炼油及化工污水回用双膜法工艺

发布时间:2020-12-30 9:53:05

  惠州某石化厂污水处理场处理的污水主要包括:含油污水、E0/EG等化工污水、气化制氢污水、电脱盐装置污水、循环水排污水、除盐水站反渗透浓盐水、生活污水、初期雨水等;该厂根据国家环保要求的进一步提升及节能减耗的目的出发,采样超滤+反渗透工艺将低盐系列深度处理后的污水进行回用处理,以期反渗透产水最大化地回用于化工生产。笔者介绍了该处理工艺设计、运行情况及运行中发生的膜结垢及污堵的控制方法,为行业内相关污水回用系统的稳定运行提供一定经验。

  一、工艺设计

  ⑴工艺流程

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  工艺流程如图1。其中,自清洗过滤器精度为100urn,保安过滤器过滤精度5umo超滤膜采用德国潼格公司内压式超滤膜,其特点是超滤膜丝为多孔膜丝,每根膜丝由7根毛细管组成(每根内直径0.9mm),膜丝具有机械强度,断丝可能性小。

  反渗透装置为一级二段式排列。反渗透膜元件采用海德能公司型号为PROC10的膜,其特点是宽进水流道、高脱盐率。

  ⑵设计水量及水质

  超滤单套处理量250m3/h,共6套,反渗透单套产水量333m3/h,共4套,回收率按70%设计,反洗废水处理设施的设计水量为280m3/h。

  回用系统进出水水质见下表:

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  二、工艺流程重点

  在污水处理中,采用双膜法工艺的关键是控制膜的污堵与结垢,保证膜通量;采取如下措施保证膜通量。

  ⑴超滤装置的大流量反洗及化学增強反洗

  超滤采取死端过滤的方式,运行60分钟自动反洗一次,反洗水量1050m3/h,反洗时间60〜120秒;每运行30小时,进行化学增强反洗一次,依次进行次氯酸钠洗,碱洗和酸洗。

  ⑵杀菌剂和还原剂的投加

  为控制微生物引起超滤和反渗透膜的污堵,投加杀菌剂。氧化性杀菌剂为有效氯浓度为10%的次氯酸钠,非氧化性杀菌剂以二漠次氨基丙酰胺,漠化钠等为有效成分的药剂。

  次氯酸钠加注点在自清洗过滤器进水管道处,采用变频计量泵连续投加,控制超滤产水母管余氯在0.5〜1.Omg/L,控制中间水箱出水余氯0.05~0.lmg/L。

  非氧化性杀菌剂加注点在超滤产水母管处,釆用变频计量泵定期投加,一周投加2次,每次持续2小时,控制反渗透进水0RP350〜400mv。

  还原剂为10%的亚硫酸氢钠溶液,加注点在保安过滤器前,控制反渗透进水0RP150〜200mv。

  ⑶阻垢剂的投加

  碱度较高,反渗透膜存在结垢风险,需要投加阻垢剂降低反渗透膜表面结垢风险,阻垢剂采样GE公司MSI410型阻垢剂,加注点在保安过滤器前,按3mg/L浓度投加。

  ⑷反渗透加破低压冲洗及停机浸泡

  反渗透持续运行压差上升较快,一般运行10小时,停机浸泡,浸泡3〜6小时,停机时低压冲洗时加注NaOH,冲洗水量50m3/h,冲洗时间10分钟,控制PH11.8-12.0,低压冲洗采用产水,目的是剥离膜表面有机物、微生物附着,开机时用进水冲洗,水量100~150m3/h,冲洗10分钟,置换掉反渗透膜浸泡液,并降低浓水侧金属离子浓度,防止浓差极化。

  ⑸超滤和反渗透定期化学淸洗

  超滤根据进出水压差上升情况,压差上升大于0.5MPa,或者运行6个月,停机进行一次化学清洗,依次包括NaClO洗、碱洗及酸洗。

  反渗透在额定产水量运行工况中,压差上升10%〜15%,或者脱盐率明显降低情况下,停机进行一次化学清洗,依次碱洗和酸洗。

  三、运行效果分析

  ⑴进水水质变化

  对回用系统进水水质进行长期监测,发现进水水质稳定良好,其中COD22.3mg/L,PH7.7,氨氮<0.4mg/L,浊度0.85NTU,电导1100μS/cm,SiO27.7mg/L,Ca2+31mg/L,Mg2+6.7mg/L,硬度105mg/L,碱度312mg/L,91mg/L。

  ⑵超滤产水浊度

  超滤过滤效果如图2所示。

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  从图2看出,超滤持续运行100天,产水浊度很稳定,不受进水浊度变化影响,证明超滤膜丝性能良好,断丝可能性很小。

  ⑶反渗透压差

  反渗透在化学清洗后投运后压差上升情况如图3所示。

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  从图3看出,反渗透在化学清洗后投运后12天内一段压差无明显上升,从第12天至第20天压差由0.17MPa上升至0.19MPa,涨幅较大,原因是这段时间系统处理量较大,反渗透停机浸泡切换频率较低,从第20天以后系统处理量降低,加强停机浸泡后,一段压差开始有所下降;二段压差一直无明显上升,表明反渗透阻垢剂投加效果较好,反渗透无明显结垢情况。

  ⑷反渗透脱盐率

  反渗透在化学清洗后投运后脱盐率变化情况如图4所示

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  从图4看出,反渗透在化学清洗后投运后12天内脱盐率无明显变化,稳定在98.40%〜98.60%;第14天开始至第20天,脱盐率在98.80%〜99.00%,原因是这段时间系统处理量较大,反渗透停机切换加碱浸泡频率较低;从第20天以后系统处理量降低,加强停机反渗透停机切换加碱浸泡,由于NaOH对膜孔有扩大作用,导致脱盐率开始下降,最后脱盐率稳定在98.20%;总体看,反渗透脱盐率处于较高值,产水电导在20〜25US/cm,用做循环水场补水及除盐水站原水,水质良好。

  四、结论

  (1)采用双膜法工艺的污水回用系统,对TDS、硬度、COD去除效果较好,电导率去除效果可稳定在97%以上,污水回收率可稳定在68%以上,反渗透产水用于除盐水站和循环水场的补水,对企业的节能减排效果明显;

  (2)经深度处理的污水含大量微生物,控制不当,极易引起反渗透膜污堵,污水回用系统的微生物控制是重点;

  (3)污水回用系统的反渗透装置采取间歇运行,定期停机加注NaOH浸泡,对延缓一段压差上升,延长化学清洗周期效果显著。(来源:中海油惠州石化有限公司)

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