反滲透技術,是指在高于溶液滲透壓的作用下,依據其它物質不能通過半透膜的原理,將這些物質與水分離。反滲透膜的膜孔非常小,因此能夠有效地去除水中溶解的鹽類、膠體、微生物、有機物等。系統具有水質好、能耗低、無污染、工藝簡單以及操作簡便等優點。
中海石油湛江燃料油有限公司(以下簡稱湛江公司)污水處理場利用舊生產裝置上鍋爐反滲透裝置廢棄的反滲透膜(美國海德能CPA3-LD型),在原中水回用的基礎上新增加1套砂濾+碳濾+精密過濾+反滲透膜的工藝組合。通過5個多月的運行試驗,反滲透出水水質穩定,出水直接應用于生產裝置循環水補水、鍋爐反滲透裝置進水以及塔頂注水中,提高了中水回用價值,為實現石油煉制(常減壓裝置)廢水資源化利用起到了積極作用。
1 中水回用反滲透膜應用
1.1 工程概況
湛江公司污水 處理場2005年建成投用,2007年實施中水回用,2009年形成1套隔油+氣浮+曝氣生物濾池+水生植物氧化塘+中水回用的組合工藝,2011年中水回用率達到60%。2012年3月在此基礎上增加1套反滲透膜工藝,截至2012年8月,整套裝置運行平穩,中水出水水質穩定,中水回用率提高到80%以上。
1.2 工藝流程及參數
污水處理工藝流程、中水回用工藝流程分別見圖1、圖2。
反滲透設計參數(根據湛江公司實際情況設定)見表1。
2 運行效果
2.1 反滲透膜對中水水質CODcr效果分析
2012年3月6日反滲透膜投用前,中水出水水質CODcr(表2)平均值為20.7mg/L;2012年3月6日反滲透膜投用后,至2012年3月14日,出水水質CODcr均<10mg/L,可見反滲透膜應用后對CODcr的除去效果理想。具體數據見表2。
2.2 反滲透膜對中水水質鈣硬度及鹽含量等效果分析
2012年3月6日反滲透膜投用前,鈣硬度、Cl-含量、鹽含量等數據相對偏高,回用到循環水后,對循環水的指標存在一定影響,但是反滲透膜投用后,中水水質有了很大提高(表3、圖3和圖4)。
表3 中水出水水質情況
由圖3和圖4可以看出,反滲透膜對鈣硬度、濁度、Cl-、鹽含量有較大幅度降低,對總堿和總磷的去除效果不明顯。
2.3 反滲透膜投用后對循環水水質改善效果分析
湛江公司中水回用水主要用于循環水補水,中水水質情況對循環水影響較大(表4、圖5和圖6)。
表4 循環水分析檢測數據
由表4、圖5和圖6可以看出,循環水水質在反滲透膜投用后有了大幅度提高。
3 反滲透裝置的運行管理
湛江公司反滲透膜投用后,污水處理場編寫了《反滲透運行操作規程》,重點控制阻垢劑投加、進水壓力、中段壓力以及沖洗頻次。
3.1 選用江蘇圣潔達公司的SJDI008型阻垢劑,按照6g/t水量投加,同時注意觀察濃淡水流量計青苔附著情況。
3.2 控制進水壓力≤1 MPa,中段壓力≤0.9MPa,淡水產水率為70%~80%。
3.3 當壓力條件不變,產水率降低10%以上時,采用檸檬酸和NaOH組合的化學清洗方法清洗。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
4 結論
經過5個月的運行實驗,反滲透工藝作為煉油(常減壓裝置)污水深度處理單元具有以下優點。
4.1 反滲透膜對中水中鈣鎂離子硬度、濁度、Cl-、鹽含量、化學需氧量等有較好的去除效果。
4.2 采用美國海德能CPA3-LD型反滲透膜,反滲透裝置運行穩定性、耐污性強,保證了系統的平穩、長周期運行。
4.3 反滲透工藝作為石油煉制廢水的深度處理單元,對穩定水質、調節水量具有很好的作用。特別是經過反滲透處理后的中水回用至生產裝置的各個用水環節,對生產裝置的防腐、防垢作用明顯。
4.4 前期基礎建設投入少。該反滲透工藝裝置是利舊生產裝置鍋爐反滲透的舊膜,僅增加1組過濾裝置、1套膜殼、1臺阻垢劑計量泵和1臺加壓泵,減少了基礎建設的投入。
4.5 在原中水的基礎上僅僅增加阻垢劑消耗和機泵電耗,期間運行費用較低、而且維護方便、操作簡單。
4.6 對于反滲透裝置產生的濃水,湛江公司正在進行化學除鈣鎂離子試驗,試圖實現利用化學沉淀方式將濃水軟化。