工业污水处理及其回用措施研究.doc

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1、工业污水处理及其回用措施研究摘要：工业污水处理及有效回用是关注焦点和重大的研究课题，本文以炼化企业污水处理回用处理为例，以有效去除工业污水中的COD、降低TDS为目的，采用反渗透（RO）脱盐工艺和超滤（UF）预处理工艺，设计“超滤+反渗透”的双膜系统，较好地解决传统处理工艺出水水质不稳定、自动化程度低等问题，实现水资源循环利用率的最大化。关键词：工业污水 处理 回用 超滤+反渗透石油石化行业的污水处理是重要研究课题，要通过对工业污水的深度处理和再生利用的循环方式，较好地实现工业污水资源化的合理配置，引入“超滤+反渗透”双膜处理技术，利用其节能、高效、稳定、自动化的优势特点，进行工业污水处理及回

2、用单元的脱盐处理，提高用水效率，减轻水环境污染和水资源浪费。1 工业炼化污水回用处理技术及双膜系统概述1.1 污水回用处理技术常用的工业污水回用处理技术包括有：（1）活性炭吸附。利用具有多孔性的活性炭吸附去除废水中的污染物，主要是利用微生物的降解作用以及活性炭的物理吸附性，进行工业废水处理;（2）曝气生物滤池。采用生物接触氧化技术和普通给水滤池技术，将陶粒、活性炭装填进滤池中，通过鼓风机进行曝气提供生化反应所需的氧气，污水在微生物的强氧化分解及填料层的物理吸附作用下，吸附去除污水中的有机污染物;（3）臭氧接触氧化。利用臭氧的强氧化作用，将难降解的有机大分子转化为小分子有机物，降低出水的COD，

3、提高出水的可生化性。在该处理技术之中，要充分考虑臭氧投加量、接触时间等因素;（4）膜生物反应器。这是将膜分离技术与生物处理法相结合的工艺，包括有膜组件和生物反应器，通过膜的高效分离替代二沉池，缩减处理单元的水力停滞时间，实现固液分离和污泥浓缩。1.2 双膜系统可以将超滤与反渗透相组合，成为一个“双膜”系统，共用同一个加药系统。其中：超滤膜材料采用聚醚砜（PES）材质的内压式膜和聚偏氟乙烯（PVDF）材质的外压式膜，反渗透膜材料主要采用醋酸纤维素（CA）膜和芳香聚酰胺（PA）复合膜。UF膜组件的过滤方式分为死端过滤和错流过滤，死端过滤是指原水由一端进入膜通道，再由另一端流出。错流过滤的滤膜表面不

4、会产生浓差极化现象和结垢，然而过滤效果较左，回收率偏低。RO膜组件是一个完整的卷式反渗透膜组件，分为浓水回流循环式和原水一次通过式，较好地提高回收率1。2 工业炼化污水处理回用措施的应用分析对于工业炼化污水处理回用工艺，可以采用“全混”方案，将含油污水、电脱盐污水、循环水排污水、预处理后的碱渣污水完全混合，由污水处理系统统一处理并进入回用系统，最后作为循环水补水站原水进行使用。在工业污水处理回用工艺方案之中，以降低化学需氧量（COD）、总溶解固体含量（TDS）、悬浮物、氨氮为目标。脱盐工艺。通过脱盐工艺可以有效降低水中的TDS含量，可以选用RO膜分离法作为脱盐工艺，对于原水预处理的要求较高，要

5、求SDI3-5，达到单级脱盐99%以上。反渗透预处理工艺。可以采用超滤膜技术作为反渗透预处理工艺，有效截留2100nm之间的颗粒和杂质，产水浊度低于0.2NTU，高效去除胶体、细菌和微生物，体现出良好而稳定的出水水质特点。2.1 膜元件选型及设计2.1.1 超滤膜工艺方案设计与应用超滤系统要达到出水SDI2，回收率88%。可以选用具有独特外环形集水孔壁结构的超滤膜组件，单套膜单元处理能力为132.5m3/h，设计处理能力为795m3/h，出水量达到700m3/h。2.1.2 反渗透膜工艺设计与应用反渗透膜系统要结合原水水质进行设计，设计处理水量为700m3/h，进水SDI2，回收率达到81.7

6、%，出水TDS含量由2300mg/L降至120mg/L。同时，要将HCl投加到反渗透进水中，将进水pH值控制在6.57.5之间，避免CaCO3等难溶盐的结垢现象2。2.1.3 超滤系统清洗设计与应用由于存在超濾膜污染现象，如：膜表面吸附、膜孔堵塞、膜表面附着等，为此要进行超滤系统的清洗。清洗过程设计为：反冲洗。无须添加化学药剂，采用定期重复清洗的方式，可以去除膜表面吸附的滤饼层和膜孔中堵塞物质。通常采用超滤产品水作为反冲洗水，反冲洗水量设置为过滤水量的23倍，频率为4060min/次，清洗时间为60s;CEB化学加强洗。先投入NaOH和NaClO进行碱洗，再投加HCl进行酸洗，有效去除超滤膜丝

7、中的可逆性污染，弥补清水反洗不足的缺陷;CIP化学清洗。可以采用酸、碱、氧化性清洗剂，溶解和去除凝胶层中的有害物质。2.1.4 反渗透膜污染应对措施对于反渗透膜污染的应对措施主要包括有：（1）难溶性盐结垢。对于难溶性盐在膜表面或系统管路中析出固体沉淀物的现象，要添加专门的阻垢剂和HCl，防止CaCO3结垢的现象;（2）胶体及颗粒物沉积。可以采用超滤作为反渗透预处理技术，有效降低进水SDI值。并设置专门分析出水SDI值的分析仪，密切监控RO进水的SDI值，当其超标时则要及时清洗超滤膜;（3）微生物污染。可以在反渗透进水前添加NaHSO3、Na2HSO3等还原剂，实现工业污水的脱氧除氯处理;（4）

8、冲洗过程。采用阻垢剂、杀菌剂可以防止难溶性盐造成的结垢及微生物污染现象，然而过滤过程中的膜面仍旧存在严重的浓差极化现象，对此要对膜进行物理冲洗或CIP化学清洗，以金属氧化物和CaCO3造成的无机盐垢为例，可以采用HCl进行酸洗，或采用磷酸、柠檬酸进行冲洗去除。因CaSO4、BaSO4造成的硫酸盐垢，则采用NaOH进行碱洗。2.2 辅助设备及工艺管道流程设计与应用（1）泵的选型。动设备如泵、压缩机、风机等存在能量消耗的现象，在进行设备选型的过程中，要确定介质性质，包括介质温度、比重、粘度、腐蚀性、毒性等，选取清水泵、油泵、化工泵或耐腐蚀泵。并确定流量和扬程，计算获悉泵的有效功率和轴功率。（2）静

9、设备及其他系统装置。要设置具有一定过滤精度的过滤器，避免大颗粒杂质对膜面的损害。同时，还要设计采用中间水池、超滤CIP清洗池、反渗透产水池、反渗透CIP清洗池、CIP废水中和池，确保双膜系统的稳定可靠运行。（3）工艺管道流程设计与应用。UF系统。系统的6个膜单元配有独立的进水泵和自清洗过滤器，能够有效截留超过0.02um粒径的颗粒，确保后续反渗透膜组件的正常运行;RO系统。包括中间水池、增压泵、保安过滤器、反渗透膜等，进行工业出水的加压、脱盐处理、超滤膜清洗，实现资源的高效利用3。3 结语综上所述，工业污水处理及其回用可以采用“超滤+反渗透”双膜系统和工艺，选择反渗透（RO）作为脱盐处理工艺，超滤（UF）作为反渗透预处理工艺，较好地实现去除COD、降低TDS的污水处理回用效果，适用于炼化企业工业污水处理回用。后续还要深入探讨整个系统长期稳定运行的策略，扩大系统应用范围。参考文献1 赵振兴.工业污水处理PLC控制系统的研究D.河北科技大学，2014.2 张庭慧.首钢动力厂污水处理系统设计D.东北大学，2013.3 王泉.MBR工艺在炼油工业污水处理的应用研究D.华南理工大学，2016.4