煤化工中水系統工程設計

李 峰

（上海泓濟環保科技股份有限公司 上海 200082）

引言

我國能源結構的特點是煤炭資源相對豐富，現在緊張的石油國際形勢以及煤化工技術的日趨成熟，表明我國發展現代煤化工企業是替代石油使用的必由之路[1]。煤化企業是用水大戶，帶來較大的環境壓力。因此，水資源和水環境承載力是煤化工產業發展的制約性因素[2]。煤化工行業的發展勢必會加劇我國的水危機現狀。企業開展中水回用一定程度上減輕了企業的用水壓力，為企業最終實現零排放夯下了堅實的基礎，對節約工業用水具有重大意義[3]。

本文以山東某一煤化工企業的中水系統設計為例，給中水回用的設計進行了有益的探索。

1 工程設計方案

1.1 水源和水量

項目中水來水總共有四股廢水，分別為脫鹽水站排污水、循環水站排污水、鍋爐排污水、污水處理站處理后的達標排放水。循環水系統排污水、脫鹽水站排污水和鍋爐排污水的混合水總硬度約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，因此污水處理站出水單獨設計、處理。因此根據各來水的性質基本上可以分為兩系列，一系列廢水包括循環水系統排污水、脫鹽水站排污水和鍋爐水，這股水需要經過軟化、過濾及除鹽后可作為循環水補充水。二系列廢水是污水處理站處理后的出水，這股水經過過濾及除鹽后可作為循環水補充水。一系列、二系列濃水反滲透的濃水排入濃水收集池，進行零排放處理，處理產水可作為循環水補充水，結晶鹽另行處理。

本項目一系列設計規模進水600m3/h，二系列設計規模進水260m3/h，濃水處理系統設計規模進水111m3/h；一系列與二系列總回收率≥86.7%。

1.2 進出水水質標準

一系列處理脫鹽水站排水、鍋爐排水及循環水站排水等，二系列處理污水處理站來水，進水水質見下表：

表1 一、二系列進水指標

本工程回用水站出水作為循環水補充水，出水水質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。

2 主要工藝流程設計

回用水站處理能力如下：

系統設計總進水：860m3/h；系統產水：834m3/h；總回收率：≥96.9%。

一系統設計進水：600m3/h；系統產水：525m3/h；回收率：≥87.5%；反滲透系統脫鹽率：≥97%（三年內）。

二系統設計進水：260m3/h；系統產水：221m3/h；回收率：≥85%；反滲透系統脫鹽率：≥97%（三年內）。

濃水處理系列設計進水：111m3/h；系統產水：88m3/h；回收率：≥79.29%；濃鹽水排放：≤20m3/h。

3 性能指標

3.1 反滲透系統性能指標

裝置指標濃濃水反滲透回收率 >70%（三年內）反滲透1反滲透2濃水反滲透1濃水反滲透2>81.5%（三年內）脫鹽率 >98%（一年內）>70%（三年內）>60%（三年內）>50%（三年內）>97%（一年內）脫鹽率 >97%（三年內）>98%（一年內）>98%（一年內）>98%（一年內）>97%（三年內）>97%（三年內）>97%（三年內）>96%（三年內）

3.2 產水水質

保證處理后的回用水質達到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。

4 運行費用

各系列運行費用如下表：

運行費用 一系列 二系列 濃水處理系列藥劑費用/(元/m3) 2.22 0.47 2.62耗材更換費用/(元/m3) 0.28 0.29 0.40動力費用/(元/m3) 0.89 0.73 1.91總處理成本/(元/m3) 3.39 1.49 4.93注:超濾、反滲透、海水淡化膜等均按照更換周期為3年核算,濾芯按更換周期為6個月，濾料更換周期為2年,其它為注明的耗材更換周期需滿足正常生產需要。

結語

過去煤化工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軟化預處理+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。