除盐水站水资源循环利用改造项目

姜晓春 余淑惠 闫静（宁波浙铁江宁化工有限公司）

1 除盐水站运行概况

除盐水装置采用陶氏“精砂过滤器+叠砂过滤器+超滤+反渗透+混床”处理工艺（简称“RO工艺”），设计为两套110 m3/h除盐水装置，最大生产能力为220 m3/h，在用水负荷较大的情况下，两套可同时运行。根据除盐水装置流量统计显示，平均除盐水制水率约为62%～65%。

R0工艺是近年普及速度较快的技术，具有操作方便，自动控制等优点[1]。但由于受工业水价格等资源条件的影响，公司除盐水装置目前生产成本仍然较高，影响装置经济运行，主要原因就是装置制水率低，原水消耗量较大。

2 浓水回收改造

浓水回收方案总体思路是：保持现有除盐水工艺不变，通过考察脱盐水工艺过程中排放的废水品质，回收相对优质的排放水并寻找合适的回收利用途径，以降低企业整体的原水消耗量[2-3]。

2.1 除盐水装置水平衡

根据生产需要原水进水量约为160 t/h，除盐水平衡情况见表1。

按上述表格，除盐水得水率合计约63%，水资源利用效率比较低。为达到节水减排的环保目标，考虑从以上排放的几股废水寻找突破口。因此，对各股水进行了水质分析（表2），发现超滤系统的浓水与反冲洗水电导、硬度等方面性质基本相似，均比较低，水质较好；反渗透（RO）正冲洗水各项指标略高，数量较少；RO由于膜技术特点，导致盐含量高，各指标相对显著偏高。另外，再生废水由于呈碱性（pH大于或等于11）不予考虑。

表1 除盐水站水平衡表

表2 排放水水量与水质情况

2.2 排放水用于循环水补水可行性分析

分析制水过程排放水量与水质情况，认为上述4股排放废水可以回收利用，即超滤浓水、超滤反冲洗水、RO浓水（扣除精沙反冲洗与叠片反冲洗用浓水）、RO正冲洗水，总水量合计约38 t/h。

根据公司目前循环水站浓缩倍数，循环水站正常运行需要补充工业原水量80～90 t/h，若除盐水浓水回收可用于循环水补水，则可以节省循环水补充的工业原水[4]。混合后的水质分析计算见表3。根据分析，混合后的水质可以满足循环水的要求[5]。

2.3 除盐水排放水改造内容

除盐水站生产过程中排放水原来直接外送污水处理企业，改造通过在各自的排放口增设管道进行收集，并汇总至新增的收集池，经由新增的水泵输送至循环水站。

根据项目结算数据，管材管件及水泵费用为7万，流量计等电气仪表材料费约为5万，水收集池等土建投资近10万，项目包括安装施工费用总投资约合28万元。

2.4 改造后的主要风险与防范措施

根据工业水水质分析数据统计情况（表4），工业原水的水质随季节呈现一定的变化。其中夏季（7—10月）较好，冬春季（11—次年6月）。

应对措施：根据水厂提供的水质分析，在夏季原水完全可满足循环水使用要求，除盐水站的超滤浓水、RO正洗水、超滤消耗水水质与原水接近，均可回收使用，RO浓水根据当前的分析数据也可满足要求，因此初步认为在夏季（7—10月），除盐水站回收水量可以达到38 t/h。

冬春季节（11—次年6月）原水水质较差，理论上除盐水站超滤浓水、RO正洗水、超滤消耗水水质与原水接近，仍可回收使用。由于RO浓水是反渗透后浓缩的高含盐水，用于循环水补水时可能会对循环水水质产生影响。改造后经过对循环水水质指标的监控，实际生产运行中确实出现了循环水水质变差、循环水排污增加的现象，约有两个月的时间将RO浓水这1股不再进行回收，仅回收其余3股排放水[6]。

3 项目收益

项目改造完成后投用，水资源回收情况基本与预期吻合。根据年度报表统计，除盐水站排放水回收量基本稳定在30 t/h，主要是由于冬季枯水期工业原水水质变差，影响了2个月的水回收，因此回水量略低于预估数量。回收的水全部用于做企业自有的循环水系统补水，显著降低了循环水的工业原水消耗量，同时减少了全厂的污水外排数量。

表3 水质分析表

表4 2016年7月—2017年7月工业原水水质化验数据报表

项目实际经济效益核算以工业水价格3.2元/m3，污水外排价格8.5元/m3，设备电费0.7元/kWh，以年运行时间8000 h计，年节省工业原水费用和污水排放费用约为274.64万元，技改效益明显。相比项目改造投资28万元，不到2个月就回收了全部投资成本。

4 结语

1）通过对除盐水装置排放水进行合理的回收利用，节省了工业原水的消耗量，同时减少污水外排，改造后的100 m3/h除盐水装置一方面工业水有效利用率达到了81.25%，另一方面除盐水站外排污水量由原来的60 t/h降低了50%，年节省生产费用达到约270万元，切实达到了节省水资源的目的。

2）节能降耗是企业提升竞争力的内在驱动力，发展循环经济是当前响应号召的外部发展趋势。经过近1年的生产实践证明，回用合格的、品质较好的反渗透工艺脱盐水排放水，投资小而且见效快，节能的经济效益和社会效益显著。

3）改造项目的投用还应深化管理才能发挥更大的作用。生产上加强排放水回收的水质监测和供应的稳定性[7]，根据循环水变化做好调整，争取装置最大限度的低耗稳定运行。