除鹽水站水資源循環利用改造項目

姜曉春 余淑惠 閆靜（寧波浙鐵江寧化工有限公司）

1 除鹽水站運行概況

除鹽水裝置采用陶氏“精砂過濾器+疊砂過濾器+超濾+反滲透+混床”處理工藝（簡稱“RO工藝”），設計為兩套110 m3/h除鹽水裝置，最大生產能力為220 m3/h，在用水負荷較大的情況下，兩套可同時運行。根據除鹽水裝置流量統計顯示，平均除鹽水制水率約為62%～65%。

R0工藝是近年普及速度較快的技術，具有操作方便，自動控制等優點[1]。但由于受工業水價格等資源條件的影響，公司除鹽水裝置目前生產成本仍然較高，影響裝置經濟運行，主要原因就是裝置制水率低，原水消耗量較大。

2 濃水回收改造

濃水回收方案總體思路是：保持現有除鹽水工藝不變，通過考察脫鹽水工藝過程中排放的廢水品質，回收相對優質的排放水并尋找合適的回收利用途徑，以降低企業整體的原水消耗量[2-3]。

2.1 除鹽水裝置水平衡

根據生產需要原水進水量約為160 t/h，除鹽水平衡情況見表1。

按上述表格，除鹽水得水率合計約63%，水資源利用效率比較低。為達到節水減排的環保目標，考慮從以上排放的幾股廢水尋找突破口。因此，對各股水進行了水質分析（表2），發現超濾系統的濃水與反沖洗水電導、硬度等方面性質基本相似，均比較低，水質較好；反滲透（RO）正沖洗水各項指標略高，數量較少；RO由于膜技術特點，導致鹽含量高，各指標相對顯著偏高。另外，再生廢水由于呈堿性（pH大于或等于11）不予考慮。

表1 除鹽水站水平衡表

表2 排放水水量與水質情況

2.2 排放水用于循環水補水可行性分析

分析制水過程排放水量與水質情況，認為上述4股排放廢水可以回收利用，即超濾濃水、超濾反沖洗水、RO濃水（扣除精沙反沖洗與疊片反沖洗用濃水）、RO正沖洗水，總水量合計約38 t/h。

根據公司目前循環水站濃縮倍數，循環水站正常運行需要補充工業原水量80～90 t/h，若除鹽水濃水回收可用于循環水補水，則可以節省循環水補充的工業原水[4]。混合后的水質分析計算見表3。根據分析，混合后的水質可以滿足循環水的要求[5]。

2.3 除鹽水排放水改造內容

除鹽水站生產過程中排放水原來直接外送污水處理企業，改造通過在各自的排放口增設管道進行收集，并匯總至新增的收集池，經由新增的水泵輸送至循環水站。

根據項目結算數據，管材管件及水泵費用為7萬，流量計等電氣儀表材料費約為5萬，水收集池等土建投資近10萬，項目包括安裝施工費用總投資約合28萬元。

2.4 改造后的主要風險與防范措施

根據工業水水質分析數據統計情況（表4），工業原水的水質隨季節呈現一定的變化。其中夏季（7—10月）較好，冬春季（11—次年6月）。

應對措施：根據水廠提供的水質分析，在夏季原水完全可滿足循環水使用要求，除鹽水站的超濾濃水、RO正洗水、超濾消耗水水質與原水接近，均可回收使用，RO濃水根據當前的分析數據也可滿足要求，因此初步認為在夏季（7—10月），除鹽水站回收水量可以達到38 t/h。

冬春季節（11—次年6月）原水水質較差，理論上除鹽水站超濾濃水、RO正洗水、超濾消耗水水質與原水接近，仍可回收使用。由于RO濃水是反滲透后濃縮的高含鹽水，用于循環水補水時可能會對循環水水質產生影響。改造后經過對循環水水質指標的監控，實際生產運行中確實出現了循環水水質變差、循環水排污增加的現象，約有兩個月的時間將RO濃水這1股不再進行回收，僅回收其余3股排放水[6]。

3 項目收益

項目改造完成后投用，水資源回收情況基本與預期吻合。根據年度報表統計，除鹽水站排放水回收量基本穩定在30 t/h，主要是由于冬季枯水期工業原水水質變差，影響了2個月的水回收，因此回水量略低于預估數量。回收的水全部用于做企業自有的循環水系統補水，顯著降低了循環水的工業原水消耗量，同時減少了全廠的污水外排數量。

表3 水質分析表

表4 2016年7月—2017年7月工業原水水質化驗數據報表

項目實際經濟效益核算以工業水價格3.2元/m3，污水外排價格8.5元/m3，設備電費0.7元/kWh，以年運行時間8000 h計，年節省工業原水費用和污水排放費用約為274.64萬元，技改效益明顯。相比項目改造投資28萬元，不到2個月就回收了全部投資成本。

4 結語

1）通過對除鹽水裝置排放水進行合理的回收利用，節省了工業原水的消耗量，同時減少污水外排，改造后的100 m3/h除鹽水裝置一方面工業水有效利用率達到了81.25%，另一方面除鹽水站外排污水量由原來的60 t/h降低了50%，年節省生產費用達到約270萬元，切實達到了節省水資源的目的。

2）節能降耗是企業提升競爭力的內在驅動力，發展循環經濟是當前響應號召的外部發展趨勢。經過近1年的生產實踐證明，回用合格的、品質較好的反滲透工藝脫鹽水排放水，投資小而且見效快，節能的經濟效益和社會效益顯著。

3）改造項目的投用還應深化管理才能發揮更大的作用。生產上加強排放水回收的水質監測和供應的穩定性[7]，根據循環水變化做好調整，爭取裝置最大限度的低耗穩定運行。