通過實(shí)例解析石化廢水深度處理回用
【m.uphokfc.cn南京純水設(shè)備】石化企業(yè)用水量較大, 每提煉 1 t 原油需要消耗水量約為 30~50 t,產(chǎn)生的廢水水質(zhì)極為復(fù)雜,一般含有高有機(jī)物和高有毒有害物質(zhì)。 往往經(jīng)過生化處理后,COD 仍然高于 GB 31570—2015《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的 50 mg/L 的限值,而且廢水量較大,若可以通過處理后回用,不僅提高了廢水的重復(fù)利用率,還起到了節(jié)約水資源和保護(hù)環(huán)境的目的。
山東某石化廠污水車間已生化處理后的污水利用臭氧高級氧化+多介質(zhì)過濾器+超濾(UF)+反滲透(RO)工藝對其進(jìn)行深度處理并回用為二級RO 進(jìn)水,經(jīng)過連續(xù)運(yùn)行,考察了處理效果并分析了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
1 原水及生化出水水質(zhì)指標(biāo)山東省某石化廠污水處理的工藝為: 原水→調(diào)節(jié)池→提升→氣浮池→AO 氧化池→沉淀池。南京純水設(shè)備該廠生化出水必須經(jīng)過后續(xù)處理才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),但生化出水的可生化性極差,B/C 僅為 0.11,采用生物處理法是較為困難, 需要進(jìn)行高級氧化等方法處理。
2 處理工藝
2.1 臭氧氧化
通過臭氧產(chǎn)生的羥基自由基來對污水中難降解的大分子污染物進(jìn)行開環(huán)斷鏈,同時臭氧還能直接氧化一些有機(jī)物成為 CO2、H2O。 臭氧接觸池接觸時間控制為 120 min,保證臭氧與污水的充分接觸反應(yīng)時間。系統(tǒng)采用微孔曝氣盤投加臭氧, 曝氣盤安裝在接觸池池底但高于導(dǎo)流墻的低位置以避免氣泡被引流到反應(yīng)池中,在接觸池中被處理水由上向下流,而臭氧氣體由下向上反向流以達(dá)到最好的接觸效果。反應(yīng)后臭氧尾氣通過加熱破壞處理。臭氧氧化后出水 COD<50 mg/L。 臭氧單元選用青島國林公司生產(chǎn)的設(shè)備。
2.2 多介質(zhì)過濾器
系統(tǒng)設(shè)置 5 臺直徑 3 200 mm 的立式多介質(zhì)過濾器,正常運(yùn)行時每臺產(chǎn)水量為 72.5 m3/h。 多介質(zhì)過濾器主要去除水中的懸浮物、膠體等雜質(zhì)。 經(jīng)過臭氧氧化處理的水通過供水泵加壓后進(jìn)入多介質(zhì)過濾器,多介質(zhì)過濾器內(nèi)為濾板結(jié)構(gòu),濾板上部裝填 1~2 mm 粒徑的石英砂濾料和 1~2 mm 粒徑的無煙濾料,過濾精度在 20 μm 以下, 過濾器出水直接進(jìn)入 UF 系統(tǒng),另一部分出水通過自動閥門進(jìn)入反洗水箱進(jìn)行反洗。
2.3 UF 裝置
UF 采用膜天膜科技股份公司所產(chǎn)外壓式聚丙烯中空纖維 UF 膜,單只膜過濾面積為 56 m2,截留分子質(zhì)量(MWCO)為 100 000 u,處理后產(chǎn)水 SDI<3,滿足反滲透進(jìn)水要求。 系統(tǒng)設(shè)置 2 套 UF 裝置,每套凈產(chǎn)水量為 125 m3/h,運(yùn)行膜通量≤40 L/(m2·h),反洗膜通量為 100 L/(m2·h)。 UF 運(yùn)行方式為錯流運(yùn)行。 運(yùn)行時,控制進(jìn)水壓力恒定為 0.1 MPa 左右,設(shè)定每 30 min 進(jìn)行反洗,以減少膜表面污染物沉積。
2.4 RO 裝置
系統(tǒng)設(shè)置 2 套產(chǎn)水量為 87.5 m3/h 的 RO 裝置,并聯(lián)運(yùn)行,由于進(jìn)水有機(jī)物含量高,選用陶氏品牌寬流道的抗污染聚酰胺復(fù)合膜, 設(shè)計(jì)回收率為 70%,平均膜通量≤17.8 L/(m2·h)。 每套 RO 裝置配置 138根膜組件,放置在 23 根 6 芯壓力容器內(nèi),按 15∶8 排列。 高壓泵前設(shè)置 5 μm 保安過濾器,RO 進(jìn)水中添加阻垢劑、還原劑和非氧化殺菌劑,分別用來抑制無機(jī)鹽結(jié)垢、防止 RO 膜氧化和微生物污染。
3 處理效果
UF 之前工藝對離子基本無去除效果; 臭氧氧化對有機(jī)物去除效果明顯,COD 去除率為 67.0%;UF 對懸浮物去除效果顯著, 懸浮物去除率為 83.3%; 而 RO 出水對離子和有機(jī)物去除效果均極為顯著,電導(dǎo)率降低至 86 μS/cm,硬度去除率為 98.1%, 氯離子去除率為 95.1%,COD 去除率為98.3%,總磷、氨氮、懸浮物基本完全去除,RO 產(chǎn)水指標(biāo)完全滿足二級 RO 進(jìn)水要求。
4 運(yùn)行穩(wěn)定性分析
4.1 UF 穩(wěn)定性分析
UF 作為 RO 的預(yù)處理,考察了其產(chǎn)水量變化情況,南京實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備結(jié)果表明,UF 在運(yùn)行初期,UF 膜產(chǎn)水量基本維持不變, 這是因?yàn)?span> UF 系統(tǒng)每運(yùn)行 30 min 后進(jìn)行反沖洗,此時附著在膜表面的污染物可基本消除。但隨著時間累積, 一部分污染物不能通過反洗清除徹底導(dǎo)致產(chǎn)水量緩慢下降, 當(dāng)產(chǎn)水量下降到不足以滿足RO 系統(tǒng)運(yùn)行時,需要進(jìn)行化學(xué)清洗。
4.2 RO 穩(wěn)定性分析
RO 系 統(tǒng) 連 續(xù) 運(yùn) 行,為了維持一定的產(chǎn)水量,RO進(jìn)水壓力和濃水壓力都有所增長,進(jìn) 水 壓 力 從0.80 MPa 上升到 1.00 MPa,濃水壓力從 0.62 MPa 上升到0.80 MPa,但進(jìn)水壓力和濃水壓力的壓差基本穩(wěn)定在 0.2 MPa 左右,說明未出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象,造成壓力上升的原因可能是水中有機(jī)物含量稍高所造成的,但尚在允許范圍內(nèi),不影響設(shè)備連續(xù)運(yùn)行,當(dāng)進(jìn)水壓力持續(xù)上升至 1.5 MPa 后,考慮化學(xué)清洗以恢復(fù)膜通量。
5 成本分析
系統(tǒng)成本包括動力能耗、藥劑費(fèi)用、設(shè)備折舊費(fèi) 用。 深 度 處 理 計(jì) 算 基 數(shù) 按 進(jìn) 水 280 t/h,年 運(yùn) 行8000 h。 深度處理總裝機(jī)容量約為 750 kW,運(yùn)行容量為 530 kW,電費(fèi)平均按 0.70 元/(kW·h)計(jì),則電費(fèi)為 530×0.70÷280=1.33 元/t,藥劑費(fèi)用包含超濾加藥系統(tǒng)、反滲透加藥系統(tǒng)和化學(xué)清洗加藥系統(tǒng)費(fèi)用,約 0.75 元/t,設(shè)備折舊費(fèi)用約 0.70 元/t。 故運(yùn)行成本為 2.78 元/t。
通過規(guī)模化連續(xù)運(yùn)行表明: 針對生化處理后的石化廢水,利用臭氧氧化+多介質(zhì)過濾器+UF+RO 處理工藝,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,RO 對離子去除效果和有機(jī)物去除效果均極為顯著,南京工業(yè)純水設(shè)備電導(dǎo)率降低為 86 μS/cm,硬度去除率為 98.1%,氯離子去除率為 95.1%,COD去除率為 98.3%,總磷、氨氮、懸浮物基本完全去除,RO 產(chǎn)水指標(biāo)完全滿足二級 RO 進(jìn)水要求,運(yùn)行成本為 2.78 元/t,達(dá)到了水資源循環(huán)利用的目的。
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