吳慧軍，李發(fā)軍，張?jiān)辏莆慕?/p>

(兗礦新疆煤化工有限公司 新疆烏魯木齊 830011)

中水回用是節(jié)水和治污有效雙贏的方法，為了減少水資源用量和污染物排放量、實(shí)現(xiàn)廢水再利用，建立完善的中水回用體制已勢在必行。

兗礦新疆煤化工有限公司(以下簡稱兗礦新疆公司)中水回用處理裝置的主要任務(wù)是處理來自污水處理站和循環(huán)水站的排水以及變換、甲醇合成、熱電站、硫回收等裝置產(chǎn)生的清凈下水，處理后的產(chǎn)水回用供第2循環(huán)水系統(tǒng)或脫鹽水站作為補(bǔ)水，處理過程中產(chǎn)生的污水在滿足污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中二級標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下排入園區(qū)污水處理廠進(jìn)行進(jìn)一步處理。

1 改造背景

中水回用裝置設(shè)計(jì)處理能力為347 m3/h，最大處理能力360 m3/h，其工藝流程：中水調(diào)節(jié)池→機(jī)械混合池→機(jī)械絮凝池→斜板沉淀池→快濾池→集水池→疊片過濾器→超濾→中間水池→保安過濾器→反滲透→產(chǎn)品水池?？鞛V池的作用主要是通過專用組合濾料(沸石、活性炭)的特殊截留與吸附功能，進(jìn)一步降低進(jìn)水中的懸浮物及有機(jī)污染物含量，特別是水中的氨氮含量，以確保其出水濁度≤5 NTU。

但在實(shí)際運(yùn)行過程中，快濾池的運(yùn)行指標(biāo)和處理水量都無法達(dá)到上述要求，其原因：①機(jī)械混合池、機(jī)械絮凝池、斜板沉淀池的停留時(shí)間無法滿足要求；②快濾池池體濾板破損，存在嚴(yán)重的跑、漏砂現(xiàn)象；③由于進(jìn)出水流向與反洗流向相同，均為下進(jìn)上出，造成快濾池底部淤泥積聚，無法通過反洗排出，快濾池運(yùn)行效果越來越差，運(yùn)行后期出水濁度甚至比進(jìn)水濁度還要高，已完全沒有濾池過濾的作用。

2 改造內(nèi)容

快濾池改造的總體要求：在快濾池進(jìn)水濁度≤20 NTU時(shí)，產(chǎn)水濁度≤1 NTU；每座快濾池設(shè)計(jì)處理水量≥120 m3/h，單個(gè)濾池過濾面積9.8 m2，流速12.24 m/h?？鞛V池具體改造內(nèi)容如下。

(1) 拆除原有快濾池內(nèi)部濾板、濾頭、濾料等結(jié)構(gòu)，新設(shè)濾板、濾頭及排水管道，杜絕濾料的流失。

(2) 改變進(jìn)水方式，保證進(jìn)水均勻，同時(shí)改造池體內(nèi)部布水和布?xì)夥绞?，增?qiáng)反洗效果。

(3) 濾料更換為蝶型高效自調(diào)適塑纖混合濾料，納污量在15～35 kg/m3。

(4) 在原濾池配套管路中，反洗氣管道為鋼管，其余管道材質(zhì)均為聚乙烯(PE)，改造時(shí)新增管道采用鋼管并與原管道采用法蘭連接，PE管與同材質(zhì)法蘭采用熱熔連接。

(5) 封堵原出水槽、排污槽洞口，初濾閥門由手動改為電動蝶閥。

(6) 反洗過程分為3個(gè)階段：第1階段單獨(dú)氣沖，沖洗時(shí)間為3 min；第2階段氣水同時(shí)混沖，沖洗時(shí)間為8～12 min；第3階段清水漂洗，沖洗時(shí)間為2 min。

(7) 反洗水泵和風(fēng)機(jī)均采用變頻控制，以便更好地調(diào)整反洗水量及風(fēng)量。

(8) 濾池所有閥門與機(jī)泵均采用DCS控制，實(shí)現(xiàn)全自動運(yùn)行，杜絕出現(xiàn)人為操作失誤問題。

3 改造效果

快濾池改造完成后，兗礦新疆公司與改造方共同對快濾池進(jìn)行了168 h試運(yùn)行考核。由于中水回用裝置進(jìn)水量較低，快濾池采取2開1備的方式運(yùn)行。

3.1 第1次168 h試運(yùn)行考核情況

2017年12月5日至11日，快濾池進(jìn)行第1次168 h試運(yùn)行考核，考核結(jié)果如表1所示。

表1 第1次168 h試運(yùn)行考核結(jié)果

日期時(shí)間處理水量/(m3·h-1)濁度/NTU進(jìn)水出水2017-12-0500:0020512.53.708:0024613.52.216:002559.02.12017-12-0604:001727.82.612:001696.31.120:001659.41.72017-12-0700:001658.92.108:001608.63.016:0024213.82.72017-12-0804:002479.92.112:001925.92.120:0024217.42.62017-12-0900:0024020.14.908:002428.31.116:002458.41.22017-12-1004:0030417.93.912:0023917.13.120:002429.12.52017-12-1100:002438.31.908:002426.62.916:0024018.11.2

由表1可看出，快濾池第1次168 h試運(yùn)行考核不合格，具體原因分析如下。

(1) 濾板、濾帽與快濾池墻體接縫處密封不嚴(yán)，出現(xiàn)漏氣，導(dǎo)致反洗強(qiáng)度差。

(2) 池體內(nèi)水面以上有8 cm的濾料未能浸沒在過濾水中，即濾料沒有全部參與過濾，導(dǎo)致出水水質(zhì)差。此外，原設(shè)計(jì)產(chǎn)水U形彎頭高度標(biāo)高為1.7 m，而實(shí)測U形彎頭高度標(biāo)高為1.5 m，兩者高度相差0.2 m。

(3) 原設(shè)計(jì)單臺風(fēng)機(jī)風(fēng)量為16 m3/min，實(shí)際單臺風(fēng)機(jī)風(fēng)量為9 m3/min，反洗時(shí)開1臺風(fēng)機(jī)無法達(dá)到要求的反洗強(qiáng)度，需開2臺風(fēng)機(jī)才能保證濾料清洗完全。

3.2 第2次168 h試運(yùn)行考核情況

針對第1次168 h試運(yùn)行考核中出現(xiàn)的問題，采取了相應(yīng)的整改措施。整改后，于2017年12月19日至25日組織第2次168 h試運(yùn)行考核，考核結(jié)果如表2所示。

表2 第2次168 h試運(yùn)行考核結(jié)果

日期時(shí)間處理水量/(m3·h-1)濁度/NTU進(jìn)水出水2017-12-1900:0027526.00.908:0027510.40.516:0024012.00.82017-12-2002:0027012.10.908:003226.00.716:002397.80.22017-12-2100:0024216.50.508:001975.70.816:002029.81.02017-12-2204:003099.60.512:002396.80.520:003415.30.92017-12-2300:003377.10.808:002386.81.016:0026115.61.02017-12-2404:003136.30.912:002458.90.620:0031010.70.52017-12-2500:0030316.10.808:0026013.00.816:002178.91.0

由表2可看出，快濾池第2次168 h試運(yùn)行考核結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。

4 效果分析

改造后，快濾池連續(xù)運(yùn)行時(shí)間為168 h，單池處理水量在125 m3/h左右；當(dāng)進(jìn)水濁度<20 NTU時(shí)，出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求(<1 NTU)。

水質(zhì)的改善及濁度的有效降低，可延長中水回用裝置中超濾膜和反滲透膜的使用壽命。按正常情況每5年更換1次、超濾膜18 000元/支(進(jìn)口)、反滲透膜4 500元/支計(jì)，則更換超濾膜所需的費(fèi)用為316.8萬元，更換反滲透膜所需費(fèi)用為129.6萬元。即超濾膜和反滲透膜使用時(shí)間每延長1年，可節(jié)省費(fèi)用89.28萬元。

快濾池改造后多回收水60 m3/h左右，按水價(jià)3.456元/m3、年運(yùn)行8 000 h計(jì)，則年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益165.89萬元。

快濾池的成功改造，不僅避免了因預(yù)處理效果不佳而使超濾膜和反滲透膜出現(xiàn)污堵的現(xiàn)象，從而節(jié)約化學(xué)清洗超濾膜和反滲透膜的原材料，而且增大了廢水回用率，外排水量也控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，減少了企業(yè)排污費(fèi)用。隨著環(huán)保設(shè)施正常穩(wěn)定運(yùn)行，減少了因環(huán)保原因造成的減產(chǎn)、停車事故，降低了因減產(chǎn)、停車造成的損失，減輕了開停車對化工設(shè)備和裝置造成的損害。

5 結(jié)語

污水的資源化利用應(yīng)該建立在水的良性循環(huán)的基礎(chǔ)上，這對水資源的可持續(xù)性開發(fā)和再生利用至關(guān)重要，不僅可以節(jié)約大量的新鮮水，而且可以降低排污水對環(huán)境的污染。隨著我國西部開發(fā)及北部缺水地區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，將會推動我國污水資源化研究的進(jìn)展，逐步形成并完善與我國國情相適應(yīng)的水資源良性循環(huán)體系，實(shí)現(xiàn)水資源開發(fā)利用的可持續(xù)發(fā)展。