深度水處理工藝的優化技術

馬浪超(淄礦集團內蒙古黃陶勒蓋煤炭有限責任公司，內蒙古 鄂爾多斯 017313)

0 引言

內蒙古黃陶勒蓋煤炭有限責任公司世林化工分公司30 萬噸/年甲醇項目水務系統深度水處理二期于2015年1月16日施工完成開始運行，主要接納并處理全廠裝置排出的生產廢水和廠區的生活污水，處理后的污水要求符合《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)一級標準，處理合格的污水直接排入達標污水收集池，再加上廠內其它裝置排放的清凈下水經深度處理裝置處理后回用給循環水使用。

世林化工分公司積極落實集團公司以及上級領導下達的對生產系統不斷優化創新的精神，水務車間深度水處理裝置是將生產系統排放的清凈下水和全廠生產、生活污水經污水裝置生化處理達標后的排水作為原水，進行深度處理，主要經混凝、澄清、過濾、超濾裝置凈化處理后，再經反滲透裝置除鹽，去除水中的絕大部分懸浮物、膠體、溶解性鹽分等，達到國家中水的標準后，回用至循環水裝置涼水池或一次水池，達到降低循環水濃縮倍數和一次水含鹽量，減少排污水量節約成本的目的。深度水處理在全廠生產中屬于水系統最末端，起到控制全廠排水總量及回用水量的作用。

世林化工隨著主裝置系統逐漸滿負荷穩定運行，水務車間各系統因設計原因不能滿足生產需要，2018年5月對水系統進行了清污分流技改，技改完成后，各系統外排水水中離子集聚，深度水處理系統反滲透單元進水取水樣，重金屬超標，主要為錳離子超標0.2mg/L(指標小于0.1mg/L)，余氯0.4mg/L，嚴重超標(指標小于0.1mg/L)，氧化反滲透單元膜原件，縮短反滲透膜元件使用壽命。

根據原工藝預處理單元增加活性炭過濾器，利用活性炭具有吸附水中重金屬離子的特性，減少產水中重金屬離子，避免重金屬離子二次反應，使水中余氯降低，達到反滲透運行進水要求，保障后續系統安全穩定長周期運行。

1 項目實施基本情況

1.1 本次項目實施目的

世林化工水系統清污分流技改完成后，各系統外排水進入深度水處理系統，水中離子集聚，游離氯離子的含量過高對反滲透膜設備有著強大的氧化作用，反滲透膜使用芳香族聚酰胺材料，游離氯離子屬于氧化性介質，對反滲透膜元件造成不可修復的損壞，氧化反滲透單元反滲透膜原件，縮短反滲透膜元件使用壽命。為了保護膜元件不被氧化，增加膜元件使用壽命，在預處理超濾單元增加活性炭過濾器，利用活性炭過濾器將有機物、膠體、鐵氧化物、余氯等物質進行吸附過濾，過濾水從活性炭過濾器的上部進入，通過活性炭濾料層經濾帽從底部排出，將截留在活性炭濾料層的雜質沖出，反洗廢水進入排水溝，使產水余氯小于0.1mg/L，保護后續系統反滲透膜元件，增加反滲透裝置使用壽命。

1.2 技改計劃

計劃在深度二期預處理系統超濾單元增加3 臺100m3/h 活性炭過濾器以及配套儀表、閥門、管道、機泵、PLC 控制等。

1.3 技改前主要設備構造性能參數介紹

混合水池：主要收集循環水、原水脫鹽、一次水排水，水池1座，有效容積425.25m3。

高密提升泵：共3 臺，2 用1 備，流量Q=160m3/h、揚程H=18m，將混合水池內的廢水提升至高密澄清池。

高密沉淀池：1 座，設計處理能力為310m3/h。

V 型濾池：2 座，設計處理能力為290m3/h。

V 型濾池產水池：主要是收集V 濾的產水，有效容積394.87m3。

活性炭過濾器進水泵：共3 臺，2 用1 備，流量Q=150m3/h、揚程H=55m, 給超濾系統提供穩定的運行壓力。

活性炭過濾器：共三臺，流量Q=100m3/h、自清洗過濾器：共2 臺，1 用1 備，單臺正常運行出力300m3/h。

超濾：每套設計處理能力為90m3/h，共3 套，膜元件數量：64 支/套，共計192 支。膜元件型號：UOF-865。

超濾反洗系統：共兩臺，流量Q=150m3/h、揚程H=24m，用于超濾系統的反沖洗。

超濾池超濾產水箱作為的超濾產水貯存，同時為反滲透系統提供進水，有效容積394.87m3。

增壓泵：反滲透增壓泵為反滲透系統提供壓力，并克服5μm 保安過濾器的阻力損失。水泵的流量選擇根據后續反滲透進水的流量要求為Q=135m3/h；H=30m。

反滲透：每套設計處理能力為135m3/h，兩套運行，一段二段比為19∶10，膜數量174 支/套，共348 支。

回用水池：主要是收集反滲透的產水，有效容積668.25 m3。

回用水泵：共3 臺，2 開1 備，流量Q=100m3/h，揚程H=30m，主要作用是將回用水池的水送至循環水池。

濃水池：主要是收集反滲透濃水 同時還是濃水反滲透進水池。有效容積303.75m3。

1.4 技改設備技術參數

技改后在超濾單元增加3 臺活性炭過濾器，具體參數如表1 所示。

表1 活性炭過濾器參數表

1.5 項目完成后工藝參數對比

活性炭過濾器技改前后水質指標變化及運行情況見表2所示。增加活性炭過濾器后，水的濁度、COD、余氯、TDS、SDI等指標下降，系統水質發生明顯變化，尤其是余氯達到了反滲透裝置進水要求。

表2 活性炭過濾器技改前后水質指標變化情況

2 技術創新點

通過對深度水處理技改優化，解決了深度水處理二期超濾膜系統運行不佳的問題，保護了反滲透膜元件使用壽命。針對這次在系統原基礎優化技改，通過探索、對比、實踐、研究，利用增加設備，實現工藝參數改變，控制工藝指標，達到系統運行要求，使設備在運行壽命方面相比以前更加延長。

本次技改對深度水處理超濾單元增加活性炭過濾器(圖1)，主要是對水系統技改清污分流后工藝指標發生變化，損壞系統設備，導致系統不能正常運行，對缺陷進行了設計彌補，為公司節能降耗上起到了重大作用。利用活性炭吸附有機物、膠體、重金屬離子的特性，超濾膜進水濁度正常，使原進水余氯為0.4mg/L，降低水中余氯指標＜0.1mg/L，達到了反滲透裝置進水水質要求，保護了膜元件不被氧化，保障系統裝置安全穩定長周期運行。如果不進行技改，反滲透膜元件使用周期縮短至1年，技改后使用周期延長至3年。

圖1 新增活性炭過濾器圖

3 結語

本次技改對深度水處理超濾單元增加活性炭過濾器，主要是對水系統技改清污分流后工藝指標發生變化，損壞系統設備，導致系統不能正常運行，對缺陷進行了設計彌補，為公司節能降耗上起到了重大作用。通過探索與實踐的成功，對生產系統進行了優化，使系統正常運行，降低運行成本。效益計算基礎按照系統優化技改材料消耗進行對比，本項目產生效益為間接經濟效益。按照同行業比較，化工廠深度水處理反滲透脫鹽率下降趨勢，進水余氯控制在0.1mg/L 以內，膜元件3年更換一次：技改前進水余氯0.4mg/L，膜使用壽命1年，需要更換所有膜元件。技改后進水余氯小于0.1mg/L，達到反滲透進水要求，膜使用壽命3年，需要更換所有膜元件。