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煤化工廢水回用方案

文章出處:未知 人氣:發表時間:2017-09-14

某煤化工廠循環水場補水量約占總新鮮水用水量的70%,其補水若全部用新鮮水補充,將造成水資源的極大浪費。若能對該廠產生的廢水進行深度處理與回用,不僅能有效地節約運行成本,且能實現較大的環境和社會效益。基於此,某煤化工廠采用勻質池+高效澄清器+多介質過濾器+特種膜及反滲透的組合工藝對其產生的廢水進行了深度處理與回用。

有效的預處理+特種膜(Super RO)+反滲透膜(RO)的組合工藝,不僅能高效、穩定地去除汙染物,而且可避免反滲透膜的汙堵,確保出水符合回用水水質標準〔1,2,3,4〕,其在回用水處理的工程設計中得到了一定的應用。

1、設計規模及進出水水質

某煤化工廠回用水處理裝置進水水源主要分為以下幾類:一是汙水處理裝置出水,其出水水質滿足《汙水綜合排放標準》(GB8978—1996)的一級排放標準;二是循環水場排汙水;三是脫鹽水站排汙水。本回用水處理裝置設計規模為160m3/h,設計進水水質見表1,設計出水要求執行《汙水再生利用工程設計規範》(GB50335—2002)中再生水用作循環冷卻係統補充水的水質標準。

項目 進水
PH 7~8
總硬度 1200
COD 100
NH4+ 15
SS 31

從進水水質可以看出,本回用水處理裝置的水源較為複雜,其有機汙染物、微生物、生物黏泥、膠體類、重金屬、硬度等物質的汙染較常規的純水要複雜和嚴重的多,對特種膜前的預處理效果要求較高。

根據上述水質特點,設計采用勻質池+高效澄清器+多介質過濾器+特種膜及反滲透的組合工藝。

2工藝流程及主要設計參數

2.1工藝流程本回用水處理裝置主要工藝流程見圖1

2.2主要設計構築物及設備參數

2.2.1廢水勻質池

進水水源中循環水場排汙及脫鹽水站排汙均為間斷進水,需加強均質化處理。勻質池設計尺寸為37.9m×7.6m×3.5m。勻質池配套設置廢水提升泵,廢水提升泵1用1備,單台流量為160m3/h;配套設置2台潛水攪拌機,功率為3kW。

2.2.2高效澄清器

高效澄清器是集混凝/反應/沉澱於一體的鋼結構廢水處理設備,單台處理量為160m3/h,設計出水SS≤20mg/L,設計尺寸為D6000mm×7000mm。

在高效澄清器前配套設置石灰乳加藥裝置,濃漿泵2台,1用1備,單台加藥量為0~3t/h;絮凝劑加藥裝置,機械隔膜泵2台,1用1備,單台流量為0~120L/h;混凝劑加藥裝置,機械隔膜泵2台,1用1備,單台流量為0~44L/h。

2.2.3多介質過濾器

多介質過濾器用於去除水中的懸浮物和膠體,濾料采用無煙煤和石英砂。多介質過濾器2台,設計單台處理量為80m3/h,設計濾速為10m/h,采用氣水反衝洗。多介質過濾器設計尺寸為D3200mm×4200mm。

2.2.4特種膜係統

特種膜係統前配套設置1台盤式過濾器,處理量為160m3/h,設計出水濁度≤3NTU,過濾精度為50μm,過濾器型式:以色列ARKAL3DF-8。

特種膜係統設計回收率為90%,設計產水水質:SDI≤3,濁度≤0.5NTU。裝置淨產水量為144m3/h,采用DOW公司生產的SFP2860DOWTMUF膜組件(外壓式中空纖維膜),單隻膜麵積為51m2,共60支。

特種膜係統及反滲透係統共同配套設置化學清洗裝置1套,含清洗保安過濾器1台,能力為150m3/(h˙套),濾芯過濾精度為5μm。

化學增強反洗係統含次氯酸鈉加藥裝置,電磁驅動隔膜泵2台,1用1備,單台流量為0~1600L/h;加酸裝置,電磁驅動隔膜泵2台,1用1備,單台流量為0~550L/h;加堿裝置,電磁驅動隔膜泵2台,1用1備,單台流量為0~240L/h。

2.2.5反滲透係統

反滲透膜前設置保安過濾器,保安過濾器過濾精度為5μm,外殼采用耐腐蝕的316不鏽鋼材質,濾棒由聚丙烯噴熔製成,孔形呈錐形結構,運行流速≤10m3/(m2˙h)。

反滲透高壓泵采用臥式離心高壓泵,過流部分材質為不鏽鋼,Q=150m3/h,P=1.4MPa。

反滲透裝置設計產水量為108m3/h,回收率為75%。1a內設計脫鹽率≥98%,3a內設計脫鹽率≥97%。反滲透膜采用美國DOW公司生產的BW30-400/34I-FR端麵自鎖高產水量抗汙染型苦鹹水反滲透膜元件,設計通量為18LMH,選用膜元件162支,采用6芯裝美國CODELINE公司產品膜殼27支。一級二段,18∶9排列。

反滲透係統配套設置還原劑加藥裝置,電磁驅動隔膜泵2台,1用1備,單台流量為0~15.1L/h;阻垢劑加藥裝置,電磁驅動隔膜泵2台,1用1備,單台流量為0~7.6L/h。

2.2.6自控係統設置

(1)特種膜係統。正常操作情況下,特種膜裝置需要每20~60min進行氣擦洗、水力反洗(含正衝洗、反衝洗)至少各1次,單次氣水衝洗的時間約為1min,也就是說需要在1min內進行約40次的不同閥門開、關操作;而特種膜裝置的常規化學加強反洗(CEB)需要至少24h1次,這在人工運行時很難保證,所以特種膜裝置的啟動、運行、氣擦洗、反洗、正洗、停機等過程均由PLC實現自動控製。

特種膜係統同時設置就地儀表盤和就地操作盤,在就地儀表盤上可讀出特種膜的有關工藝參數,以及能在就地操作盤上操作相關的水泵和自動閥門。

(2)反滲透係統。反滲透係統的啟動、運行、衝洗、停機備用等過程也均由PLC實現自動控製。同時設置就地儀表盤和就地操作盤,在就地儀表盤上可讀出RO的有關工藝參數,如電導率、流量、壓力等;在就地操作盤上能啟停RO進水高壓泵及相關的自動閥門。

3運行效果

本回用水處理裝置已經建成運行近1a,其水質日常監測結果如表2所示。運行結果表明,出水穩定,出水水質達到《汙水再生利用工程設計規範》(GB50335—2002)中再生水用作循環冷卻係統補充水的水質標準。

4成本分析

人工費:定員按4人考慮,工資為5000元/(月˙人),人工費為667元/d;電費:本裝置平均耗電量為5440kW˙h/d,電價以0.75元/(kW˙h)計,電費為4080元/d;藥劑費:藥劑費以1500元/d計;損耗費:石英砂濾料以200元/d計(按0.5a的使用壽命),特種膜和反滲透膜以1610元/d計(按3a的使用壽命)。合計平均處理成本為2.10元/m3。工業水價為7.95元/m3,本裝置的經濟效益非常明顯。

5小結

某煤化工廠結合複雜的進水水質及回用水用戶的水質要求,設計采用勻質池+高效澄清器+多介質過濾器+特種膜及反滲透的組合工藝對廢水進行深度處理與回用。運行結果表明,運行效果良好,脫鹽率及回收率均能達到設計標準,經濟效益明顯,證明所選工藝是可行且經濟的。

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