雙膜法在石化廢水深度處理系統(tǒng)中的應用研究資料

1、“雙膜”法在石化廢水脫鹽處理系統(tǒng)中的應用研究(謝長血、何代帆)（北京中電加美環(huán)保科技股份有限公司）摘要石化企業(yè)的外排廢水水量受到越來越嚴格的監(jiān)控，石化企業(yè)廢水回用勢在必行，如何保證廢水回用水質、提高廢水回收率是企業(yè)面臨的難度，本文通過雙膜法在盤錦北方瀝青燃料有限公司廢水脫鹽處理系統(tǒng)應用實例的分析，提出了雙膜法在石化系統(tǒng)的廢水脫鹽處理回用系統(tǒng)應用的可行性。關鍵詞曝氣生物濾池（BAF）、超濾（UF）、反滲透（RO）、石化廢水、脫鹽處理0 引言 隨著國家環(huán)保部對石化企業(yè)環(huán)保要求越來越高，石化企業(yè)外排廢水的排放標準和排放量有了更嚴格的規(guī)定，在一些環(huán)保要求很嚴格的地區(qū)，石化企業(yè)的外排廢水水量、外排廢水水

2、質受到嚴格控制，而且要求逐年減少外排廢水，甚至要求做到接近零排放的程度。因此，對于將外排廢水脫鹽處理后回用、提高水的重復利用率成為石化企業(yè)的研究熱點。1 概述石化企業(yè)的生產(chǎn)廢水經(jīng)二級處理后，達標外排的煉油廢水還有大量 NH3-N，COD，BOD，SS，TN，TP，油類，大分子有機物等，直接外排不僅會導致各種污染物在水體、土壤或生物體中的富集，給環(huán)境帶來污染，而且還會造成水資源的極大浪費。隨著國家對水價的逐步放開，自來水提價將成為調節(jié)城市用水供需矛盾的經(jīng)濟杠桿，也加劇了包括石化化工企業(yè)在內的各行各業(yè)的負擔，促使各企業(yè)節(jié)約用水、提高水的重復利用率，石化企業(yè)的廢水回用是必然趨勢。因此，研究適合石化企

3、業(yè)廢水脫鹽處理工藝，以保證廢水經(jīng)過脫鹽處理后得以回用顯得十分必要。2 盤錦北方瀝青燃料有限公司的水系統(tǒng)介紹遼寧盤錦北方瀝青燃料有限公司現(xiàn)有100萬噸/年渣油深加工聯(lián)合裝置和150萬噸/年重交瀝青項目，其生產(chǎn)廢水、生活污水都匯集至污水處理廠進行處理，達到國家排放標準后排放。污水處理（達標排放）的工藝流程為： 生活污水和其它廢水廢水罐含油廢水一級氣浮二級氣浮調節(jié)池提升泵一沉池厭氧反應區(qū)+缺氧反應區(qū)+好氧反應區(qū)二沉池清水池提升泵絮凝反應沉淀池排放渠達標排放。處理水量：10800噸/日（450t/h）。排放標準及水質：經(jīng)處理后達到污水綜合排放標準(GB8978-1996)的三級標準，污水處理廠實際運行

4、出水水質為：CODcr400mg/L，石油類20mg/L，NH3-N30mg/L。3 回用處理工藝方案選擇及設計概述盤錦北方瀝青燃料有限公司在2010年決定將污水處理廠的出水回用作為企業(yè)的循環(huán)水,于2010年5月份投資建設回用處理站。鑒于北方瀝青燃料有限公司污水處理廠的出水CODcr較高,為400mg/L左右,而回用處理將可生化性較差的廢水降低到一級排放標準（CODcr60mg/L）難度很大,另外回用水用作企業(yè)的循環(huán)水還有脫鹽方面的要求，為此，在方案選擇上需要綜合考慮。針對不同的污染物，根據(jù)其特點采用有針對性的處理工藝，如去除難降解的有機物需要采用催化斷鏈，改善其可生化性，對于氨氮和殘余有機物

5、的去除，采用曝氣生物濾池工藝，對于鹽類物質，需要采用反滲透脫鹽處理工藝等。在回用處理工藝選擇上經(jīng)過幾次專家論證后,確定回用處理工藝采用分段處理:一段為污水的深度處理,采用一級曝氣生物濾池(BAF)+臭氧催化氧化+二級曝氣生物濾池(BAF)工藝；二段為污水的脫鹽處理，采用活性炭過濾+超濾（UF）+反滲透（RO）工藝。1） 回用處理的一段（深度處理）設計處理水量為10800噸/日（450t/h）,設計水源為北方瀝青燃料有限公司污水處理廠經(jīng)絮凝沉淀后的出水，設計水溫：1038，設計進水水質指標如下：pH 6-9油 3mg/LCODcr 400mg/L硫化物 5 mg/L氨氮 40 mg/L方案選擇：

6、污水經(jīng)過前端生化處理單元長時間的生化處理后，大量易生化和可生化的有機污染物均已大部分得到降解。研究顯示，殘留外排水中的有機污染物主要包括兩類，第一類為污水中原有的難生化有機物，例如外排水中微量的二甲酚及三甲酚、吡啶類等均屬難生化有機物，基本上不為生物所氧化。第二類為生化過程中產(chǎn)生的可溶性微生物產(chǎn)物（SMP），SMP是可以生物降解的，但是其降解速率很慢，僅為一般可生化有機物生化速率的幾十分之一或更低。顯然，此類污水再采用單純的生化處理效率極低。經(jīng)方案比選：本工程采用一級曝氣生物濾池(BAF)+臭氧催化氧化+二級曝氣生物濾池(BAF)的組合工藝，即采用高級氧化與后生化耦合技術對難生化污水進行處理，

7、其中高級氧化部分采用非均相臭氧催化氧化技術，后生化處理工藝采用內循環(huán)BAF技術。非均相臭氧催化氧化技術工藝簡單，操作方便，根據(jù)進水水質可靈活改變臭氧量，達到氧化目的；內循環(huán)BAF技術能夠適應貧營養(yǎng)性污水的處理，能夠培養(yǎng)并防止活性微生物流失，其組合工藝在污水的深度處理（微量難降解有機污染處理）中有廣泛的應用，獲得了良好的業(yè)績。深度處理的工藝流程如下圖。圖3-1北方瀝青燃料有限公司廢水的深度處理工藝流程圖回用處理的一段（深度處理）出水水質要求如下：油 1mg/LCODcr 60mg/L硫化物 1 mg/L氨氮 5 mg/L2）回用處理的二段（脫鹽處理）設計處理水量為10000噸/日（420t/h）

8、,設計水源為北方瀝青燃料有限公司回用處理的一段（深度處理）的出水，設計水溫：1038，設計進水水質為回用處理的一段（深度處理）的出水水質。方案選擇：本工程回用水用途為用作盤錦北方瀝青燃料有限公司的循環(huán)水補充水，而循環(huán)水補充水要求不僅有機物要低，對含鹽量也有要求，要低于350mg/L，而污水的含鹽量超過了1000mg/L，為此，回用水的脫鹽處理需要脫鹽處理，常見的脫鹽處理工藝有離子交換、反滲透、電滲析等，綜合比較幾種脫鹽工藝，以反滲透脫鹽最為經(jīng)濟，本工程選用反滲透作為脫鹽工藝，由于反滲透對進水水質要求高，需要嚴格的預處理，而經(jīng)深度處理后的出水CODcr60mg/L，污染還是比較重的，只考慮超濾作

9、為反滲透的預處理措施不夠，需要在超濾前設置活性炭過濾器，對經(jīng)過深度處理的煉油污水采用活性炭吸附，具有一定的處理效果，尤其是去除 CODcr 、濁度和色度。脫鹽處理的工藝流程如下圖。圖3-2北方瀝青燃料有限公司廢水的脫鹽處理工藝流程圖經(jīng)超濾+反滲透雙膜系統(tǒng)處理后，其出水用作循環(huán)水補充用水，因考慮循環(huán)濃縮倍率較高（5倍），其補充水的水質要求高，設計中采用反滲透淡水直接補入循環(huán)水系統(tǒng)的方案，為此，本工程最終回用水的水質要求為：CODcr 10mg/L氨氮 1 mg/L溶解固形物 50mg/L懸浮物 5mg/LpH值 6.58.53）活性炭的選擇與失效再生問題作為脫鹽處理中反滲透預處理的第一道工藝-活

10、性炭過濾，本工程選擇了果殼活性炭，其碘值超過1000mg/g，按活性炭去除一半的有機物，即從60 mg/L降到30mg/L，每天應去除的有機物約為300kg，按活性炭的吸附能力0.1-0.3kg有機物/kg活性炭，本工程共設置6臺DN3200的活性炭過濾器，活性炭裝填總量為96m3，活性炭的使用壽命為：176天，失效的活性炭可以返回到生產(chǎn)廠再生后重復使用。4）雙膜系統(tǒng)的膜及其通量的選擇作為脫鹽處理中反滲透預處理的第二道工藝-超濾，本工程選用抗污染能力較強的外壓式超濾，為美國DOW公司的SFP2860超濾膜組件，超濾裝置共設置3套，每套凈出力為：140m3/h，回收率90%，為保證超濾裝置的穩(wěn)定

11、運行，設計通量值選擇相對較低，為50L/m2.h。超濾設置反洗周期為28次/分鐘的常規(guī)反洗、一天一次的化學加強反洗（CEB-堿氯洗、酸洗各一次）。本工程設置3套反滲透裝置，每套凈出力為：100m3/h，回收率75%。反滲透膜選擇為抗污染膜，采用美國DOW公司的BW30FR-400，反滲透膜設計通量也選擇了相對較低的值，為20L/m2.h，為反滲透設備穩(wěn)定運行創(chuàng)造良好條件。4 回用處理系統(tǒng)運行情況回用水站自2011年10月投運以來，已經(jīng)運行一年，以下為運行情況：1） 回用處理的一段（深度處理）出力：420-450t/h出水水質：CODcr：40-70mg/L（超過60 mg/L屬于個別現(xiàn)象）、氨

12、氮：3-5mg/LBAF反洗周期為36-48小時一次。2） 回用處理的二段（脫鹽處理）出力：360-420t/h活性炭過濾器：出水水質：CODcr：20-32mg/L，濁度：1-2 mg/L，反洗頻率：一天反洗一次活性炭更換周期：176天超濾設備：回收率：90-92%出水水質：CODcr：10-16mg/L，濁度：0.1-0.2NTU，出水的SDI：1-2，化學清洗周期為2個月一次。超濾運行28min進行一次反洗，反洗用時2min，一個反洗周期為30min每天進行一次化學加強反洗，反洗用500mg/L的次氯酸鈉和0.04%的NaOH溶液通過計量泵加入反洗水中，浸泡10min，排凈后執(zhí)行一次反洗程序；再用0.04%HCL通過計量泵加入反洗水中，浸泡10min，排凈后執(zhí)行一次反洗程序；再投入運行?；瘜W清洗周期：平均3個月。反滲透設備：回收率：70-75%脫鹽率：98%以上出水水質：含鹽量：20-50mg/L化學清洗周期為6個月一次。5 效益分析回用水站處理廢水10000噸/日（420t/h），回收高品質的淡水300 t/h，按年運行8000h計算，每年可以減少自來水取水量240萬噸。當?shù)氐淖詠硭畠r格為2.55元/噸水，本工程的運行成本為1.05元/噸水，每年為企業(yè)帶來360萬元的經(jīng)濟效益?；赜盟净厥諒U水7200噸/日，相當于向外界少排污