化肥企業中水回用系統設計

沈彩虹　陳胤暉

（1中船第九設計研究院工程有限公司上海2000632上海泓濟環保工程有限公司上海200433）

化肥企業中水回用系統設計

沈彩虹1陳胤暉2

（1中船第九設計研究院工程有限公司上海2000632上海泓濟環保工程有限公司上海200433）

隨著水資源的開發利用，可供人類使用的水資源日益減少，水污染亦日益嚴重。根據項目水質和現場實際情況，本設計對循環水系統的排污水進行預處理，然后經超濾、反滲透，再返回循環水系統。實際調試結果表明，該裝置能有效處理高鹽分、高硬度、高COD含量的排污水，出水標準滿足循環冷卻水用再生水水質標準（GB 50050-2007工業循環冷卻水處理設計規范）中的相關要求。本次工程所收集的系統和和污水排放遵守相關的標準和法規。

化肥；超濾；反滲透；中水回用

化肥行業單位耗水量高已經給企業巨大的壓力，中水回用一定程度上減輕了企業的用水壓力[1]。山東某化肥有限公司，新廠區新建系統回用水站設計規模確定為860m3/h。其中清凈下水回用水站600m3/h，污水回用水站260m3/h。回用水站較好解決了用水需求，對節約工業用水具有重大意義[2]。

1　項目技術要求

1.1項目技術特點

該項目中水回用水站的水源共有四股廢水，分別為脫鹽水站排污水、循環水站排污水、鍋爐排污水和污水處理站處理后的出水。脫鹽水站排污水、循環水站排污水和鍋爐排污水屬于清凈下水，混合后的總硬度約1000mg/L（以CaCO3計），高硬度的水源在進入反滲透時，極易引成反滲透的結垢現象，造成膜通量下降，降低產水水量，因此需對水中的硬度進行預處理。污水處理站出水由于在廢水處理過程中已經進行了軟化處理，故硬度和懸浮物都較低，可直接進入后續膜處理系統。因此，兩大類水源分為兩個處理系統分別設計。本設計只是對清凈下水進行處理，污水處理站出水的中水回用另行設計。

1.2進出水水質標準

脫鹽水站排污水、循環水站排污水和鍋爐排污水混合后的綜合水質如表1所示。需要經過軟化、過濾及除鹽后可作為循環水補充水。濃水反滲透的濃水排入濃水收集池，另外進行零排放處理。

本工程回用水站出水作為循環水補充水，水質滿足《工業循環冷卻水處理設計規范》(GB 50050-2007)中循環冷卻水用再生水水質標準的相關要求，如表2所示。

表1　主要設計進水水質

表2　設計出水水質

2　結果與討論

2.1工藝方案

循環水站、除鹽水站及鍋爐排污水壓力流進入調節池進行水質水量調節，而后經提升泵加壓后進入混凝沉淀池，通過向反應池中投加液堿及純堿，對水中硬度進行軟化去除。為了保證軟化沉淀效果，同時投加PAC（聚合氯化鋁）混凝劑和PAM（聚丙烯酰胺）絮凝劑。沉淀池產生的泥渣用泵提升至污泥池，經污泥脫水機處理，泥餅外運，清液回流至調節池。反應沉淀池上清液流入清水池，經泵提升至多介質過濾器，在多介質過濾器進水端加入適量的殺菌劑，防止系統裝置池壁等部位滋生藻類。多介質過濾器的反洗水取自超濾產水池，反洗排水通過地溝收集后去回用水站的調節池。多介質過濾器的產水直接進入自清洗過濾器，對水中的可能殘留的顆粒、懸浮物進行截留，起到對超濾膜保安作用。隨后直接進入超濾單元，出水水質可達到濁度≤0.5NTU、SDI≤3，能滿足反滲透的進水要求。超濾采用中空纖維結構的膜元件，膜元件材質采用聚偏氟乙烯(PVDF)。超濾采用錯流過濾的運行方式，產水率大于90%，產水進入超濾產水池，濃水排入清水池。超濾產水經RO給水泵提升后進入RO保安過濾器。在RO給水泵總管上設置管道混合器，通過管道混合器投加一定量的還原劑除去水中的余氯，確保進入反滲透裝置的余氯＜0.1mg/L，同時投加適量的阻垢劑防止反滲透濃水中碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鈣等難溶鹽濃縮后析出結垢，堵塞反滲透膜。保安過濾器的出水經高壓泵增壓后進入反滲透單元脫鹽。反滲透裝置采用一級二段，回收率70%，產水進入回用水池，產水達到并優于循環水補充水標準。濃水排入濃水調節池，經泵提升后進入濃水反滲透裝置。濃水反滲透裝置回收率60%，產水進入回用水池，產水達到并優于循環水補充水標準。反滲透系統承擔了主要的脫鹽任務，主要去除水中溶解鹽類，同時去除一些有機大分子等[3,4]。

圖1　工藝流程圖

2.2主要工藝參數設計

2.2.1調節池

工藝路線中調節池的參數如表3所示。

2.2.2多介質過濾器

工藝路線中多介質過濾器的參數如表4所示。

表3　調節池參數一覽表

表4　多介質過濾器參數一覽表

2.2.3超濾裝置

工藝路線中超濾裝置的參數如表5所示。

表5　超濾裝置參數一覽表

2.2.4反滲透裝置

工藝路線中反滲透裝置的參數如表6所示。

2.2.5濃水反滲透裝置

工藝路線中濃水反滲透裝置的參數如表7所示。

表6　反滲透裝置參數一覽表

表7　濃水反滲透裝置參數一覽表

2.3系統性能

本項目設計中主要膜裝置系統的性能如表8、表9所示。

表8　超濾裝置性能

表9　反滲透裝置性能

3　結語

過去化肥企業的廢水經處理后全部直接外排，不但增大了投資，給企業帶來經濟負擔，而且還造成了水資源的浪費。本項目的回用水站主要采用預處理+雙膜法保證化工生產環保達標和節能降耗的有效措施該裝置工藝流程短、效率高、運行成本低，能在惡劣的進水條件下確保反滲透系統的穩定運行，達到節水減排的目的。對保護環境和企業發展起到了雙重推動作用。

[1]萬銀霞.化肥企業中水回用預處理的中試研究[J].化肥工業, 2015(2):68-69,87.

[2]羅旭,陳華,郭景玉,等.中水回用前端殺菌在化肥循環水系統的應用[J].全面腐蝕控制,2014(5):41-42,76.

[3]曹建云,許云超.雙膜法水處理工藝在石化污水回用系統的應用[J].現代企業文化,2010(18):139-140.

[4]劉利偉.關于雙膜法的探討[J].城市建設理論研究:電子版, 2014(7).

沈彩虹（1980—），女，漢族，湖南省臨湘市人，碩士，助理工程師。