锰砂除铁过滤装置在废水回用处理中的应用

田金光，李文军，李星

（陕西延长石油（集团）有限责任公司 延安石油化工厂，陕西　延安　727406）

锰砂除铁过滤装置在废水回用处理中的应用

田金光，李文军，李星

（陕西延长石油（集团）有限责任公司 延安石油化工厂，陕西延安727406）

延安某化工厂200 t/h低浓度污水处理单元负荷增加，造成出水总铁、浊度和悬浮物等指标不合格，不能满足循环冷却水补充水水质的要求，通过技术改造新增锰砂除铁过滤装置，使出水中总铁、浊度和悬浮物等指标满足循环冷却水补充水的要求，每年可节约水资源144万t，节能费用547.2万元，同时减少了污水排放，减轻了环境污染。

锰砂；除铁；过滤装置；回用水

为节约水源，延安石油化工厂200 t/h低浓度含油污水经处理满足Q/SH 0104-2007《炼化企业节水减排考核指标与回用水指标》中污水回用于循环冷却水水质指标后，用于循环冷却水系统的补充水。2014年由于汽柴油品质升级，新建4套生产装置，低浓度含油污水处理量由180～210 t/h增至200～230 t/h，负荷增加，造成出水总铁、悬浮物、浊度等指标不合格，无法回用，只能作为工业污水排放。为解决出水中总铁、悬浮物、浊度等指标不合格的问题，企业在原有处理单元中增设了锰砂除铁过滤装置，取得了较好的效果。

1　原有工艺

来自炼化装置的低浓度污水经调节罐初步隔油，再经涡凹气浮与溶气气浮进一步除油后，自流进AO生化池，经生化处理后进二沉池沉淀，然后进入深度处理部分（包括多介质过滤器、臭氧氧化塔、活性炭吸附过滤罐）过滤消毒合格后作为循环冷却水补水回用。低浓度污水处理原工艺流程见图1。

图1　低浓度污水处理原工艺流程

2　改造方案

2.1锰砂除铁工艺简介

锰砂除铁过滤装置利用氧化法将水中低价铁离子氧化成高价铁离子，再经吸附过滤，达到降低水中铁离子浓度的目的。其反应如下［1］：

2 Mn2++O2+2 H2O=2 MnO2+4 H+（1）

4 MnO2+3 O2=2 Mn2O7（2）

Mn2O7+6 Fe2++3 H2O=2 MnO2+6 Fe3++6 OH-（3）

Fe3++3 OH-=Fe（OH）3↓（4）

过滤时在精制锰砂层表面逐渐形成一层铁质滤膜作为活性滤膜，能起到催化作用，Fe（OH）3沉淀物经精制锰砂滤层催化和过滤双层作用后被去除［2］。锰砂过滤方案是经过曝气充氧后，加快了二价铁的氧化速度，能更有效地去除水中的铁［3-4］。锰砂除铁过滤装置不消耗化工原料，年补充量较低［5］。

2.2改造后低浓度污水处理工艺流程

200 t/h低浓度污水处理单元，在原有工艺多介质过滤器后增设锰砂除铁过滤装置，改造后低浓度污水处理工艺流程见图2。

图2　改造后低浓度污水处理工艺流程

2.3锰砂除铁过滤装置

本项目设置4台串联锰砂压力罐，设计处理水量为200 m3/h，操作弹性为1.2。罐内填装具有催化除铁及过滤双重功能的复合滤料，该复合填料主要由石英砂和高品位天然锰砂组成的，粒径为0.6～2.0 mm，滤层厚度为1.0～1.5 m，承托层厚度为0.3 m。锰砂除铁过滤装置见图3，主要技术指标见表1。

图3　锰砂除铁过滤装置

表1　主要技术指标Tab.1　Key technical indexes

2.4使用效果

200 t/h低浓度污水处理单元新增锰砂除铁过滤装置后，出水质量合格。锰砂除铁过滤装置投用前、后出水水质指标见表2。

表2　锰砂除铁过滤装置投用前、后出水水质指标Tab.2　Quality indexes of discharged water before and afteruse of manganese sand iron-removing filter

从表2可以看出，锰砂除铁过滤装置投用后，低浓度污水出水总铁的质量浓度从0.59～3.89 mg/ L降至0.50～0.70mg/L，悬浮物的质量浓度从10～36 mg/L降至18～26 mg/L，浊度从0.82～29.57 NTU降至1.34～7.63 NTU，出水水质达到循环冷却水系统的补充水的要求。

2.5经济效益

200 t/h低浓度污水处理单元产低浓度回用水180 t/h，每年节约水资源144万t，每吨水费按3.8元计，年节约费用547.2万元。

3　结论

200 t/h低浓度污水处理单元新增锰砂除铁过滤装置，该装置投用后，解决了总铁、浊度及悬浮物等不达标的问题，出水水质达到循环冷却水系统补充水的要求，每年节水144万t，每年节约水费547.2万元。同时还减少了污水排放，减轻了环境污染，该技术可供同类装置参考使用。

［1］宫晓丹.锰砂除铁一体化净水器在化学水处理生产中的应用［J］.广州化工，2012，40（14）：162-163.

［2］谷志强.蒸汽凝结水的除铁原理［J］.煤气与热力，2000，20（6）：446-447.

［3］金熙，项成林，齐冬子.工业水处理技术问答：第三版［M］.北京：化学工业出版社，2008.

［4］胡明忠，王小雨，王飞际.陶粒-锰砂双层滤池去除地下水中的铁锰［J］.工业用水与废水，2006，37（1）：22-23.

［5］郭建国.蒸汽凝结水的压力式锰砂除铁工程设计［J］.维纶通讯，2002，22（2）：21-23.

Application of manganese sand iron-removing filter for sewage reuse and treatment

TIAN Jin-guang，LI Wen-jun，LI Xing
（Shanxi Yanchang Petroleum（Group）Co.，Ltd.，Yan'an Petrochemical Factory，Yan'an 727406，China）

The increasing load of low concentration sewage treatment unit（200 t/h）of a chemical plant in Yan'an caused total iron，turbidity，suspended solids and some other indexes of the discharged water unqualified，which could not meet the requirement of make-up water of circulating cooling water system.By technical renovation and adding manganese sand iron-removing filter，the mentioned indexes of the discharged water met the requirement of make-up water of circulating water system，1，440，000 t of water and 5.472 million yuan could be saved per year，meanwhile，the sewage discharge was reduced and the environment pollution was alleviated also.

manganese sand；iron removal；filter；reuse water

X703.1

A

1009-2455（2016）04-0047-02

田金光（1968-），男，陕西黄陵人，高级工程师，从事工艺技术管理及研究工作，（电子信箱）shczcl6719@163.com。

2016-04-25（修回稿）