煤化工废水膜处理工艺回用于循环水系统

发布时间:2018-11-17 02:24                

经生化系统处理后的废水无法去除盐分,废水中含有主要阴离子有CL-SO42-HCO3-等,阳离子有K+Na+Ca2+Mg2+Fe3+等,如果不进行脱盐处理,直接作为循环水系统补水,它们受热负荷在水中相互结合易引起设备腐蚀、沉淀后滞留在管道内引起结垢及为微生物繁殖创造条件。

关键词:工业废水 COD 废水回用处理 深度处理 超滤 反渗透

  一、前言

 中国是一个严重缺水的国家,人均水资源占有量不到世界的1/4,随着石油化工、煤化工、钢铁、造纸等工业的发展,其生产过程中产生严重污染的工业废水从而破坏了水资源环境,再有工业用水也面临严重短缺。国家几次提高各工业行业废水达标排放标准,控制工业用水水源供应并要求企业回用自身产生的工业废水,即节能减排。

  循环冷却水补水在中原大化煤化工的工业用水中占有相当大的比例,循环水补充水量约占新鲜水用量的60%,循环水的补水水质要求相对低于其它用水水质要求,因此若能将污水经过深度处理除盐后回用于循环水系统,将极大地节约原水使用量。

  二、煤化工废水回用膜处理工艺介绍

  1.项目状况介绍

 河南省煤业化工集团中原大化公司甲醇事业部的污水处理站主要接受甲醇装置、气化装置、乙二醇装置、脱盐水站离子交换再生装置、厂区生活产生的污水,工艺装置内初期污染雨水,污水处理站设计处理能力为300m3/h,接受污、废水混合后水质指标为PH6-9,氨氮≤100mg/LCOD≤1450mg/L,处理后水质指标为PH6-9,氨氮≤5mg/LCOD≤45mg/L

 为节约水资源,实现污水回用,污水处理站处理后的达标废水60%进入废水回用装置进行深度处理除浊除盐,产生的再生水将作为循环水集水池的补充水。再生水水质指标将达到开式循环冷却水系统补充水水质指标GB50335-2002《污水再生利用工程设计规范》4.2.2要求。深度处理后产生的浓盐水将经过活性炭吸附去除有机物后排放。

  2. 回用的废水水质条件

  污水处理站接收的所有废水经过生化系统处理后达到相应环保排放标准,作为回用处理工艺的进水。

  3.回用装置处理工艺流程

  回用装置深度处理主要工艺流程如下:

 生化系统沉淀池砂滤池中间水池多介质过滤器超滤装置超滤产水池超滤水泵保安过滤器反渗透装置回用水池回用(循环水补水)

  浓水活性炭过滤罐(或者反洗砂滤池、多介质过滤器)

  3.1 回用处理工艺流程描述

 污水站生化系统沉淀池出水进入处理单元,首先是砂滤池,截留由于泥水分离不彻底的悬浮颗粒活性污泥后自流入中间水池,再由提升泵加压进入多介质过滤器,过滤去除污水中细小固体悬浮物,降低出水的浊度,为超滤装置运行提供优质水质保障。中间水泵提升管线处同时投加混凝剂、次氯酸钠,混凝剂强化过滤处理效果,并降低一定的COD浓度,通过投加杀菌剂抑制水中微生物滋生,防范膜元件的微生物污堵,保证超滤的运行安全。

 多介质过滤器出水直接进入超滤装置,超滤膜采用外压式过滤的运行方式,25-50min自动反洗一次,每38次常规反洗后执行一次化学反洗1(烧碱+次氯酸钠),每76次常规反洗后执行一次化学反洗2(盐酸),反洗水取自超滤产水池,反洗排水排入污水处理站综合调节池。运行时的产水进入超滤产水池。

  反渗透装置从超滤产水池取水,采用一级二段(64排列),回收率60%,浓水进入浓水池,产水进入回用水池,由提升泵输送至循环水集水池。  浓水池的浓水做为砂滤池及多介质过滤器反洗水源使用,反洗后出水进入综合调节池再进入生化系统处理,多余反渗透浓水经活性炭过滤罐过滤合格后排入总排口排放。

 3.2 主要工艺单元及设备介绍

  3.2.1多介质过滤器

  多介质过滤器是利用一种或几种过滤介质,在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料,从而有效的除去悬浮杂质使水澄清的过程,过滤的作用,主要是去除水中的悬浮或胶态杂质,特别是能有效地去除沉淀技术不能去除的微小粒子和细菌等,对BOD5COD等也有某种程度的去除效果。

  多介质过滤器是利用石英砂、无烟煤等滤料去除原水中的悬浮物,属于普通快滤设备。含有悬浮物颗粒的水与絮凝剂充分混合,使水中形成胶体颗粒的双电层被压缩。当胶体颗粒流过多介质过滤器的滤料层时,滤料缝隙对悬浮物起筛滤作用使悬浮物易于吸附在滤料表面。当在滤料表层截留了一定量的污物形成滤膜,随时间推移过滤器的前后压差将会很快升高,直至失效。此时需要利用逆向水流反洗滤料,使过滤器内石英砂及无烟煤层悬浮松动,从而使粘附于石英砂及无烟煤表面的截留物剥离并被水流带走,恢复过滤功能。我厂使用的双层滤料是在过滤层上部放置较轻的大颗粒无烟煤,下部为大比重的小颗粒石英砂,这样可以充分发挥整个滤层的效率、提高截污能力。

  3.2.2超滤装置

  超滤装置主要的作用是允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)通过,分离悬浮物大分子胶体、黏泥、微生物、有机物等能够对反渗透膜造成污堵的杂质。为了最大限度的提高产水效率,需要周期性的使用超滤产水或者同等水 质的水对系统进行反洗。

 超滤膜组件需要定期进行化学清洗以完全恢复膜性能。因此,超滤系统需要配置化学加药装置,已恢复长期运行中反洗也不能恢复超滤的运行状况。

  3.2.3反渗透装置

  膜分离技术作为一种新型、高效的分离技术,近年来取得了令人瞩目的飞速发展,已广泛应用于国民经济各个领域,在节能减排、清洁生产和循环经济中发挥着重要作用,特别是在水资源利用和环境保护方面起着举足轻重的作用。

  反渗透脱盐技术作为膜分离技术之一,已被广泛应用。在进行反渗透脱盐处理时,若只采用常规水处理工艺(如:中和、生化处理、混凝、澄清、介质过滤等)作为反渗透的预处理,往往无法满足反渗透系统的进水水质要求,造成反渗透装置的快速污堵及频繁清洗。在常规水处理工艺的基础上结合超滤处理工艺作为反渗透的预处理,则能够大大降低反渗透装置的污堵速度及清洗频率,保证反渗透系统的长期、稳定运行,为煤化工企业提供可替代新鲜水、锅炉用水、工业工艺用水的高品质回用水。

  反渗透是我厂水处理系统中最主要的脱盐装置,利用反渗透膜的选择透过特性除去水中绝大部分可溶性盐份、有机物及微生物等。采用一级二段(64排列),回收率60%

  三、膜处理后水质

  根据出水水质总的来说,经过除盐处理出水水质是较高的。平均脱盐率达到了97%以上,完全符合循环水补水水质所要求的指标。

  四、回用于循环水系统的运行状况

  1.循环水补水水质

  原水电导是回用水电导的8.8倍,很大程度的降低循环水系统的腐蚀风险;原水总硬度是回用水总硬度的58倍,大大的降低循环水系统的结垢风险。

  五、结论

  经膜法处理后的污水回用于循环水系统后,装置每小时回收深度处理后生化系统出水100吨,其经济、环保效益都比较明显,使循环水系统新鲜水用量减少180/h,每天节约原水费用15600元。合格的外排污水经双膜法处理后回用于循环水系统会给双膜造成一定的问题,但只要通过加强管理,精心操作,可以满足双膜进水水质的要求。