化肥企業(yè)中水回用系統(tǒng)設(shè)計

沈彩虹　陳胤暉

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

化肥企業(yè)中水回用系統(tǒng)設(shè)計

沈彩虹1陳胤暉2

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

隨著水資源的開發(fā)利用，可供人類使用的水資源日益減少，水污染亦日益嚴(yán)重。根據(jù)項目水質(zhì)和現(xiàn)場實際情況，本設(shè)計對循環(huán)水系統(tǒng)的排污水進行預(yù)處理，然后經(jīng)超濾、反滲透，再返回循環(huán)水系統(tǒng)。實際調(diào)試結(jié)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(biāo)準(zhǔn)滿足循環(huán)冷卻水用再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB 50050-2007工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范）中的相關(guān)要求。本次工程所收集的系統(tǒng)和和污水排放遵守相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。

化肥；超濾；反滲透；中水回用

化肥行業(yè)單位耗水量高已經(jīng)給企業(yè)巨大的壓力，中水回用一定程度上減輕了企業(yè)的用水壓力[1]。山東某化肥有限公司，新廠區(qū)新建系統(tǒng)回用水站設(shè)計規(guī)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(jié)約工業(yè)用水具有重大意義[2]。

1　項目技術(shù)要求

1.1項目技術(shù)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(huán)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(huán)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(jié)垢現(xiàn)象，造成膜通量下降，降低產(chǎn)水水量，因此需對水中的硬度進行預(yù)處理。污水處理站出水由于在廢水處理過程中已經(jīng)進行了軟化處理，故硬度和懸浮物都較低，可直接進入后續(xù)膜處理系統(tǒng)。因此，兩大類水源分為兩個處理系統(tǒng)分別設(shè)計。本設(shè)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(shè)計。

1.2進出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

脫鹽水站排污水、循環(huán)水站排污水和鍋爐排污水混合后的綜合水質(zhì)如表1所示。需要經(jīng)過軟化、過濾及除鹽后可作為循環(huán)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(huán)水補充水，水質(zhì)滿足《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》(GB 50050-2007)中循環(huán)冷卻水用再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，如表2所示。

表1　主要設(shè)計進水水質(zhì)

表2　設(shè)計出水水質(zhì)

2　結(jié)果與討論

2.1工藝方案

循環(huán)水站、除鹽水站及鍋爐排污水壓力流進入調(diào)節(jié)池進行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)，而后經(jīng)提升泵加壓后進入混凝沉淀池，通過向反應(yīng)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(chǎn)生的泥渣用泵提升至污泥池，經(jīng)污泥脫水機處理，泥餅外運，清液回流至調(diào)節(jié)池。反應(yīng)沉淀池上清液流入清水池，經(jīng)泵提升至多介質(zhì)過濾器，在多介質(zhì)過濾器進水端加入適量的殺菌劑，防止系統(tǒng)裝置池壁等部位滋生藻類。多介質(zhì)過濾器的反洗水取自超濾產(chǎn)水池，反洗排水通過地溝收集后去回用水站的調(diào)節(jié)池。多介質(zhì)過濾器的產(chǎn)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(zhì)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(jié)構(gòu)的膜元件，膜元件材質(zhì)采用聚偏氟乙烯(PVDF)。超濾采用錯流過濾的運行方式，產(chǎn)水率大于90%，產(chǎn)水進入超濾產(chǎn)水池，濃水排入清水池。超濾產(chǎn)水經(jīng)RO給水泵提升后進入RO保安過濾器。在RO給水泵總管上設(shè)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(jié)垢，堵塞反滲透膜。保安過濾器的出水經(jīng)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(chǎn)水進入回用水池，產(chǎn)水達到并優(yōu)于循環(huán)水補充水標(biāo)準(zhǔn)。濃水排入濃水調(diào)節(jié)池，經(jīng)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(chǎn)水進入回用水池，產(chǎn)水達到并優(yōu)于循環(huán)水補充水標(biāo)準(zhǔn)。反滲透系統(tǒng)承擔(dān)了主要的脫鹽任務(wù)，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(shù)設(shè)計

2.2.1調(diào)節(jié)池

工藝路線中調(diào)節(jié)池的參數(shù)如表3所示。

2.2.2多介質(zhì)過濾器

工藝路線中多介質(zhì)過濾器的參數(shù)如表4所示。

表3　調(diào)節(jié)池參數(shù)一覽表

表4　多介質(zhì)過濾器參數(shù)一覽表

2.2.3超濾裝置

工藝路線中超濾裝置的參數(shù)如表5所示。

表5　超濾裝置參數(shù)一覽表

2.2.4反滲透裝置

工藝路線中反滲透裝置的參數(shù)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(shù)如表7所示。

表6　反滲透裝置參數(shù)一覽表

表7　濃水反滲透裝置參數(shù)一覽表

2.3系統(tǒng)性能

本項目設(shè)計中主要膜裝置系統(tǒng)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(jié)語

過去化肥企業(yè)的廢水經(jīng)處理后全部直接外排，不但增大了投資，給企業(yè)帶來經(jīng)濟負(fù)擔(dān)，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(yù)處理+雙膜法保證化工生產(chǎn)環(huán)保達標(biāo)和節(jié)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(tǒng)的穩(wěn)定運行，達到節(jié)水減排的目的。對保護環(huán)境和企業(yè)發(fā)展起到了雙重推動作用。

[1]萬銀霞.化肥企業(yè)中水回用預(yù)處理的中試研究[J].化肥工業(yè), 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(huán)水系統(tǒng)的應(yīng)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(tǒng)的應(yīng)用[J].現(xiàn)代企業(yè)文化,2010(18):139-140.

[4]劉利偉.關(guān)于雙膜法的探討[J].城市建設(shè)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。