化肥企业中水回用系统设计

沈彩虹　陈胤晖

（1中船第九设计研究院工程有限公司上海2000632上海泓济环保工程有限公司上海200433）

化肥企业中水回用系统设计

沈彩虹1陈胤晖2

（1中船第九设计研究院工程有限公司上海2000632上海泓济环保工程有限公司上海200433）

随着水资源的开发利用，可供人类使用的水资源日益减少，水污染亦日益严重。根据项目水质和现场实际情况，本设计对循环水系统的排污水进行预处理，然后经超滤、反渗透，再返回循环水系统。实际调试结果表明，该装置能有效处理高盐分、高硬度、高COD含量的排污水，出水标准满足循环冷却水用再生水水质标准（GB 50050-2007工业循环冷却水处理设计规范）中的相关要求。本次工程所收集的系统和和污水排放遵守相关的标准和法规。

化肥；超滤；反渗透；中水回用

化肥行业单位耗水量高已经给企业巨大的压力，中水回用一定程度上减轻了企业的用水压力[1]。山东某化肥有限公司，新厂区新建系统回用水站设计规模确定为860m3/h。其中清净下水回用水站600m3/h，污水回用水站260m3/h。回用水站较好解决了用水需求，对节约工业用水具有重大意义[2]。

1　项目技术要求

1.1项目技术特点

该项目中水回用水站的水源共有四股废水，分别为脱盐水站排污水、循环水站排污水、锅炉排污水和污水处理站处理后的出水。脱盐水站排污水、循环水站排污水和锅炉排污水属于清净下水，混合后的总硬度约1000mg/L（以CaCO3计），高硬度的水源在进入反渗透时，极易引成反渗透的结垢现象，造成膜通量下降，降低产水水量，因此需对水中的硬度进行预处理。污水处理站出水由于在废水处理过程中已经进行了软化处理，故硬度和悬浮物都较低，可直接进入后续膜处理系统。因此，两大类水源分为两个处理系统分别设计。本设计只是对清净下水进行处理，污水处理站出水的中水回用另行设计。

1.2进出水水质标准

脱盐水站排污水、循环水站排污水和锅炉排污水混合后的综合水质如表1所示。需要经过软化、过滤及除盐后可作为循环水补充水。浓水反渗透的浓水排入浓水收集池，另外进行零排放处理。

本工程回用水站出水作为循环水补充水，水质满足《工业循环冷却水处理设计规范》(GB 50050-2007)中循环冷却水用再生水水质标准的相关要求，如表2所示。

表1　主要设计进水水质

表2　设计出水水质

2　结果与讨论

2.1工艺方案

循环水站、除盐水站及锅炉排污水压力流进入调节池进行水质水量调节，而后经提升泵加压后进入混凝沉淀池，通过向反应池中投加液碱及纯碱，对水中硬度进行软化去除。为了保证软化沉淀效果，同时投加PAC（聚合氯化铝）混凝剂和PAM（聚丙烯酰胺）絮凝剂。沉淀池产生的泥渣用泵提升至污泥池，经污泥脱水机处理，泥饼外运，清液回流至调节池。反应沉淀池上清液流入清水池，经泵提升至多介质过滤器，在多介质过滤器进水端加入适量的杀菌剂，防止系统装置池壁等部位滋生藻类。多介质过滤器的反洗水取自超滤产水池，反洗排水通过地沟收集后去回用水站的调节池。多介质过滤器的产水直接进入自清洗过滤器，对水中的可能残留的颗粒、悬浮物进行截留，起到对超滤膜保安作用。随后直接进入超滤单元，出水水质可达到浊度≤0.5NTU、SDI≤3，能满足反渗透的进水要求。超滤采用中空纤维结构的膜元件，膜元件材质采用聚偏氟乙烯(PVDF)。超滤采用错流过滤的运行方式，产水率大于90%，产水进入超滤产水池，浓水排入清水池。超滤产水经RO给水泵提升后进入RO保安过滤器。在RO给水泵总管上设置管道混合器，通过管道混合器投加一定量的还原剂除去水中的余氯，确保进入反渗透装置的余氯＜0.1mg/L，同时投加适量的阻垢剂防止反渗透浓水中碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙等难溶盐浓缩后析出结垢，堵塞反渗透膜。保安过滤器的出水经高压泵增压后进入反渗透单元脱盐。反渗透装置采用一级二段，回收率70%，产水进入回用水池，产水达到并优于循环水补充水标准。浓水排入浓水调节池，经泵提升后进入浓水反渗透装置。浓水反渗透装置回收率60%，产水进入回用水池，产水达到并优于循环水补充水标准。反渗透系统承担了主要的脱盐任务，主要去除水中溶解盐类，同时去除一些有机大分子等[3,4]。

图1　工艺流程图

2.2主要工艺参数设计

2.2.1调节池

工艺路线中调节池的参数如表3所示。

2.2.2多介质过滤器

工艺路线中多介质过滤器的参数如表4所示。

表3　调节池参数一览表

表4　多介质过滤器参数一览表

2.2.3超滤装置

工艺路线中超滤装置的参数如表5所示。

表5　超滤装置参数一览表

2.2.4反渗透装置

工艺路线中反渗透装置的参数如表6所示。

2.2.5浓水反渗透装置

工艺路线中浓水反渗透装置的参数如表7所示。

表6　反渗透装置参数一览表

表7　浓水反渗透装置参数一览表

2.3系统性能

本项目设计中主要膜装置系统的性能如表8、表9所示。

表8　超滤装置性能

表9　反渗透装置性能

3　结语

过去化肥企业的废水经处理后全部直接外排，不但增大了投资，给企业带来经济负担，而且还造成了水资源的浪费。本项目的回用水站主要采用预处理+双膜法保证化工生产环保达标和节能降耗的有效措施该装置工艺流程短、效率高、运行成本低，能在恶劣的进水条件下确保反渗透系统的稳定运行，达到节水减排的目的。对保护环境和企业发展起到了双重推动作用。

[1]万银霞.化肥企业中水回用预处理的中试研究[J].化肥工业, 2015(2):68-69,87.

[2]罗旭,陈华,郭景玉,等.中水回用前端杀菌在化肥循环水系统的应用[J].全面腐蚀控制,2014(5):41-42,76.

[3]曹建云,许云超.双膜法水处理工艺在石化污水回用系统的应用[J].现代企业文化,2010(18):139-140.

[4]刘利伟.关于双膜法的探讨[J].城市建设理论研究:电子版, 2014(7).

沈彩虹（1980—），女，汉族，湖南省临湘市人，硕士，助理工程师。