中石化某公司將COD排放濃度保持在35mg/L，外排廢水量則須控制在307萬t/h。2011年~2014年本裝置外排水總量平均值為656t/h，比地方外排目標(biāo)值多出304t/h，其中主要來自循環(huán)水排污水，要達(dá)到總量減排的目標(biāo)，必須進(jìn)行循環(huán)水排污水的回收利用，才能完成總量減排的任務(wù)。為了使COD出水保持在35mg/L，某分公司投資近6000萬元建設(shè)循環(huán)水排污水除鹽裝置，并對除鹽工藝進(jìn)行半年多的現(xiàn)場中試，在中試成果的基礎(chǔ)上開展S工程的詳細(xì)設(shè)計(jì)。在完成設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試后，除鹽裝置基本正常運(yùn)行，完成節(jié)水減排的目標(biāo)。
一、循環(huán)水排污水水量
某公司化工區(qū)當(dāng)時共有五套循環(huán)水裝置，分別為一循、二循、三循、四循和五循，分公司通過調(diào)整循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行濃縮倍數(shù)、優(yōu)化操作、強(qiáng)化循環(huán)水場日常管理等措施，使廠區(qū)循環(huán)水場排污量減少至356.5t/h(不包含預(yù)膜清洗水)。
二、處理工藝
2.1 工藝流程
除鹽裝置的水量平衡如圖1所示。
由循環(huán)水場排放出來的污水，經(jīng)管線收集后送入調(diào)節(jié)池內(nèi)均質(zhì)，均質(zhì)調(diào)節(jié)池是已有利舊，容積3000m3。調(diào)節(jié)池配套提升泵，2用1備，單臺泵的流量235t/h，揚(yáng)程40m。D廢水提升送入除鹽裝置前，首先經(jīng)過在線COD儀的檢測，其COD處于正常范圍，則送入預(yù)處理系統(tǒng);當(dāng)COD處于異常狀態(tài)時，則送入該公司現(xiàn)有的污水處理高級生化段中處理后再進(jìn)入流程。日常只能通過大量補(bǔ)充新鮮水滿足生產(chǎn)需要，但同時大量補(bǔ)水也增加了新鮮水的用水消耗。
由于循環(huán)水排污水的BOD/COD比值較低，流量大、所含成分以不可生化的成分為主。對于這類廢水，為了達(dá)到處理效率升級的目的。對這類廢水一般不宜直接采用普通的生化處理工藝。除鹽裝置預(yù)處理工藝采用物化法，可以有效去除有機(jī)物COD、堿度、總磷、懸浮物、膠體硅及總硅等污染物，以達(dá)到雙膜工藝系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)。預(yù)處理系統(tǒng)工藝流程如圖2所示。
雙膜系統(tǒng)工藝主要包括多介質(zhì)濾器+精密過濾+UF(超濾)+RO。多介質(zhì)過濾器采用錳砂填料，精密過濾采用5μm的慮元進(jìn)行過濾，以更好保護(hù)雙膜。
除鹽裝置的污泥由是高密澄清池產(chǎn)生，該污泥大部分為石灰，需要采用板框壓濾機(jī)處理。除鹽裝置產(chǎn)生濃水，由業(yè)主投資的濃水處理設(shè)備處理，該設(shè)備屬于其他裝置不進(jìn)行贅述。
2.2 主要構(gòu)筑物
除鹽裝置的構(gòu)筑物、建筑物主要有9個。
1)1座清水池，規(guī)格長×寬×高=12m×3m×4m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
2)1座污泥貯池，規(guī)格長×寬×高=12m×6m×3m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
3)1座超濾水池，規(guī)格長×寬×高=6.5m×10m×3m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
4)1座產(chǎn)品水池，規(guī)格長×寬×高=6.5m×10m×3m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
5)1座濃水池，規(guī)格長×寬×高=6.5m×10m×2m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
6)1座廢水池，規(guī)格長×寬×高=6.5m×10m×5m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
7)1座綜合加藥間，規(guī)格長×寬×高=27m×12m×5m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
8)1座雙膜廠房，長×寬×高=36m×18m×6m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
9)1座變配電所，規(guī)格長×寬×高=21m×11m×8.3m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
2.3 工藝流程說明
2.3.1 預(yù)處理系統(tǒng)
預(yù)處理系統(tǒng)主要是由高密澄清池+石灰投加系統(tǒng)+pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成，其工藝特點(diǎn)是將一體化的沉淀濃縮和污泥回流相結(jié)合，使污泥結(jié)構(gòu)致密，不需要獨(dú)立的污泥濃縮池，既減少了占地面積，又節(jié)約能源。石灰投加系統(tǒng)采用機(jī)械下料的投加系統(tǒng)，石灰選用純度80%~85%，密度0.45t/m3，石灰乳配置濃度5%。投加濃度：600mg/L~1000mg/L;投加石灰導(dǎo)致出水的pH升高，采用鹽酸進(jìn)行pH調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)出pH值在5~7的水。
在進(jìn)入雙膜前需要進(jìn)行殺菌，投加藥物點(diǎn)設(shè)置在清水池內(nèi)，要避免殺菌劑氧化性對膜的影響，該裝置采用非氧化性殺菌劑進(jìn)行殺菌。
2.3.2 雙膜系統(tǒng)
多介質(zhì)濾器能長期滿足反滲透膜對污染指數(shù)SDI的要求，濾器的濾速為9m/h，以適應(yīng)將來水質(zhì)變壞的可能性;過濾器的進(jìn)、出水壓差升到一定的值(0.5kg/cm2～0.7kg/cm2)或出水污染指數(shù)大于5時，應(yīng)對過濾器進(jìn)行自動反沖洗。
精密過濾器用以截留從多介質(zhì)過濾器中漏出的細(xì)微沙粒，以防止大顆粒物質(zhì)損害后續(xù)的膜裝置。
超濾采用無機(jī)陶瓷膜(過濾孔徑0.03m)，在高溫下穩(wěn)定性好，當(dāng)膜兩側(cè)有很大壓力梯度時，膜機(jī)械性能穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，特別耐有機(jī)溶劑，能夠適應(yīng)使用條件苛刻的清洗操作條件。
RO膜組設(shè)置2套，回收率為75%，總脫鹽率不低于99%。反滲透膜采用國外品牌的BW30FR-400，該型號反滲透膜的長度約1m，直徑約0.2m，膜面積約37m2，單根膜脫鹽率為99.5%。
2.3.3 雙膜清洗系統(tǒng)
超濾采用HCL和NaCLO、NaOH分散清洗裝置，反滲透采用分段清洗。
2.3.4 系統(tǒng)內(nèi)主要控制聯(lián)鎖
系統(tǒng)內(nèi)主要控制聯(lián)鎖有7種。
1)污泥濃設(shè)縮池與污泥外送泵聯(lián)鎖，高開低停。
2)濃水池設(shè)液位與濃水外送泵聯(lián)鎖，高開低停。
3)反洗水池設(shè)液位與反洗水提升泵聯(lián)鎖，低低液位停。
4)清洗水池設(shè)液位與清洗水提升泵聯(lián)鎖，低低液位停。
5)廢水池設(shè)液位與廢水提升泵聯(lián)鎖，低低液位停。
6)清水箱池設(shè)液位與反滲透進(jìn)水泵、反洗水泵聯(lián)鎖，低低液位停。
7)成品水箱設(shè)液位與回用水泵聯(lián)鎖，低低液位停。
系統(tǒng)內(nèi)主要測量措施有4種。
1)除鹽水系統(tǒng)總進(jìn)口設(shè)置流量測量。
2)成品水出口總管設(shè)置流量測量。
3)濃水外送設(shè)置流量測量。
4)生產(chǎn)給水、凈化空氣進(jìn)入除鹽系統(tǒng)總進(jìn)口設(shè)置流量測量。
2.3.5 在線分析儀表
在線分析儀表有3類。
1)調(diào)節(jié)池部分設(shè)DO、pH、COD在線分析儀。
2)成品水池設(shè)COD、濁度、pH、電導(dǎo)率在線分析儀。
3)雙膜系統(tǒng)設(shè)置主要設(shè)有SDI分析儀、電導(dǎo)率分析儀。
三、調(diào)試與運(yùn)行
3.1 調(diào)試
在2019年初進(jìn)行工程試運(yùn)行。預(yù)處理系統(tǒng)的工藝主要在高密澄清池進(jìn)行調(diào)試，在調(diào)試中去除高密澄清池廢水的COD、膠硅、總磷、堿度及硬度時，須調(diào)整投加的藥量，通過投加不同劑量的石灰，測試其對硅的去除效果，確定出藥劑投加量;通過投加鎂劑，測試其對硅的去除效果。調(diào)試完成后每月共消耗5種藥劑。
1)PAC，26.3t。
2)陰離子PAM，0.4t。
3)石灰(混合2%鎂劑)，328.5t。
4)98%濃硫酸，22.2t。5)NaCLO，0.85t。
在調(diào)試中還未使用NaCO3調(diào)整污水酸堿度。
雙膜系統(tǒng)在調(diào)試中投加的藥劑年消耗量有2種。
1)高效阻垢劑，0.875t。
2)亞硫酸氫鈉，0.16t。
調(diào)試過程中運(yùn)行成本大約是1.5元/t~1.8元/t水，雙膜系統(tǒng)在調(diào)試中運(yùn)行效果良好。
3.2 運(yùn)行
在預(yù)處理系統(tǒng)運(yùn)行3個月以后，高密澄清池運(yùn)行水質(zhì)的出水基本達(dá)到雙膜的進(jìn)水要求，水質(zhì)進(jìn)出水情況如下。
1)CODCr，進(jìn)水114.6mg/L，出水52.3mg/L。
2)TP，進(jìn)水2.06mg/L，出水檢測不出。
3)總堿度(以碳酸鈣計(jì))，進(jìn)水444mg/L，出水檢測不出。
4)Ca2+，進(jìn)水37.4mg/L，出水檢測不出。
5)Mg2+，進(jìn)水35.3mg/L，出水檢測不出。
6)可溶硅，進(jìn)水38.1mg/L，出水檢測不出。
7)全硅，進(jìn)水15.3mg/L，出水檢測不出。
雙膜出水水質(zhì)見表1。
由上面的水質(zhì)表格可知道，高密池在系統(tǒng)中有效地去除了水體中膠硅、總磷、堿度及硬度，但是在COD去除的效果上不是特別突出，面對極端水質(zhì)時還要將循環(huán)排污水回流至污水處理場進(jìn)行高級生化處理，以保護(hù)雙膜的正常運(yùn)行。由于后期的滲透系統(tǒng)水處理對水質(zhì)的要求非常嚴(yán)格，這需要使用膜過濾系統(tǒng)對水進(jìn)行進(jìn)一步的處理。
四、結(jié)論
該項(xiàng)目在調(diào)試運(yùn)行過程中，COD負(fù)荷正常的情況下，在高密澄清池和雙膜系統(tǒng)用循環(huán)排污水回用時，運(yùn)行平穩(wěn)。高密池對循環(huán)排污水的物化處理效果良好，很好地保護(hù)了后期的雙膜系統(tǒng)。但是在COD負(fù)荷較高時，該項(xiàng)目有一定運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，在流程中需要循環(huán)排污水回流至污水處理場進(jìn)行高級生化處理。( >
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