衡美水处理之膜法水处理技术在炼油污水回用中的运用

如何进行水处理？

衡美水处理为您介绍一种先进、实用的水处理技术——膜法水处理技术，并向您详细介绍膜法水处理技术在炼油污水回用中的运用。

石化企业是一个用水大户，近年来，随着水资源日益匮乏，水源的供给已经成为限制企业扩产、增产的制约因素。一方面水资源严重短缺，另一方面工业用水浪费问题严重、耗水量大，目前我国每加工一吨原油的取水量与发达国家相比还有相当的差距（加工吨油的水消耗量是国外的近5倍）。

一、为了缓解水资源短缺，各石化企业作了两方面的工作，一是节约用水，特别是提高工业用水的利用率；二是寻找新的可利用非传统水资源（工业污水、生活污水、海水等），最为可行的途径是实现污水回用。

使用非传统水资源面临的问题是水源水质恶化、污染物更加复杂，常规的水处理工艺（包括生化处理、混凝、澄清、气浮、活性炭吸附等）不能高效地去除这些污染物，只能实现污水的简单回用，如冲厕、绿化等，不能实现真正意义的回用，如代替自来水、锅炉用水、工业工艺用水等。做的最好的也只是回用于循环水补水。

膜法水处理技术的应用可使大部分的工业污水得到回用。膜分离技术是近几年来发展迅速的一种高新技术，具有分离效果好、占地小、操作简单、安全环保优点。

下面将通过一则炼油厂工业污水回用的膜深度处理技术案例，来利用看看其污水厂处理后的外排污水做为原水，经合理的深度处理后，达到一定的水质标准，回用至炼油厂锅炉补给水系统的详细情况。

二、燕山石化“超滤 反渗透”膜法回用污水除盐装置

燕山石化公司与某环境工程有限公司合作做了大量的试验工作，在此基础上建成了燕山石化炼油厂410 m³/h的 “超滤 反渗透”膜法回用污水除盐装置，将污水经除盐后回用于锅炉补给水，实现了真正意义的污水回用。

1、“全膜法”水处理工艺

全膜法（Integrated Membrane Technology, IMT）水处理工艺，是将不同的膜工艺有机地组合在一起，以经过生化、过滤等常规处理后达标排放的市政污水、工业废水为进水，采用“超滤→反渗透→EDI”的组合工艺，达到高效去除污染物以及深度脱盐的目的，满足各种用途的水质要求。

超滤是专为中水回用、污水/废水处理、反渗透预处理设计的膜分离产品。它采用内衬增强型PVDF超滤膜，抗氧化、耐酸碱，具备优良的抗污染性能以及大通量的保证，适应最复杂的水质。

反渗透作为脱盐系统的核心，已广泛应用于各种废水回收利用。采用反渗透脱盐较经济，原水含盐量越高，反渗透经济性越明显，尤其是当含盐量超过300mg/L，反渗透脱盐比离子交换更经济实用。

EDI系电渗析技术（ED）和离子交换技术（DI）有机结合，它既克服了电渗析不能深度脱盐的缺点，又弥补了离子交换不能连续工作、需消耗酸碱再生的不足，把离子交换、离子迁移、树脂再生融为一起，达到连续除盐的目的，而且运行维护简便，没有酸碱排放污染。螺旋卷式结构电除盐器（EDI），具有独特的可拆卸式结构，更宽的进水指标，独特的同心圆电极结构以及独特的整体密封结构等技术特点和优势。

“全膜法”工艺中，超滤预处理可以截留原水中的各种悬浮物、胶体以及有机污染物，同时实现保护下游反渗透膜、延长反渗透膜寿命的作用;反渗透处理可进一步去除98%的无机离子、硅、有机物;而EDI则可去除剩余离子、硅等。

2、本项目中污水回用处理工艺流程

设计反渗透产水规模410m³/h，超滤产水规模560m³/h。

从西区输来的回用污水进入300m³原水罐，再经过原水提升泵进入超滤装置，去除水中的细菌残体、胶体微粒、大分子的有机物等，超滤出水水质达到反渗透装置的进水条件；超滤出水投加还原剂和阻垢剂经高压泵加压进入反渗透装置，反渗透装置主要去除水中溶解盐类、SiO2胶体等，反渗透产水再入原有离子交换系统进一步除盐后用于锅炉补给水。

3、原水水质

原水是燕化西区输送过来的回用污水，其水质如下所示。

燕化西区输送过来的回用污水水质参数

序号 项目 单位 数

1 PH 6.5-8.5

2 可溶性固体 mg/L 1083

3 悬浮性固体 mg/L 6.7

4 COD mg/L 34

5 总硬度 mg/L 385

6 总碱度 mg/L 68.5

7 钙离子 mg/L 270

8 氯离子 mg/L 201

9 钾离子 mg/L 4.3

10 氨氮 mg/L 1

11 电导率 μs/cm 1710

燕山石化运用内衬增强型PVDF超滤膜 抗污染型反渗透 EDI水处理系统后产水水质参数

序号 项目 单位 数

1 PH 6.5

2 悬浮性固体 mg/L 0

3 COD mg/L 小于1.0

4 总硬度 mg/L 小于5

5 总碱度 mg/L 小于2

6 钙离子 mg/L 小于5.4

7 氯离子 mg/L 小于4

8 钾离子 mg/L 小于0.01

9 氨氮 mg/L 0

10 电导率 μs/cm 小于15

三、各主要设备的设计参数

1、 超滤装置

系统设计超滤装置10套，设计处理量560m³/h，产水SDI≤3.0，产水浊度≤0.2，自用水率≤5%。

系统采用全自动控制，10套超滤装置可同时运行，也可单独运行，根据用水量要求灵活投运。

在该项目中采用了亲水性好、寿命长、过滤精度高的内衬增强型PVDF超滤膜作为反渗透的前处理，高效地去除了悬浮物、胶体等，保证了反渗透的可靠运行。

内衬增强型PVDF超滤膜，采用聚偏氟乙烯（PVDF）材料，可长期耐受高浓度的氧化剂，充分抑制微生物繁殖。采用不易堵塞的外压式结构，具有更高的截污量，更大的过滤面积，使清洗更简便、彻底。采用全流过滤方式，自用水量小。

2、反渗装置

系统设计反渗透装置4套，设计产水量410m³/h，每套产水103m³/h脱盐率≥98%，回收率≥75%。

反渗透采用DOW的BW30-365FR抗污染膜，一级二段排列，抗污染反渗透膜且具有亲水性，对有机物的吸附性小，膜元件和系统运行寿命长，可延长膜的清洗周期，降低清洗费用。

3、工艺辅助系统

（1）氧化剂加药装置，用于向超滤进水和反洗水中投加氧化剂，防止细菌等微生物在超滤膜繁殖并去除部分有机物。

（2）还原剂装置，用于向反渗透进水投加还原剂，还原水中的氧化性物质，保护反渗透膜。

（3）阻垢剂加药装置，用于向反渗透进水中投加阻垢剂，以防止膜元件结垢。

四、项目运行情况

该项目于2004年11月初通过燕山石化公司验收并投入连续的工业应用，装置运行稳定，各项性能指标达到合同要求：

1、超滤装置

产水SDI<2.5

产水浊度<0.2NTU

回收率≥95%

2、反渗透装置

每套产水量103m³/h

回收率≥75%

脱盐率>98%

产水CODMn<1mg/L

五、项目成本

采用膜法水处理技术，对回用污水进行除盐后用于锅炉补给水，代替了原来一直使用的新鲜水（地表水），新鲜水取用比原来减少500m³/h（ 4000000m³/年）， 外排污水量减少400m³/h（ 3200000m³/年）。

膜法回用污水除盐装置建成后，污水代替了新鲜水，每吨除盐水的运行成本降低2.49元，除盐水量按400t/h，年运行时间按8000h计算，则除盐水系统每年可节约运行700多万元。

膜技术是一门崭新的跨学科实用化技术。半个世纪以来，膜技术已成功地在海水、苦咸水淡化，纯水、超纯水制备以及工业废水处理等方面得到规模化应用。此外，它在食品加工、医药制造以及化学工业的许多方面都有极佳表现，被公认为是21世纪最有前途的高新技术之一。

水质是决定水的用途的关键因素，单一的物化或生化处理很难达到各种不同用途的回用要求。采用膜法水处理技术与其它技术的嫁接，可以实现市政污水和工业废水的综合利用。而它们的组合工艺是使污水得到回用的一个重要途径，它确保了污水回用处理工艺的广泛适应性和低成本的运行和维护。膜法水处理工艺因产水水质好，效率高，占地少等优点，必将在污水回用处理领域得到广泛应用。

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