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煤化工回用水處理技術(shù)

中國(guó)污水處理工程網(wǎng) 時(shí)間:2015-3-24 9:41:37

污水處理技術(shù) | 匯聚全球環(huán)保力量,降低企業(yè)治污成本

鄂爾多斯某煤化工廠循環(huán)水場(chǎng)補(bǔ)水量約占總新鮮水用水量的70%,其補(bǔ)水若全部用新鮮水補(bǔ)充,將造成水資源的極大浪費(fèi)。若能對(duì)該廠產(chǎn)生的廢水進(jìn)行深度處理與回用,不僅能有效地節(jié)約運(yùn)行成本,且能實(shí)現(xiàn)較大的環(huán)境和社會(huì)效益;诖,鄂爾多斯某煤化工廠采用勻質(zhì)池+高效澄清器+多介質(zhì)過(guò)濾器+超濾及反滲透的組合工藝對(duì)其產(chǎn)生的廢水進(jìn)行了深度處理與回用。

有效的預(yù)處理+超濾(UF)+反滲透膜(RO)的組合工藝,不僅能高效、穩(wěn)定地去除污染物,而且可避免反滲透膜的污堵,確保出水符合回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)〔1, 2, 3, 4〕,其在回用水處理的工程設(shè)計(jì)中得到了一定的應(yīng)用。

1 設(shè)計(jì)規(guī)模及進(jìn)出水水質(zhì)
鄂爾多斯某煤化工廠回用水處理裝置進(jìn)水水源主要分為以下幾類:一是污水處理裝置出水,其出水水質(zhì)滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978— 1996)的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn);二是循環(huán)水場(chǎng)排污水;三是脫鹽水站排污水。本回用水處理裝置設(shè)計(jì)規(guī)模為160 m3/h,設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)見(jiàn)表 1,設(shè)計(jì)出水要求執(zhí)行《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50335—2002)中再生水用作循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

從進(jìn)水水質(zhì)可以看出,本回用水處理裝置的水源較為復(fù)雜,其有機(jī)污染物、微生物、生物黏泥、膠體類、重金屬、硬度等物質(zhì)的污染較常規(guī)的純水要復(fù)雜和嚴(yán)重的多,對(duì)超濾前的預(yù)處理效果要求較高。

根據(jù)上述水質(zhì)特點(diǎn),設(shè)計(jì)采用勻質(zhì)池+高效澄清器+多介質(zhì)過(guò)濾器+超濾及反滲透的組合工藝。

2 工藝流程及主要設(shè)計(jì)參數(shù)
 
2.1 工藝流程
本回用水處理裝置主要工藝流程見(jiàn)圖 1。

 

圖 1 回用水處理裝置工藝流程

2.2 主要設(shè)計(jì)構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)
 
2.2.1 廢水勻質(zhì)池
進(jìn)水水源中循環(huán)水場(chǎng)排污及脫鹽水站排污均為間斷進(jìn)水,需加強(qiáng)均質(zhì)化處理。勻質(zhì)池設(shè)計(jì)尺寸為37.9 m×7.6 m×3.5 m。勻質(zhì)池配套設(shè)置廢水提升泵,廢水提升泵1用1備,單臺(tái)流量為160 m3/h;配套設(shè)置2臺(tái)潛水?dāng)嚢铏C(jī),功率為3 kW。

2.2.2 高效澄清器
高效澄清器是集混凝/反應(yīng)/沉淀于一體的鋼結(jié)構(gòu)廢水處理設(shè)備,單臺(tái)處理量為160 m3/h,設(shè)計(jì)出水SS≤20 mg/L,設(shè)計(jì)尺寸為D 6 000 mm×7 000 mm。

在高效澄清器前配套設(shè)置石灰乳加藥裝置,濃漿泵2臺(tái),1用1備,單臺(tái)加藥量為0~3 t/h;絮凝劑加藥裝置,機(jī)械隔膜泵2臺(tái),1用1備,單臺(tái)流量為0~120 L/h;混凝劑加藥裝置,機(jī)械隔膜泵2臺(tái),1用1備,單臺(tái)流量為0~44 L/h。

2.2.3 多介質(zhì)過(guò)濾器
多介質(zhì)過(guò)濾器用于去除水中的懸浮物和膠體,濾料采用無(wú)煙煤和石英砂。多介質(zhì)過(guò)濾器2臺(tái),設(shè)計(jì)單臺(tái)處理量為80 m3/h,設(shè)計(jì)濾速為10 m/h,采用氣水反沖洗。多介質(zhì)過(guò)濾器設(shè)計(jì)尺寸為D 3 200 mm×4 200 mm。

2.2.4 超濾系統(tǒng)
超濾系統(tǒng)前配套設(shè)置1臺(tái)盤式過(guò)濾器,處理量為160 m3/h,設(shè)計(jì)出水濁度≤3 NTU,過(guò)濾精度為 50 μm,過(guò)濾器型式:以色列 ARKAL 3DF-8。

超濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)回收率為90%,設(shè)計(jì)產(chǎn)水水質(zhì):SDI≤3,濁度≤0.5 NTU。裝置凈產(chǎn)水量為144 m3/h,采用DOW公司生產(chǎn)的SFP2860 DOWTM UF膜組件(外壓式中空纖維膜),單只膜面積為51 m2,共60支。

超濾系統(tǒng)及反滲透系統(tǒng)共同配套設(shè)置化學(xué)清洗裝置1套,含清洗保安過(guò)濾器1臺(tái),能力為150 m3/(h·套),濾芯過(guò)濾精度為5 μm。

化學(xué)增強(qiáng)反洗系統(tǒng)含次氯酸鈉加藥裝置,電磁驅(qū)動(dòng)隔膜泵2臺(tái),1用1備,單臺(tái)流量為0~1 600 L/h;加酸裝置,電磁驅(qū)動(dòng)隔膜泵2臺(tái),1用1備,單臺(tái)流量為0~550 L/h;加堿裝置,電磁驅(qū)動(dòng)隔膜泵2臺(tái), 1用1備,單臺(tái)流量為0~240 L/h。

2.2.5 反滲透系統(tǒng)
反滲透膜前設(shè)置保安過(guò)濾器,保安過(guò)濾器過(guò)濾精度為5 μm,外殼采用耐腐蝕的 316不銹鋼材質(zhì),濾棒由聚丙烯噴熔制成,孔形呈錐形結(jié)構(gòu),運(yùn)行流速≤10 m3/(m2·h)。

反滲透高壓泵采用臥式離心高壓泵,過(guò)流部分材質(zhì)為不銹鋼,Q=150 m3/h,P=1.4 MPa。

反滲透裝置設(shè)計(jì)產(chǎn)水量為108 m3/h,回收率為75%。1 a內(nèi)設(shè)計(jì)脫鹽率≥98%,3 a內(nèi)設(shè)計(jì)脫鹽率≥97%。反滲透膜采用美國(guó)DOW公司生產(chǎn)的BW30-400/34 I-FR 端面自鎖高產(chǎn)水量抗污染型苦咸水反滲透膜元件,設(shè)計(jì)通量為18 LMH,選用膜元件162支,采用6芯裝美國(guó) CODELINE 公司產(chǎn)品膜殼27支。一級(jí)二段,18∶9排列。

反滲透系統(tǒng)配套設(shè)置還原劑加藥裝置,電磁驅(qū)動(dòng)隔膜泵2臺(tái),1用1備,單臺(tái)流量為0~15.1 L/h;阻垢劑加藥裝置,電磁驅(qū)動(dòng)隔膜泵2臺(tái),1用1備,單臺(tái)流量為0~7.6 L/h。

2.2.6 自控系統(tǒng)設(shè)置
(1)超濾系統(tǒng)。正常操作情況下,超濾裝置需要每20~60 min 進(jìn)行氣擦洗、水力反洗(含正沖洗、反沖洗)至少各1次,單次氣水沖洗的時(shí)間約為1 min,也就是說(shuō)需要在1 min內(nèi)進(jìn)行約40次的不同閥門開(kāi)、關(guān)操作; 而超濾裝置的常規(guī)化學(xué)加強(qiáng)反洗(CEB)需要至少24 h 1次,這在人工運(yùn)行時(shí)很難保證,所以超濾裝置的啟動(dòng)、運(yùn)行、氣擦洗、反洗、正洗、停機(jī)等過(guò)程均由PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

超濾系統(tǒng)同時(shí)設(shè)置就地儀表盤和就地操作盤,在就地儀表盤上可讀出超濾的有關(guān)工藝參數(shù),以及能在就地操作盤上操作相關(guān)的水泵和自動(dòng)閥門。

(2)反滲透系統(tǒng) 。反滲透系統(tǒng)的啟動(dòng)、運(yùn)行、沖洗、停機(jī)備用等過(guò)程也均由PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。同時(shí)設(shè)置就地儀表盤和就地操作盤,在就地儀表盤上可讀出RO的有關(guān)工藝參數(shù),如電導(dǎo)率、流量、壓力等;在就地操作盤上能啟停RO進(jìn)水高壓泵及相關(guān)的自動(dòng)閥門。

3 運(yùn)行效果
本回用水處理裝置已經(jīng)建成運(yùn)行近1 a,其水質(zhì)日常監(jiān)測(cè)結(jié)果如表 2所示。運(yùn)行結(jié)果表明,出水穩(wěn)定,出水水質(zhì)達(dá)到《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50335—2002)中再生水用作循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

4 成本分析
人工費(fèi):定員按4人考慮,工資為5 000元/(月·人),人工費(fèi)為667元/d;電費(fèi):本裝置平均耗電量為 5 440 kW·h/d,電價(jià)以0.75元/(kW·h)計(jì),電費(fèi)為 4 080元/d;藥劑費(fèi):藥劑費(fèi)以1 500元/d計(jì);損耗費(fèi):石英砂濾料以200元/d計(jì)(按0.5 a 的使用壽命),超濾和反滲透膜以1 610元/d計(jì)(按3 a 的使用壽命)。合計(jì)平均處理成本為2.10元/m3。鄂爾多斯工業(yè)水價(jià)為7.95元/ m3,本裝置的經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。具體參見(jiàn)http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

5 小結(jié)
鄂爾多斯某煤化工廠結(jié)合復(fù)雜的進(jìn)水水質(zhì)及回用水用戶的水質(zhì)要求,設(shè)計(jì)采用勻質(zhì)池+高效澄清器+多介質(zhì)過(guò)濾器+超濾及反滲透的組合工藝對(duì)廢水進(jìn)行深度處理與回用。運(yùn)行結(jié)果表明,運(yùn)行效果良好,脫鹽率及回收率均能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)濟(jì)效益明顯,證明所選工藝是可行且經(jīng)濟(jì)的。