納濾膜處理煉油廠循環(huán)冷卻水排水

平春霞，邢 琳

（中國石化 北京化工研究院環(huán)保所，北京 100013）

治理技術(shù)

納濾膜處理煉油廠循環(huán)冷卻水排水

平春霞，邢 琳

（中國石化 北京化工研究院環(huán)保所，北京 100013）

采用高效混凝沉降—超濾工藝對循環(huán)冷卻水排水進行預(yù)處理后，考察了NF-A、NF-B和NF-C型納濾膜的運行情況和處理效果。實驗結(jié)果表明：NF-A膜對COD、Ca2+和Mg2+的去除率均較低，對Cl-沒有去除效果；NF-C膜對COD、Ca2+、Mg2+和SO24-的去除率均較高，對Cl-去除率為83.1%，但運行壓力較高；NF-B膜運行壓力居中，對COD去除率為95.9%，對Ca2+去除率為98.3%，對Mg2+去除率為93.4%，對SO42-去除率為98.2%，對Cl-去除率為67.4%，處理后出水達到循環(huán)回用的要求。

高效混凝沉降；超濾；納濾膜；循環(huán)冷卻水；排水；廢水處理

在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運行過程中，由于冷卻塔的蒸發(fā)、風(fēng)吹及系統(tǒng)排污等損失，需要不斷補充新鮮水［1］。為節(jié)約用水及減少排污，通常將循環(huán)冷卻水排水進行處理后回用。劉發(fā)強等［2］采用除濁技術(shù)、王科等［3］采用溶氣氣浮法處理煉油廠循環(huán)冷卻水排水，但上述方法僅去除了排水中的懸浮物和油等雜質(zhì)，無法去除排水中的離子。梁建瑞等［4-6］采用超濾—反滲透組合工藝處理電廠循環(huán)冷卻水排水，處理后出水水質(zhì)良好，但系統(tǒng)運行成本較高。隨著膜技術(shù)的不斷推廣，納濾膜以其獨特的分離特性、相對較低的價格而得到較廣泛的應(yīng)用［7-11］。

本工作先對某煉油廠循環(huán)冷卻水排水進行預(yù)處理，再采用納濾膜工藝進行處理，處理后出水的電導(dǎo)率、COD和各種離子含量均大幅度下降，水質(zhì)達到循環(huán)回用的要求，實現(xiàn)了節(jié)水減排的目標(biāo)。

1 實驗部分

1.1 材料和儀器

超濾膜：SFP2660型，納濾膜：NF-A型、NF-B型、NF-C型。實驗用水為某煉油廠循環(huán)冷卻水排水，其水質(zhì)見表1。

表1 實驗用水水質(zhì)

Cond330i型電導(dǎo)率分析儀：德國WTW公司；721型可見分光光度計：上海分析儀器廠。

1.2 工藝流程

納濾膜處理循環(huán)冷卻水排水工藝流程示意見圖1。循環(huán)冷卻水排水先經(jīng)過預(yù)處理系統(tǒng)去除大部分的懸浮物、油、膠體和細(xì)菌等。本實驗采用兩種預(yù)處理方法：其一為多介質(zhì)過濾—超濾工藝，多介質(zhì)過濾設(shè)備規(guī)格為φ700 mm×1 600 mm，處理量為2 m3/h，反沖洗時間為4 h，超濾膜的膜通量為50 L/（m2·h），過濾時間為30 min；其二為高效混凝沉降—超濾工藝，混凝沉淀裝置規(guī)格為2 300 mm×1 500 mm×2 800 mm，處理量為2 m3/h ，斜板沉淀池上升流速為1.2 m/h，排污周期為48 h，排污時間為2 m in。循環(huán)冷卻水排水經(jīng)預(yù)處理后經(jīng)過保安過濾器進入納濾膜處理系統(tǒng)，納濾膜的膜通量為15 L/（m2·h），運行回收率75%。

圖1 納濾膜處理循環(huán)冷卻水排水工藝流程示意

1.3 分析方法

采用電導(dǎo)率分析儀測定電導(dǎo)率；按照GB/ T11914—1989《水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測定 重鉻酸鹽法》測定COD［12］；按照GB/T7476—1987《水質(zhì) 鈣的測定 EDTA滴定法》測定ρ（Ca2+）、ρ（Mg2+）［13］；按照GB/T11899—1989《水質(zhì) 硫酸鹽的測定 重量法》測定ρ（SO42-）［14］；按照GB/T11896—1989《水質(zhì) 氯化物的測定 硝酸銀滴定法》測定ρ（Cl-）［15］。

2 結(jié)果與討論

2.1 預(yù)處理方法對納濾膜處理系統(tǒng)運行情況的影響

兩種預(yù)處理方法對納濾膜處理系統(tǒng)運行情況的影響見圖2。由圖2可見： 采用多介質(zhì)過濾—超濾工藝進行預(yù)處理時，納濾膜處理系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，在短時間內(nèi)系統(tǒng)運行壓力上升較快；采用高效混凝沉降—超濾工藝進行預(yù)處理時，系統(tǒng)運行壓力較穩(wěn)定。故本實驗采用高效混凝沉降—超濾工藝對循環(huán)冷卻水排水進行預(yù)處理。

圖2 預(yù)處理方法對納濾膜處理系統(tǒng)運行情況的影響

2.2 納濾膜處理系統(tǒng)的運行情況

3種型號的納濾膜處理系統(tǒng)運行壓力的變化情況見圖3。由圖3可見：采用NF-A膜時，納濾膜處理系統(tǒng)運行壓力最低，約為0.3 MPa；采用NF-B膜時，納濾膜處理系統(tǒng)運行壓力居中，約為0.7 MPa；采用NF-C膜時，納濾膜處理系統(tǒng)運行壓力較高，約為0.9 MPa。

圖3 納濾膜處理系統(tǒng)運行壓力的變化情況

納濾膜對各種離子和COD的去除率見表2。由表2可見：NF-A膜的COD去除率為76.0%，對Ca2+和Mg2+的去除率均為77%左右，對Cl-沒有去除效果，處理后出水水質(zhì)較差；NF-B膜的COD去除率為95.9%，對Ca2+去除率為98.3%，對M g2+去除率為93.4%，對SO42-去除率為98.2%，對Cl-去除率為67.4%，處理后出水水質(zhì)較好；NF-C膜的COD去除率為98.1%，對Ca2+、M g2+和SO42-的去除率接近100%，對Cl-去除率為83.1%，處理出水水質(zhì)最好。但由于NF-C膜系統(tǒng)運行壓力過高，綜合處理出水指標(biāo)和系統(tǒng)壓力運行情況，選擇NF-B膜進行納濾處理。

表2 納濾膜對各種離子和COD的去除率 %

2.3 納濾處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和出水水質(zhì)

將經(jīng)過高效混凝沉降—超濾工藝預(yù)處理的循環(huán)冷卻水排水用NF-B膜進行納濾處理，納濾處理系統(tǒng)的運行壓力見圖4。由圖4可見：系統(tǒng)運行的前11 d，運行壓力穩(wěn)定在0.70 MPa左右；后期運行壓力在0.66～0.76 MPa范圍內(nèi)波動，這是因為納濾膜已出現(xiàn)污染。

循環(huán)冷卻水排水經(jīng)納濾膜工藝處理后的出水水質(zhì)見表3。

圖4 納濾處理系統(tǒng)的運行壓力

表3 納濾膜工藝處理出水水質(zhì)

由表3可見，處理后出水的電導(dǎo)率、COD和各種離子質(zhì)量濃度均大幅度下降，水質(zhì)明顯優(yōu)于循環(huán)水補水水質(zhì)，可直接作為新鮮水回用，具有明顯的節(jié)水減排效果。

3 結(jié)論

a）采用高效混凝沉降—超濾工藝對煉油廠循環(huán)冷卻水排水進行預(yù)處理后，再分別采用3種型號的納濾膜進行納濾處理。

b） NF-A膜運行壓力最低，對COD、 Ca2+和M g2+的去除率均較低，對C l-沒有去除效果，處理后出水水質(zhì)較差；NF-C膜的COD去除率為98.1%，對Ca2+、Mg2+和SO42-的去除率接近100%，對Cl-去除率為83.1%，處理出水水質(zhì)良好，但運行壓力較高。

c） NF-B膜運行壓力居中，對COD去除率為95.9%，對Ca2+去除率為98.3%，對Mg2+去除率為93.4%，對SO42-去除率為98.2%，對Cl-去除率為67.4%，處理后出水達到循環(huán)回用的要求。

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［13］ 中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院環(huán)境衛(wèi)生與衛(wèi)生工程研究所. GB/T7476—1987水質(zhì) 鈣的測定 EDTA滴定法［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1987.

［14］ 中國環(huán)境監(jiān)測總站. GB/T11899—1989水質(zhì) 硫酸鹽的測定 重量法［S］. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1989.

［15］ 中國環(huán)境監(jiān)測總站. GB/T11896—1989水質(zhì) 氯化物的測定 硝酸銀滴定法［S］. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1989.

Treatment of Effluent Circulation Cooling W ater in Refinery Using Nanofitration(NF) M embrane

Ping Chunxia，Xing Lin

（Environmental Protection Research Institute，BRICI，SINOPEC，Beijing 100013，China）

Effluent circulation cooling water was pretreated by the process of efficient coagulation and sedimentation-ultrafiltration. The running conditions and treatment effects of NF-A，NF-B and NF-C were studied. The experimental results show that：For NF-A，the removal rates of COD，Ca2+and Mg2+are lower and it has no effect on the removal of Cl-；For NF-C，the removal rates of COD，Ca2+，Mg2+and SO42-are higher and the Cl-removal rate is 83.1%，but the running pressure is too high；For NF-B，the running pressure is suitable and the removal rates of COD，Ca2+，Mg2+，SO42-，Cl-are 95.9%，98.3%，93.4%，98.2%，67.4% respectively. The treated water can meet the requirements of reuse.

efficient coagulation and sedimentation；ultrafiltration；nanofiltration membrane；circulation cooling water；effluent；wastewater treatment

A

1006-1878（2012）04 - 0339 - 04

2011 - 12 - 09；

2012 - 01 - 14。

平春霞（1979—），女，河北省故城縣人，碩士，工程師，主要從事石油化工領(lǐng)域廢水處理技術(shù)。電話 010 - 59202579，電郵 pingcx.bjhy@sinopec.com。

（編輯 祖國紅）