神木天然氣處理廠反滲透濃水回收利用探索

高小鍵，楊 茂，崔 彥，苗 成，錢 凱

（中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林 719000）

反滲透工藝生產凈化水具有運行可靠[1]、操作簡便、凈化水水質可靠、易于維護、運行成本低等優點，但同時也存在水資源利用率低的致命弱點，即大量的濃水直接排放[2]。

神木天然氣處理廠設有4 m3/h 反滲透凈化水裝置一套，供員工倒班點生活飲用水，日均排放濃水約30 t，造成大量水資源的浪費，在水資源緊缺的陜北地區，應當積極探索一種反滲透濃水回收利用的工藝模式。

1 反滲透濃水排放工藝現狀及存在問題

1.1 神木天然氣處理廠濃水排放工藝現狀及存在問題

處理廠的生產生活用水通過三口水源井供給進入生活水罐和消防水罐。生活水罐的原水經過反滲透裝置處理后凈化水進入凈化水箱，反滲透濃水直接排放進入生活污水池，最終通過罐車外運處理；消防水罐的原料水供給生產用水、消防用水、綠化用水以及倒班點沖廁用水。具體工藝流程（見圖1）。

由于神木天然氣處理廠地處毛烏素沙漠腹地，水源井產水含有較多細泥沙，為保護RO 膜設定純水與濃水比例為1:1，濃水現有排放工藝是將反滲透濃水直接排放進入生活污水提升池，然后通過罐車外運處理，不僅造成水資源的浪費而且造成較大的污水拉運及處理成本。

1.2 存在問題分析

反滲透（Reverse Osmosis，RO）技術原理是在溶液一側采用高于溶液滲透壓的壓力，依據其他物質（溶解鹽類、膠體、微生物、有機物）不能透過半透膜的特性，將這些物質和水分離開來[3]。

圖1 神木天然氣處理廠現有用水工藝流程

神木天然氣處理廠反滲透凈化水裝置的主要處理方式為：在RO 膜一側來自生活水罐的原水以一定的壓力（0.4 MPa）源源不斷的補充，透過RO 膜的水作為純水收集起來供倒班點飲用水；而未透過RO 膜的水，即濃水，則直接排放進污水池，由于反滲透膜的特性，只要生產純水就伴隨有一定量的濃水產生，因此要提高水資源利用率，只能通過濃水回收來實現。

2 反滲透濃水回收再利用方案及其可行性研究

2.1 反滲透濃水回收方案

根據神木天然氣處理廠現有用水工藝模式，經過研究，反滲透濃水回收利用方案定為：通過專門訂制的濃水回收裝置，將反滲透裝置產生的濃水回收至700 m3消防水罐加以再利用。

該濃水回收裝置主要組成部分及實現功能為：

濃水水箱：材質為PE，容積3 m3，水箱配套帶有鎖母、浮球開關、連接管道口、溢流口、排污口等。

濃水轉水泵：選擇輕型臥式多級離心泵，過流部件采用304 不銹鋼材質，揚程29 m，轉水泵通過電氣液位控制柜實現高液位啟泵、低液位停泵。

電器柜：內設斷路器、接觸器、熱繼電器、指示燈、開關，實現電機綜合保護功能及工藝控制要求，分手動/自動兩種操作方式。神木處理廠改造后用水流程（見圖2）。

2.2 濃水回收可行性分析

神木天然氣處理廠反滲透濃水是經反滲透膜分離出50 %的純水后的濃縮水，其中物質總量是沒有多大變化的，只是濃度稍加增大而已。根據水樣檢測報告，濃水的硬度、堿度、氯離子以及電導率與反滲透入口原水相差不大，具體（見表1～表3），適合生產、綠化用水等用水要求，說明反滲透濃水回收方案可行。

表1 反滲透進口水質化驗表

表2 反滲透濃水水質化驗表

表3 反滲透濃水接入消防水罐后水質化驗表

3 反滲透濃水回收效益評價

回收利用濃水按生水計，單價5.65 元/噸，年濃水排放量10 950 m3，年節約水費6.19 萬元；每日消防罐通過水源井補水減少6 h，節省水源井潛水泵電力費用36.3 元，全年節省1.33 萬元；新增加濃水轉水泵產生電力費用與原污水池轉水泵電力費用抵消；節省每日一趟罐車外運及處理費用約0.18 萬元，全年節省65.7 萬元；全年節約費用約73.22 萬元，節約水資源10 950 t。

圖2 神木處理廠改造后用水流程

4 結語

通過對神木天然氣處理廠反滲透凈化水裝置濃水指標分析，結合處理廠用水工藝流程以及各用水水質要求，說明反滲透濃水回收至700 m3消防水罐加以再利用是完全可行的，既為神木天然氣處理廠做到了節水節能、降低運行成本，又能保證各項用水安全，具有顯著的經濟效益和社會效益。

［1］ 王衛紅，高叢輝.反滲透濃水回收利用的可行性分析［J］.石油石化節能，2011，（9）：6-7.

［2］ 張妍青.反滲透濃水會用技術及運行探討［J］.石油石化安全環保技術，2010，26（3）：49-51.

［3］ 朱俊靖.給水系統中RO 濃水的再利用［J］.上海電力學院學報，2010，26（4）：358-360.