煤化工中水回用水站濃鹽水濃縮工藝研究

煤化工中水回用水站濃鹽水濃縮工藝研究

內(nèi)蒙古某化工公司回收水處理廠的原始設(shè)計回收率為91%，廢水排放量為34m。根據(jù)企業(yè)進(jìn)水水質(zhì)和濃縮要求，筆者采用高效反滲透工藝（SWRO）對回用水站的濃鹽水進(jìn)行膜濃縮減量化，不僅可緩解企業(yè)現(xiàn)存應(yīng)急水池溢流困境，還可作為后期設(shè)置蒸發(fā)結(jié)晶零排放裝置的前處理設(shè)施。高效反滲透產(chǎn)水還可用作循環(huán)水補水，具有良好的環(huán)境、社會和經(jīng)濟效益1項目總結(jié)1.1設(shè)計規(guī)模該項目為某煤化工企業(yè)1.6×101.2設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)對現(xiàn)有回用水車間濃鹽水多次取樣分析，并考慮一定設(shè)計余量，確定濃鹽水濃縮系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)如表1所示。系統(tǒng)出水主要作為企業(yè)循環(huán)冷卻水補水回用，執(zhí)行《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》（GB/T19923—2005）標(biāo)準(zhǔn)。1.3海水淡化膜濃縮工藝流程濃鹽水濃縮系統(tǒng)進(jìn)水為回用水站反滲透濃水，TDS在10000mg/L左右。綜合考慮經(jīng)濟性和技術(shù)成熟性，一般采用海水淡化膜進(jìn)行膜濃縮該項目進(jìn)水具有有機物含量高、高硬度、高硅、高TDS等特點，濃縮過程中有機物污染、硬度結(jié)垢以及硅阻塞化學(xué)污染等是提高回收率的關(guān)鍵限制因素綜上，該項目采用高效反滲透工藝，反滲透濃水經(jīng)化學(xué)加藥初步去除硬度、鈉床徹底去除硬度、除碳器去除堿度后，進(jìn)入高效反滲透設(shè)備進(jìn)行濃縮，工藝流程如圖1所示。2系統(tǒng)設(shè)計2.1調(diào)節(jié)池水力停留時間中水回用水站濃鹽水進(jìn)入調(diào)節(jié)池后調(diào)節(jié)水量和水質(zhì)，由于濃鹽水進(jìn)入回用水車間前已有足量的調(diào)節(jié)余量，濃鹽水濃縮系統(tǒng)進(jìn)水流量較穩(wěn)定?？紤]經(jīng)濟因素，設(shè)置調(diào)節(jié)池水力停留時間為1h。調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入機械澄清池進(jìn)行化學(xué)預(yù)除硬。投加石灰、純堿降低硬度，鎂劑去除硅，PAC和PAM作為混凝劑和絮凝劑降低出水濁度。設(shè)置2座澄清池，單池處理流量150m為保護(hù)后續(xù)鈉床和膜處理設(shè)施，澄清池出水進(jìn)入多介質(zhì)過濾器進(jìn)一步降低濁度。設(shè)置5臺多介質(zhì)過濾器，4用1備，單臺設(shè)計流量75m2.2離子交換系統(tǒng)經(jīng)多介質(zhì)過濾器降低濁度后，出水進(jìn)入離子交換系統(tǒng)（鈉床）去除剩余硬度2.3除碳裝置為保證高pH條件下系統(tǒng)穩(wěn)定運行，采用除碳塔脫除CO2.4高效反滲透系統(tǒng)高效反滲透裝置為濃鹽水濃縮核心工藝，采用海水淡化膜（SWRO）進(jìn)行濃鹽水濃縮分離。由于該項目前端已徹底去除硬度，因此高效反滲透工藝可在高pH條件下運行。系統(tǒng)為三段，單段回收率設(shè)計為50%。設(shè)計最大回收率為87.5%。高效反滲透系統(tǒng)包括保安過濾器、動力裝置和膜裝置3部分。保安過濾器與高效反滲透系統(tǒng)采用一對一并列設(shè)置方式，作為保護(hù)預(yù)警裝置。保安過濾器精度為5μm，聚丙烯（PP）材質(zhì)，單支設(shè)計通量為30m3系統(tǒng)運行濃鹽水濃縮裝置于2015年11月完成開車和168h連續(xù)運行試驗，至今穩(wěn)定運行。目前濃鹽水濃縮系統(tǒng)進(jìn)水流量為72m4備維修費含膜設(shè)備更換費濃鹽水濃縮裝置運行費用主要包括電費、藥劑費、人工費、設(shè)備維修費（含膜設(shè)備更換費用）。其中，噸水運行電費為1.95元，藥劑費3.43元，人工費為0.11元，設(shè)備維修費為1.95元，總噸水處理費用為7.44元。藥劑費用見表3。5高效反滲透工藝(1）在煤化工領(lǐng)域內(nèi)采用高效反滲透工藝可有效再濃縮回用水站濃鹽水，減少濃鹽水排放量，產(chǎn)水可用作循環(huán)冷卻水補水。(2）高效反滲透工藝的關(guān)鍵是在反滲透前段控制硬度、堿度，反滲透裝置能夠在高pH條件下穩(wěn)定運行。(3）在高pH條件下，高效反滲透工藝對有機物的耐受性強，反滲透前可不設(shè)置超濾裝