叢鳳英

（山西陽煤化工工程有限公司，山西 太原 030021）

0 引 言

“量水而行”已成為煤化工行業(yè)的發(fā)展定勢。盡管采取了各種節(jié)水措施，甚至投資巨金用空冷代替水冷，但用水的緊張局面依然難以從根本上得到改變。

水資源的匱乏已成為煤化工發(fā)展的瓶頸，即使花高價解決了用水難，但外排達(dá)標(biāo)污水中殘余的污染物，也會對當(dāng)?shù)卮嗳醯纳鷳B(tài)環(huán)境造成難以恢復(fù)的沖擊。

某甲醇公司循環(huán)水補(bǔ)水全部采用新鮮水補(bǔ)充，且產(chǎn)生的廢水經(jīng)公司的污水廠生化處理后直接排至縣城市污水處理廠進(jìn)行再處理。

為了減少對一次水的需求，減少排污，公司決定在污水廠建設(shè)一套中水回用裝置。

超濾反滲透是煤化工廠回用水處理工程中典型的組合式工藝，能有效地將水中的有害物質(zhì)和污染物完全去除。

由于本項(xiàng)目原生化處理后的廢水離子濃度、懸浮物及COD都較高，會對后序的超濾及反滲透的穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成威脅，故需增加前置預(yù)處理系統(tǒng)，對水質(zhì)進(jìn)行軟化，除去一部分離子，將COD降至＜40 mg/L，懸浮物降至＜4 mg/L，考慮這幾個方面，該項(xiàng)目采用“預(yù)處理+超濾+反滲透”的組合工藝，其中預(yù)處理系統(tǒng)采用“高密度沉淀池+V型過濾池”。

公司將原污水廠的生化處理裝置作為中水回用裝置的前處理系統(tǒng)。進(jìn)入公司污水廠的廢水先進(jìn)行生化處理后，再進(jìn)行深度處理，處理后的水滿足了循環(huán)水補(bǔ)充水的指標(biāo)要求。

1 設(shè)計(jì)規(guī)模及進(jìn)出水水質(zhì)

1.1 設(shè)計(jì)規(guī)模

甲醇廠中水回用項(xiàng)目進(jìn)水量為9 500 m3/d，每h進(jìn)水量為396 m3，本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)進(jìn)水量設(shè)定為400 m3/h。

1.2 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

中水回用系統(tǒng)進(jìn)水的水質(zhì)情況見表1。

表1 進(jìn)水的水質(zhì)情況Table 1 The quality of incoming water

1.3 設(shè)計(jì)出水水量

本項(xiàng)目中水回用產(chǎn)生產(chǎn)品水為250 m3/h。

1.4 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)

中水回用項(xiàng)目經(jīng)深度處理后，其出水全部回用于公司甲醇分廠，來作為發(fā)電循環(huán)水、甲醇循環(huán)水的補(bǔ)充水，因此，本項(xiàng)目出水水質(zhì)應(yīng)滿足循環(huán)水再生水的水質(zhì)指標(biāo)。

中水回用項(xiàng)目出水水質(zhì)見表2。

表2 出水的水質(zhì)情況Table 2 The quality of outlet water

中水回用項(xiàng)目中出水pH值、濁度均符合要求，對于堿度、Cl-和Ca2+，由于反滲透出水電導(dǎo)率＜100μs/cm，其離子濃度約為70 mg/L，也滿足循環(huán)水補(bǔ)充水的指標(biāo)要求。

2 工藝設(shè)計(jì)

由于原生化處理后的廢水離子濃度、懸浮物和COD都較高，對中水回用項(xiàng)目超濾及反滲透的穩(wěn)定運(yùn)行造成影響，應(yīng)增加前置預(yù)處理系統(tǒng)，對水質(zhì)進(jìn)行軟化，除去一部分離子，將COD降至＜40 mg/L，懸浮物降至＜4 mg/L。

考慮以上要求，中水回用項(xiàng)目采用“預(yù)處理+超濾+反滲透”的組合工藝，其中，預(yù)處理系統(tǒng)采用“高密度沉淀池+V型過濾池”。

2.1 預(yù)處理系統(tǒng)

（1）生化處理水經(jīng)調(diào)節(jié)池收集后，混合均勻，由提升泵輸送至高密度沉淀池。

（2）在高密度沉淀池中，投加CaO、Na2CO3、絮凝劑PAC、酸堿調(diào)節(jié)pH值，將污水進(jìn)行軟化，除去大部分暫時硬度及永久性硬度，并通過混凝、沉淀過程進(jìn)行分離。水中的COD去除30%，懸浮物去除80%。

（3）產(chǎn)生的污泥送至污泥濃縮池，污水由高密度沉淀池出來后，進(jìn)入V型濾池，對出水懸浮物進(jìn)一步去除，使出水懸浮物＜4 mg/L。

（4）從V型濾池出來的反沖洗水送入污水處理廠。

（5）污水經(jīng)V型濾池后出水進(jìn)入清水池，清水池的污水由泵加壓后進(jìn)入超濾系統(tǒng)。

2.2 超濾系統(tǒng)

中水回用項(xiàng)目在反滲透系統(tǒng)之前設(shè)置超濾裝置對反滲透進(jìn)水進(jìn)行進(jìn)一步處理，以確保反滲透進(jìn)水濁度＜1 NTU，SDI＜3。

（1）來自清水池的污水由泵加壓后進(jìn)入自清洗網(wǎng)式過濾器中，去除＞100 um的物質(zhì)，以保證超濾裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）從清洗網(wǎng)式過濾器出水進(jìn)入超濾裝置中，除去＞0.02 um的物質(zhì)（膠體、懸浮物等）。

（3）中水回用項(xiàng)目原水選用的是污水處理廠處理后的污水，采用外壓式過濾，其步驟為過濾、頂部反洗、底部反洗、正向沖洗。

反洗水來自過濾水箱，并通過過濾側(cè)進(jìn)入膜件中，從膜的內(nèi)側(cè)進(jìn)入外側(cè)。反洗水沖刷整個膜絲后從進(jìn)水口排出，反洗水量一般為過濾水量的2～3倍，反洗時間為30～60 s。

反洗方向從上到下，運(yùn)行模式稱為頂部反洗，保證污物以最短的路徑?jīng)_出，反洗從下到上稱為底部反洗。正向沖洗，對水中含有較高的懸浮物進(jìn)行正向沖洗，以避免堵塞膜的可能。

濃水側(cè)閥門打開，濾出側(cè)閥門關(guān)閉，正向沖洗約20～30 s，讓水全部流過，膜絲可以很好的沖刷聚積在膜絲末端表面的顆粒物和懸浮物沖出，正向沖洗后水排掉。

（4）超濾裝置產(chǎn)生的濃水和沖洗水進(jìn)入污水處理廠，出水進(jìn)入超濾水箱。超濾設(shè)備濾后水和加藥設(shè)備送來的還原劑、阻垢劑、非氧化性殺菌劑等進(jìn)行混合反應(yīng)，由泵加壓后送入5 um保安過濾器，再由高壓泵注入反滲透系統(tǒng)，進(jìn)行反滲透處理。

2.3 反滲透系統(tǒng)

反滲透又稱逆滲透，是在一定的壓力作用下使溶液中的溶劑通過反滲透膜分離出來，由于該過程和自然滲透的方向相反，故稱為反滲透。

根據(jù)各種物料的不同滲透壓，就可以使大于滲透壓的反滲透法達(dá)到分離、提取、純化和濃縮的目的，反滲透主要去除水中溶解鹽類、有機(jī)物、二氧化硅膠體，大分子物質(zhì)及預(yù)處理未去除的顆粒物。

反滲透裝置產(chǎn)生的濃水進(jìn)入污水處理廠，反滲透產(chǎn)水進(jìn)入產(chǎn)水池，經(jīng)回用水泵加壓送至循環(huán)水崗位。

中水回用項(xiàng)目工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程Fig.1 The process flow

各工段控制指標(biāo)見表3。

表3 各工段控制指標(biāo)Table 3 Control indexs of each section

3 結(jié) 語

中水回用項(xiàng)目實(shí)施后，不僅有效地減少了對一次水的用量需求，達(dá)到了節(jié)約用水的目的，同時又解決了廢水排放量大的問題，即減少外排250 m3/h。

出水作為循環(huán)水的補(bǔ)充水，節(jié)約250 m3/h，使得排污水量大大降低，循環(huán)水補(bǔ)充水質(zhì)得到了明顯改善。

在循環(huán)水的排污及藥劑使用上也得到了改觀，為循環(huán)水后期穩(wěn)定運(yùn)行及管理提供了有力保障，減少了水資源稅，具有較好的環(huán)境效益。