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        除鹽制水系統(tǒng)原水預(yù)處理瓶頸問題優(yōu)化改造

        2016-06-05 02:06:32侯立波孫英策
        化工科技 2016年5期
        關(guān)鍵詞:水質(zhì)系統(tǒng)

        辛 平,侯立波,孫英策,趙 琦

        (1.中國石油吉林石化公司 乙烯廠,吉林 吉林 132022;2.中國石油吉林石化公司 研究院,吉林 吉林 132021)

        中國石油吉林石化公司乙烯廠反滲透制水系統(tǒng)采用反滲透膜元件及整機設(shè)備,該系統(tǒng)為140 m3/h的二級反滲透制水系統(tǒng)。松花江來水經(jīng)過供排水車間加壓后送到除鹽裝置,經(jīng)過水-水換熱器及汽-水換熱器預(yù)熱,進入到活性炭過濾器,去除來水中懸浮物及雜質(zhì),為反滲透制水系統(tǒng)及陰陽離子交換床提供原水。在實際生產(chǎn)中,由于經(jīng)過活性炭處理的原水污染指數(shù)(SDI15)超標(biāo),造成反滲透入口保安過濾器壓差高,濾芯頻繁更換,增加了生產(chǎn)運行成本,同時嚴(yán)重制約了生產(chǎn)的連續(xù)性。

        作者利用超濾制水技術(shù),在反滲透保安過濾器前來水管線上進行技術(shù)改造,新增一套超濾制水系統(tǒng),投入運行后滿足了反滲透進行水質(zhì)的需求,保證了反滲透的長周期運行,降低了生產(chǎn)成本。

        1 反滲透制水系統(tǒng)運行中存在的問題

        1.1 保安過濾器濾芯更換頻繁

        現(xiàn)有活性碳過濾器在夏季豐水期的產(chǎn)水水質(zhì)SDI15>5.5,已不能滿足反滲透對進水水質(zhì)要求,造成保安濾器壓差高,濾芯使用壽命短,7~10 d更換一次,嚴(yán)重制約了反滲透系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行。

        1.2 一級反滲透膜化學(xué)清洗頻繁

        來水水質(zhì)合格時反滲透運行3~6個月進行一次化學(xué)清洗,由于活性炭過濾器預(yù)處理水質(zhì)不達標(biāo),導(dǎo)致一級反滲透膜段間壓差高,產(chǎn)水量小,運行周期短,20~30 d為一個運行周期,最短的運行周期僅13 d,就需要對一級膜進行一次化學(xué)清洗。

        1.3 制水效率降低

        無論是保安過濾器更換濾芯還是反滲透化學(xué)清洗,系統(tǒng)必須停車。更換濾芯需要3~4 h,化學(xué)清洗需要36~48 h,大大影響了反滲透的制水效率。

        1.4 運行成本增加

        保安過濾器濾芯為一次性使用,污堵后只能更換。頻繁的化學(xué)清洗,需要消耗大量化學(xué)藥劑,在影響膜的使用壽命時,產(chǎn)生的酸堿性廢水處理費用增加,造成生產(chǎn)運行成本增加。

        2 改造方案

        根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)運行狀況及國內(nèi)水處理技術(shù)的調(diào)研,采用國內(nèi)先進的制水技術(shù)—超濾制水設(shè)備,對活性炭過濾水進一步進行預(yù)處理,去除水中殘余的細(xì)菌及微生物,使SDI15≤3[1],滿足反滲透保安過濾器進水水質(zhì)要求。

        2.1 超濾系統(tǒng)工作原理

        超濾系統(tǒng)是專為反滲透和納濾預(yù)處理、中水處理回用項目和濁度比較高的物料處理而使用的膜過濾單元。它是一種以篩分為分離原理,以壓力為推動力實現(xiàn)機械分離的膜分離過程[2]。超濾膜可截留大分子物質(zhì)(如蛋白、色素、多糖等),透過小分子物質(zhì)(如無機鹽、單糖、小分子色素、灰分等)和水;從而達到去除細(xì)菌、微生物和懸浮物等雜質(zhì)[3],凈化后的水清澈透明,濁度近于零。

        2.2 改造前工藝流程

        松花江來的低硅水經(jīng)過水-水換熱器、汽-水換熱器預(yù)熱后,通過活性炭過濾器過濾預(yù)處理后的原水,進入到反滲透制水系統(tǒng)的保安過濾器過濾后,供反滲透制水系統(tǒng)使用,具體流程見圖1。

        圖1 反滲透制水系統(tǒng)改造前工藝流程圖

        2.3 改造后工藝流程

        在反滲透制水系統(tǒng)來水線增加超濾制水系統(tǒng),經(jīng)過活性炭過濾后原水分別進入超濾保安過濾器、超濾膜元件,經(jīng)過超濾設(shè)備制取的超濾水進入超濾產(chǎn)水箱,經(jīng)泵送至反滲透制水系統(tǒng)。每套超濾產(chǎn)水為100 m3/h,共計兩套,超濾制水系統(tǒng)并聯(lián)排列,可同時運行,也可單獨運行,超濾產(chǎn)生的濃水回收到供排水池內(nèi)作為循環(huán)水補水使用,具體流程見圖2。

        圖2 反滲透制水系統(tǒng)改造后工藝流程圖

        3 改造后的效果分析

        活性碳過濾水預(yù)處理改造投用后已連續(xù)穩(wěn)定運行一年,在夏季豐水期超濾產(chǎn)水能夠滿足反滲透制水系統(tǒng)對來水水質(zhì)的需求SDI15≤3,減少了保安濾芯更換的頻次,每3月更換一次,運行周期延長,每6個月進行一次化學(xué)清洗,提高了對反滲透膜的保護效果,化學(xué)清洗藥劑及酸堿性廢水排放量大大降低,降低了生產(chǎn)運行成本,達到了預(yù)期目標(biāo),經(jīng)濟效益和社會環(huán)境效益是非??捎^的。

        3.1 經(jīng)濟效益

        以全年為例對改造前后反滲透制水系統(tǒng)運行成本進行比對,改造前全年運行費用為123.82萬元,改造后全年運行費用為88.5萬元,節(jié)約效益為35.32萬元,反滲透制水成本降低0.6元/m3。

        3.2 社會環(huán)境效益

        除鹽增上超濾制水系統(tǒng),大大減少了保安濾芯的更換頻次,減少了廢濾芯的堆埋處理量,而且減少了化學(xué)清洗產(chǎn)生的酸堿性廢水排放總量,同時對產(chǎn)生的濃水進行回收再利用,實現(xiàn)零排放,對改良環(huán)境具有顯著的社會效益[4]。

        4 結(jié) 論

        除鹽制水系統(tǒng)原水預(yù)處理瓶頸問題進行優(yōu)化改造后,使活性炭過濾水得到進一步預(yù)處理,大大降低了原水SDI15值,滿足了反滲透進水水質(zhì)需求,延長了其運行周期,提高了反滲透出水量,增加了產(chǎn)能,在生產(chǎn)水預(yù)處理領(lǐng)域值得廣泛推廣和應(yīng)用。

        參 考 文 獻:

        [1] 林慶峰,余偉,狄小偉.反滲透系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用 [J].工業(yè)水處理,2008,28(4):74-77.

        [2] 邵剛.膜法水處理技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2000:242-243.

        [3] 魯永學(xué).超濾在反滲透預(yù)處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].工業(yè)水處理,2008,28(4):83-84.

        [4] 梁曉飛菲,薛罡,王金波.超濾凈水技術(shù)的研究 [J].環(huán)??萍?2008,14(2):13-15.

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