為9L/h，揚(yáng)程為1.2MPa，功率為0.25kW。絮凝劑計(jì)量泵2臺(1用1備)，單臺流量為22L/h，揚(yáng)程為1.2MPa，功率為0.25kW。

　　③纖維過濾系統(tǒng)

　　纖維過濾器2臺(1用1備)，單臺設(shè)備直徑為2700mm，設(shè)計(jì)出力為175m3/h，采用彗星式纖維濾料，濾料填充高度為1.5m，逆流水過濾流速為30m/h，反洗周期為72h，采用氣水結(jié)合反洗，氣洗強(qiáng)度為50L/(m2?s)，上向水洗強(qiáng)度為3～5L/(m2?s)，下向水洗強(qiáng)度為6～10L/(m2?s)。

　　過濾器進(jìn)水泵2臺(與反洗水泵共用，1用1備)，單臺流量為175m3/h，揚(yáng)程為400kPa，功率為37kW。反洗風(fēng)機(jī)為三葉羅茨風(fēng)機(jī)，2臺(1用1備)，單臺風(fēng)量為1030Nm3/h(常溫常壓)，風(fēng)壓為58.5kPa，功率為30kW。

　　④超濾系統(tǒng)

　　超濾系統(tǒng)2套，單套產(chǎn)水量為87.5m3/h，超濾膜20支。超濾膜公稱孔徑為0.03μm，每支膜有效面積為77m2。在超濾設(shè)備前端設(shè)置管道靜態(tài)混合器，經(jīng)過隔閡式計(jì)量泵投加殺菌劑(10%次氯酸鈉溶液)。殺菌劑計(jì)量泵2臺(1用1備)，單臺流量為22L/h，揚(yáng)程為1.2MPa，功率為0.25kW。超濾反洗水泵，2臺(1用1備)，單臺流量為200m3/h，揚(yáng)程為200kPa，功率為22kW。

　　⑤反浸透系統(tǒng)

　　反浸透系統(tǒng)2套，單套產(chǎn)水量為55.5m3/h，每套反浸透系統(tǒng)均為一級兩段，10∶5排列，每段配置6支膜。反浸透膜采用卷式膜，每支膜有效面積為37m2，系統(tǒng)產(chǎn)水率為65%。高壓泵為立式多級離心泵，2臺(1用1備)，單臺流量為85m3/h，揚(yáng)程為1.25MPa，功率為45kW。在反浸透設(shè)備前端設(shè)置管道靜態(tài)混合器，經(jīng)過變頻隔閡式計(jì)量泵投加酸(30%鹽酸溶液)、復(fù)原劑(10%亞硫酸氫鈉溶液)和阻垢劑(100%有機(jī)膦酸鹽溶液)。酸計(jì)量泵2臺(1用1備)，單臺流量為9L/h，揚(yáng)程為1.2MPa，功率為0.37kW。復(fù)原劑計(jì)量泵2臺(1用1備)，單臺流量為25L/h，揚(yáng)程為1.2MPa，功率為0.37kW。阻垢劑計(jì)量泵2臺(1用1備)，單臺流量為4.5L/h，揚(yáng)程為1.2MPa，功率為0.37kW。

　　⑥污泥系統(tǒng)

　　污泥處置系統(tǒng)設(shè)備包括1臺普通廂式自動壓濾機(jī)及相應(yīng)配藥系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)和污泥保送系統(tǒng)，脫水污泥送至廠內(nèi)燃燒爐燃燒發(fā)電。實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)標(biāo)明，脫水污泥含水率為65%～75%，脫水性能良好。

　　4、調(diào)試與運(yùn)轉(zhuǎn)

　　該系統(tǒng)自2014年4月25日開端調(diào)試，因調(diào)試期間進(jìn)水量為50%負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，故只調(diào)試一條線。原水直接從調(diào)理池進(jìn)入混凝沉淀池調(diào)試，然后再進(jìn)入纖維過濾器、超濾系統(tǒng)和反浸透系統(tǒng)調(diào)試。

　　4.1 混凝沉淀池的調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)

　　混凝沉淀池前端混凝劑和絮凝劑的加藥量對沉淀池的處置效果起到?jīng)Q議性的作用。系統(tǒng)實(shí)踐進(jìn)水濁度為50NTU。當(dāng)不投加絮凝劑，混凝劑投加量<3mg/L時(shí)，出水濁度隨著混凝劑投加量的增大而減小;混凝劑加藥量為3mg/L時(shí)，混凝沉淀池內(nèi)極短時(shí)間構(gòu)成微細(xì)礬花，水體變得愈加混濁，15min后察看到大量礬花匯集緩緩下沉，構(gòu)成外表明晰層，出水濁度維持在24NTU左右，效果最好。經(jīng)過重復(fù)調(diào)試，肯定在混凝劑加藥量為3mg/L的前提下，絮凝劑加藥量<1mg/L時(shí)，出水濁度隨著混凝劑加藥量的增大而減小;絮凝劑加藥量為1mg/L時(shí)，在混凝沉淀池內(nèi)大量礬花加速匯集并下沉，構(gòu)成外表明晰層，出水濁度維持在18NTU左右，此時(shí)出水濁度最低，效果最好。

　　經(jīng)過7天的調(diào)試最終肯定，混凝劑投加量為3mg/L、絮凝劑投加量為1mg/L時(shí)，混凝沉淀池出水濁度為18NTU，均勻去除率為64%。

　　4.2 纖維過濾器的調(diào)試與運(yùn)轉(zhuǎn)

　　調(diào)試期間纖維過濾器進(jìn)、出水濁度變化如表3所示。

　　纖維過濾器于2014年5月5日實(shí)行調(diào)試，經(jīng)過4d的調(diào)試，纖維過濾器出水濁度穩(wěn)定。

　　纖維過濾器穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)后，系統(tǒng)進(jìn)水量增加，恢復(fù)至設(shè)計(jì)進(jìn)水量100%負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　4.3 超濾的調(diào)試與運(yùn)轉(zhuǎn)

　　超濾系統(tǒng)于2014年5月10日實(shí)行調(diào)試，兩條線同時(shí)調(diào)試，進(jìn)水pH值為8.0左右，溫度為25～30℃，凈產(chǎn)水膜通量為55L/(m2?h)，采用全流過濾的運(yùn)轉(zhuǎn)方式。經(jīng)過7天的調(diào)試，超濾設(shè)備出水濁度穩(wěn)定。

　　調(diào)試期間超濾進(jìn)、出水濁度變化見表4。

　　4.4 反浸透的調(diào)試與運(yùn)轉(zhuǎn)

　　調(diào)試期間反浸透出水水質(zhì)見表5。

　　反浸透系統(tǒng)于2014年5月18日實(shí)行調(diào)試，兩條線同時(shí)實(shí)行，酸計(jì)量泵調(diào)理進(jìn)水pH值在6.5～7.5之間，復(fù)原劑計(jì)量泵調(diào)理進(jìn)水氧化復(fù)原電位(ORP)值在-180mV～+180mV之間，阻垢劑加藥量為5mg/L，產(chǎn)水膜通量為16.67L/(m2?h)。經(jīng)過10d調(diào)試，系統(tǒng)出水水質(zhì)穩(wěn)定，一切參數(shù)均滿足《石油化工給水排水水質(zhì)規(guī)范》(SH3099—2000)的給水規(guī)范。

　　滿負(fù)荷連續(xù)長期運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)明，該系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。系統(tǒng)各單元實(shí)踐處置效果見表6，各單元根本到達(dá)設(shè)計(jì)處置效果。系統(tǒng)最終出水水質(zhì)契合《石油化工給水排水水質(zhì)規(guī)范》(SH3099—2000)的給水規(guī)范。

　　5、投資與運(yùn)轉(zhuǎn)本錢

　　該工程總投資約為660萬元。直接運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(不含人工、設(shè)備折舊、維修維護(hù))約2.5元/m3，其中電費(fèi)約0.8元/m3，藥劑費(fèi)約1.2元/m3，膜改換費(fèi)約0.3元/m3，化驗(yàn)、自來水等其他費(fèi)用約0.2元/m3。

　　6、結(jié)論

　　①采用絮凝沉淀+纖維過濾器+超濾+反浸透組合工藝處置含鹽廢水，理論證明該工藝可行、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，反浸透產(chǎn)水水質(zhì)到達(dá)《石油化工給水排水水質(zhì)規(guī)范》(SH3099—2000)的給水規(guī)范。

　　②針對混合多水源含鹽廢水預(yù)處置需設(shè)置調(diào)理池，且保證足夠的停留時(shí)間以使原水充沛混合，保證水質(zhì)均一穩(wěn)定，降低對后續(xù)處置的影響。

　　③纖維過濾器是目前石油化工廠含鹽廢水預(yù)處置工藝的中心設(shè)備，其過濾速度快，處置水量大，占空中積小，反洗周期長，納污才能強(qiáng)，對懸浮物微細(xì)顆粒雜質(zhì)等去除效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。

　　④超濾+反浸透是目前石油化工廠含鹽廢水回用的中心工藝，其回用水質(zhì)好，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，對后續(xù)完成廢水零排放起到減量作用。