“量水而行”已成為煤化工行業(yè)的發(fā)展定勢。盡管采取了各種節(jié)水措施，甚至投資巨金用空冷代替水冷，但用水的緊張局面依然難以從根本上得到改變。
水資源的匱乏已成為煤化工發(fā)展的瓶頸，即使花高價解決了用水難，但外排達標(biāo)污水中殘余的污染物，也會對當(dāng)?shù)卮嗳醯纳鷳B(tài)環(huán)境造成難以恢復(fù)的沖擊。
某甲醇公司循環(huán)水補水全部采用新鮮水補充，且產(chǎn)生的廢水經(jīng)公司的污水廠生化處理后直接排至縣城市污水處理廠進行再處理。
為了減少對一次水的需求，減少排污，公司決定在污水廠建設(shè)一套中水回用裝置。超濾反滲透是煤化工廠回用水處理工程中典型的組合式工藝，能有效地將水中的有害物質(zhì)和污染物完全去除。
由于本項目原生化處理后的廢水離子濃度、懸浮物及COD都較高，會對后序的超濾及反滲透的穩(wěn)定運行構(gòu)成威脅，故需增加前置預(yù)處理系統(tǒng)，對水質(zhì)進行軟化，除去一部分離子，將COD降至<40mg/L，懸浮物降至<4mg/L，考慮這幾個方面，該項目采用“預(yù)處理+超濾+反滲透”的組合工藝，其中預(yù)處理系統(tǒng)采用“高密度沉淀池+V型過濾池”。
公司將原污水廠的生化處理裝置作為中水回用裝置的前處理系統(tǒng)。進入公司污水廠的廢水先進行生化處理后，再進行深度處理，處理后的水滿足了循環(huán)水補充水的指標(biāo)要求。
1、設(shè)計規(guī)模及進出水水質(zhì)
1.1 設(shè)計規(guī)模
甲醇廠中水回用項目進水量為9500m/d，每h進水量為396m3，本項目的設(shè)計進水量設(shè)定為400m3/h。
1.2 設(shè)計進水水質(zhì)
中水回用系統(tǒng)進水的水質(zhì)情況見表1。
1.3 設(shè)計出水水量
本項目中水回用產(chǎn)生產(chǎn)品水為250m3/h。
1.4 設(shè)計出水水質(zhì)
中水回用項目經(jīng)深度處理后，其出水全部回用于公司甲醇分廠，來作為發(fā)電循環(huán)水、甲醇循環(huán)水的補充水，因此，本項目出水水質(zhì)應(yīng)滿足循環(huán)水再生水的水質(zhì)指標(biāo)。
中水回用項目出水水質(zhì)見表2。
中水回用項目中出水pH值、濁度均符合要求，對于堿度、CI-和Ca2+，由于反滲透出水電導(dǎo)率<100μs/cm，其離子濃度約為70mg/L，也滿足循環(huán)水補充水的指標(biāo)要求。
2、工藝設(shè)計
由于原生化處理后的廢水離子濃度、懸浮物和COD都較高，對中水回用項目超濾及反滲透的穩(wěn)定運行造成影響，應(yīng)增加前置預(yù)處理系統(tǒng)，對水質(zhì)進行軟化，除去一部分離子，將COD降至<40mg/L，懸浮物降至<4mg/L。
考慮以上要求，中水回用項目采用“預(yù)處理+超濾+反滲透”的組合工藝，其中，預(yù)處理系統(tǒng)采用“高密度沉淀池+V型過濾池”。
2.1 預(yù)處理系統(tǒng)
(1)生化處理水經(jīng)調(diào)節(jié)池收集后，混合均勻，由提升泵輸送至高密度沉淀池。
(2)在高密度沉淀池中，投加CaO、Na2CO3、絮凝劑PAC、酸堿調(diào)節(jié)pH值，將污水進行軟化，除去大部分暫時硬度及永久性硬度，并通過混凝、沉淀過程進行分離。水中的COD去除30%，懸浮物去除80%。
(3)產(chǎn)生的污泥送至污泥濃縮池，污水由高密度沉淀池出來后，進入V型濾池，對出水懸浮物進一步去除，使出水懸浮物<4mg/L。
(4)從V型濾池出來的反沖洗水送入污水處理廠。
(5)污水經(jīng)V型濾池后出水進入清水池，清水池的污水由泵加壓后進入超濾系統(tǒng)。
2.2 超濾系統(tǒng)
中水回用項目在反滲透系統(tǒng)之前設(shè)置超濾裝置對反滲透進水進行進一步處理，以確保反滲透進水濁度<1NTU，SDI<3。
(1)來自清水池的污水由泵加壓后進入自清洗網(wǎng)式過濾器中，去除>100um的物質(zhì)，以保證超濾裝置的穩(wěn)定運行。
(2)從清洗網(wǎng)式過濾器出水進入超濾裝置中，除去>0.02um的物質(zhì)(膠體、懸浮物等)。
(3)中水回用項目原水選用的是污水處理廠處理后的污水，采用外壓式過濾，其步驟為過濾、頂部反洗、底部反洗、正向沖洗。
反洗水來自過濾水箱，并通過過濾側(cè)進入膜件中，從膜的內(nèi)側(cè)進入外側(cè)。反洗水沖刷整個膜絲后從進水口排出，反洗水量一般為過濾水量的2~3倍，反洗時間為30~60s。
反洗方向從上到下，運行模式稱為頂部反洗，保證污物以最短的路徑?jīng)_出，反洗從下到上稱為底部反洗。正向沖洗，對水中含有較高的懸浮物進行正向沖洗，以避免堵塞膜的可能。
濃水側(cè)閥門打開，濾出側(cè)閥門關(guān)閉，正向沖洗約20~30s，讓水全部流過，膜絲可以很好的沖刷聚積在膜絲末端表面的顆粒物和懸浮物沖出，正向沖洗后水排掉。
(4)超濾裝置產(chǎn)生的濃水和沖洗水進入污水處理廠，出水進入超濾水箱。超濾設(shè)備濾后水和加藥設(shè)備送來的還原劑、阻垢劑、非氧化性殺菌劑等進行混合反應(yīng)，由泵加壓后送入5um保安過濾器，再由高壓泵注入反滲透系統(tǒng)，進行反滲透處理。
2.3 反滲透系統(tǒng)
反滲透又稱逆滲透，是在一定的壓力作用下使溶液中的溶劑通過反滲透膜分離出來，由于該過程和自然滲透的方向相反，故稱為反滲透。根據(jù)各種物料的不同滲透壓，就可以使大于滲透壓的反滲透法達到分離、提取、純化和濃縮的目的，反滲透主要去除水中溶解鹽類、有機物、二氧化硅膠體，大分子物質(zhì)及預(yù)處理未去除的顆粒物。反滲透裝置產(chǎn)生的濃水進入污水處理廠，反滲透產(chǎn)水進入產(chǎn)水池，經(jīng)回用水泵加壓送至循環(huán)水崗位。
中水回用項目工藝流程如圖1所示。
各工段控制指標(biāo)見表3。
3、結(jié)語
中水回用項目實施后，不僅有效地減少了對一次水的用量需求，達到了節(jié)約用水的目的，同時又解決了廢水排放量大的問題，即減少外排250m3/h。
出水作為循環(huán)水的補充水，節(jié)約250m3/h，使得排污水量大大降低，循環(huán)水補充水質(zhì)得到了明顯改善。
在循環(huán)水的排污及藥劑使用上也得到了改觀，為循環(huán)水后期穩(wěn)定運行及管理提供了有力保障，減少了水資源稅，具有較好的環(huán)境效益。（來源：山西陽煤化工工程有限公司）
