煤化工中水系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)

李 峰

（上海泓濟(jì)環(huán)保科技股份有限公司 上海 200082）

引言

我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是煤炭資源相對(duì)豐富，現(xiàn)在緊張的石油國(guó)際形勢(shì)以及煤化工技術(shù)的日趨成熟，表明我國(guó)發(fā)展現(xiàn)代煤化工企業(yè)是替代石油使用的必由之路[1]。煤化企業(yè)是用水大戶，帶來較大的環(huán)境壓力。因此，水資源和水環(huán)境承載力是煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制約性因素[2]。煤化工行業(yè)的發(fā)展勢(shì)必會(huì)加劇我國(guó)的水危機(jī)現(xiàn)狀。企業(yè)開展中水回用一定程度上減輕了企業(yè)的用水壓力，為企業(yè)最終實(shí)現(xiàn)零排放夯下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)節(jié)約工業(yè)用水具有重大意義[3]。

本文以山東某一煤化工企業(yè)的中水系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，給中水回用的設(shè)計(jì)進(jìn)行了有益的探索。

1 工程設(shè)計(jì)方案

1.1 水源和水量

項(xiàng)目中水來水總共有四股廢水，分別為脫鹽水站排污水、循環(huán)水站排污水、鍋爐排污水、污水處理站處理后的達(dá)標(biāo)排放水。循環(huán)水系統(tǒng)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(jì)），高硬度的水源在進(jìn)入反滲透時(shí)，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(duì)水中的硬度進(jìn)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(jìn)行了軟化處理，故硬度和懸浮物都較低，可直接進(jìn)入后續(xù)膜處理系統(tǒng)，因此污水處理站出水單獨(dú)設(shè)計(jì)、處理。因此根據(jù)各來水的性質(zhì)基本上可以分為兩系列，一系列廢水包括循環(huán)水系統(tǒng)排污水、脫鹽水站排污水和鍋爐水，這股水需要經(jīng)過軟化、過濾及除鹽后可作為循環(huán)水補(bǔ)充水。二系列廢水是污水處理站處理后的出水，這股水經(jīng)過過濾及除鹽后可作為循環(huán)水補(bǔ)充水。一系列、二系列濃水反滲透的濃水排入濃水收集池，進(jìn)行零排放處理，處理產(chǎn)水可作為循環(huán)水補(bǔ)充水，結(jié)晶鹽另行處理。

本項(xiàng)目一系列設(shè)計(jì)規(guī)模進(jìn)水600m3/h，二系列設(shè)計(jì)規(guī)模進(jìn)水260m3/h，濃水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模進(jìn)水111m3/h；一系列與二系列總回收率≥86.7%。

1.2 進(jìn)出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

一系列處理脫鹽水站排水、鍋爐排水及循環(huán)水站排水等，二系列處理污水處理站來水，進(jìn)水水質(zhì)見下表：

表1 一、二系列進(jìn)水指標(biāo)

本工程回用水站出水作為循環(huán)水補(bǔ)充水，出水水質(zhì)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(jì)規(guī)范）中的相關(guān)要求。

2 主要工藝流程設(shè)計(jì)

回用水站處理能力如下：

系統(tǒng)設(shè)計(jì)總進(jìn)水：860m3/h；系統(tǒng)產(chǎn)水：834m3/h；總回收率：≥96.9%。

一系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)水：600m3/h；系統(tǒng)產(chǎn)水：525m3/h；回收率：≥87.5%；反滲透系統(tǒng)脫鹽率：≥97%（三年內(nèi)）。

二系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)水：260m3/h；系統(tǒng)產(chǎn)水：221m3/h；回收率：≥85%；反滲透系統(tǒng)脫鹽率：≥97%（三年內(nèi)）。

濃水處理系列設(shè)計(jì)進(jìn)水：111m3/h；系統(tǒng)產(chǎn)水：88m3/h；回收率：≥79.29%；濃鹽水排放：≤20m3/h。

3 性能指標(biāo)

3.1 反滲透系統(tǒng)性能指標(biāo)

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

3.2 產(chǎn)水水質(zhì)

保證處理后的回用水質(zhì)達(dá)到循環(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(jì)規(guī)范）中的相關(guān)要求。

4 運(yùn)行費(fèi)用

各系列運(yùn)行費(fèi)用如下表：

運(yùn)行費(fèi)用 一系列 二系列 濃水處理系列藥劑費(fèi)用/(元/m3) 2.22 0.47 2.62耗材更換費(fèi)用/(元/m3) 0.28 0.29 0.40動(dòng)力費(fèi)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(gè)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(chǎn)需要。

結(jié)語

過去煤化工企業(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(jì)負(fù)擔(dān)，而且還造成了水資源的浪費(fèi)。本項(xiàng)目的回用水站主要采用軟化預(yù)處理+雙膜法保證化工生產(chǎn)環(huán)保達(dá)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(yùn)行成本低，能在惡劣的進(jìn)水條件下確保反滲透系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到節(jié)水減排的目的。對(duì)保護(hù)環(huán)境和企業(yè)發(fā)展起到了雙重推動(dòng)作用。