電滲析技術(shù)在循環(huán)水場(chǎng)的應用

石油化工2005 年第34卷增刊PETROCHEMICAL TECHNOLOGY●733.電滲析技術(shù)在循環(huán)水場(chǎng)的應用竇傳杰(齊魯石化股份有限公司烯烴廠(chǎng)供水車(chē)間,山東淄博255411)[摘要]介紹了齊魯石化股份有限公司烯烴J ?利用電滲析技術(shù)處理循環(huán)水的排污水.用作循環(huán)水補水的工藝流程、運行情況和存在的問(wèn)題;在利用現有設備的前提下,通過(guò)技術(shù)分析和經(jīng)濟比較,表明利用電滲析技術(shù)處理原水,生產(chǎn)軟化水補充循環(huán)水在技術(shù)上更可靠,成本比利用離子樹(shù)脂生產(chǎn)軟化水低,同時(shí)，改善了循環(huán)水水質(zhì),減少了排污量,實(shí)現了節水減排的目標。[關(guān)鍵詞]電滲析;循環(huán)水排污水;原水:軟化水[中圈分類(lèi)號] TQ 085[文獻標識碼] A .水是地球的血液,是人類(lèi)生存的命脈,是一種不2利用電滲 析技術(shù)處理循環(huán)水的排污水,作可替代的自然資源，隨著(zhù)人口的不斷增長(cháng)和工業(yè)的為循環(huán)水的補水繼續發(fā)展,水將成為短缺的資源,水資源的短缺將成為影響經(jīng)濟可持續發(fā)展的重要因素之一-。 節水減排2.1循環(huán)水場(chǎng)的概況工作將是各個(gè)用水企業(yè)面臨的一個(gè)重大課題，電滲齊魯石化股份有限公司烯烴廠(chǎng)供水車(chē)間共有析技術(shù)為解決這一難題提供了幫助。3套循環(huán)水裝置,總循環(huán)量為65 kV/h, 總排污量約本工作介紹了齊魯石化股份有限公司烯烴廠(chǎng)利用為150 V/h,如此大的排污量,不僅需要補充大量的電滲析技術(shù)處理循環(huán)水的排污水，用作循環(huán)水的補水新鮮水，而且每年還要交納- - -百多萬(wàn)元的排污費。的工藝流程運行情況和存在的問(wèn)題。通過(guò)技術(shù)分析和為了節約資源,提高效益,通過(guò)方案篩選,該廠(chǎng)決定經(jīng)濟比較,表明利用電滲析技術(shù)處理原水,生產(chǎn)軟化水補采用電滲析技術(shù)對循環(huán)水的排污水進(jìn)行處理回用。充循環(huán)水技術(shù)上更可靠,成本較低,同時(shí),改善了循環(huán)水先處理第一循環(huán)水場(chǎng)的排污水,待工藝技術(shù)成熟水質(zhì),減少了污水的排放量,實(shí)現了節水減排的目標。后，再將第六、七循環(huán)水廠(chǎng)的排污水用管線(xiàn)接人一塊處理。1電滲析的工作原理2.2電滲析技術(shù)的工藝流程當含鹽水通過(guò)電滲析器時(shí),水中的帶電離子在來(lái)自第- ~循環(huán)水場(chǎng)的排污水經(jīng)過(guò)管道渦流混合直流電場(chǎng)的作用下定向遷移,陽(yáng)離子向負極遷移,陰器與絮凝劑充分混合后,進(jìn)人沉淀反應器進(jìn)行沉淀,離子向正極遷移,而離子交換膜具有選擇透過(guò)性能，沉淀后的污水從反應器上部出水進(jìn)人水箱，然后由即陽(yáng)膜只能透過(guò)陽(yáng)離子,陰膜只能透過(guò)陰離子,結果泵提升進(jìn)入雙層濾料過(guò)濾器,對未能沉淀的絮凝體形成交替的淡水室和濃水室,分別得到脫鹽淡水和進(jìn)行濾除,雙層濾料過(guò)濾器的出水,經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾器濃縮鹽水。電滲析的工作原理見(jiàn)圖1川。進(jìn)一步過(guò)濾后,進(jìn)入電滲析器,脫去大部分的鹽類(lèi),原水極水實(shí)現對水質(zhì)的脫鹽與淡化。經(jīng)過(guò)電滲析處理后的水日陰陽(yáng)陰陽(yáng)陰用作循環(huán)水補充用水,直接進(jìn)人第一-循環(huán)水塔下的水池。工藝流程圖見(jiàn)圖2。2.2.1絮凝沉淀反應器+++> ++>水進(jìn)入絮凝沉淀反應器進(jìn)行沉淀,除去循環(huán)水陽(yáng)極I極濃淡濃淡濃湞批開(kāi)極中的磷,并除去一部分濁度。 其特點(diǎn)是通過(guò)水分配室器,使進(jìn)水均勻分布在反應器內,采用斜管使分離區的上升流速由傳統的1m/s提高到3m/s,反應器運行時(shí)間為8 h,排污時(shí)間為2 ~5 min。濃水[作者簡(jiǎn)介]竇傳杰(1972-),男， 山東省淄博市人,大學(xué),工程師，圖1電滲析工作原理圖電話(huà)0533 - 7580498 ,電郵doucj@ sina. com。.734●PETROCHEMICAL TECHNOLOGY2005年第34卷絮凝劑罐2.4實(shí)際運行情況2.4.1系統試運過(guò)程中 發(fā)現的問(wèn)題及采取的措施計量聚系統試運過(guò)程中發(fā)現的主要問(wèn)題及采取的措施鋪環(huán)排行水。管道混合器- _ +家凝沉旋反應器水箱有:(1)精密過(guò)濾器能力偏小，濾芯易堵塞,需要經(jīng)常清洗影響正常生產(chǎn)。經(jīng)與設計單位協(xié)商,決定更精密過(guò)濾器雙層過(guò)健器新精密過(guò)濾器,增大規格,過(guò)濾器直徑由φ 1 200 nm↑反洗水 。增大為φ 2000 nm,更新過(guò)濾器后,滿(mǎn)足了生產(chǎn)的正酸罐電穆析器循環(huán)水池常運行。(2) 由于小試時(shí)第- - 循環(huán)水場(chǎng)的循環(huán)水的補水為地下水,系統試運時(shí)補水改為黃河水,造成排圖2電滲析技 術(shù)處理循環(huán)水排污水工藝流程圖污水的水質(zhì)發(fā)生較大變化,致使部分電滲析出水指2.2.2雙層 濾料過(guò)濾器標達不到設計要求,試運行水質(zhì)指標見(jiàn)表2[2]。由雙層濾料過(guò)濾器的作用在于通過(guò)無(wú)煙煤、石英表2可見(jiàn),部分數據沒(méi)達到設計要求,但作為循環(huán)水沙雙層濾料對未能沉淀的絮凝體進(jìn)行進(jìn)一步的去的補水是可以的。(3)試運過(guò)程中,電滲析器酸洗除。過(guò)濾器安裝有壓差指示系統,運行-段時(shí)間后頻繁,原設計為兩周酸洗一次,而實(shí)際需要每周酸洗需反沖洗。兩次。經(jīng)仔細查找原因發(fā)現主要問(wèn)題是排污水的化2.2.3精密過(guò)濾器，學(xué)需氧量(COD)太高，約為15 mg/L,經(jīng)兩級過(guò)濾該過(guò)濾器采用超細聚丙烯纖維濾芯，使5μm后,COD沒(méi)有下降，而經(jīng)過(guò)電滲析器后,COD降為以上的微粒不能進(jìn)入電滲析器,確保電滲析設備正5mg/L左右,滲析膜受到污染和堵塞,造成酸洗次常安全運行。數增多。經(jīng)與設計人員討論,決定在粗過(guò)濾器中增2.3水質(zhì)指標加活性炭層以較小COD。改造后，效果不明顯。第一循環(huán)水場(chǎng)的排污水水質(zhì)指標和電滲析器設(4)在酸洗過(guò)程中,部分酸泄漏，為防止腐蝕地面，計出水控制指標見(jiàn)表1月。對廠(chǎng)房地面全部進(jìn)行了防腐處理。表1第一循環(huán)水場(chǎng)的排污水水 質(zhì)指標和電滲析器設計出水控制指標項目pH濁度/FTU 總硬/(mg:L+) 總磷/(mg.L-)_-/(mg.L-T) SO-/(mg.L西)總鐵/(g:西)排污水8.5~9.209005~7480600<0.5電滲析出水6-92<300<0.3< 120< 200<0.2表2試運行時(shí)第一-循環(huán)水場(chǎng)循環(huán)水的排污水水質(zhì)指標和電滲析器出水指標pH濁度/FTU總硬/(mg.L-7) 總磷/(mg.L-") C-/(mg.L-1) SO)2-/(mg.L-)總鐵/(mg.L-I)_6.5-9.8850~1 041588 -720746-1 000電滲析出水6.7-8.50.5-2.4 .180 -3800.3-0.5100 -200200 -3000.12.4.2裝置運行情況的脫鹽與淡化。經(jīng)過(guò)電滲析處理后的軟化水用作循從2003年7月到2004年5月,共回用排污水環(huán)水補充用水,直接進(jìn)人第一循環(huán)水塔下水池。工近0.2Mt,取得了-定的經(jīng)濟效益,并且使循環(huán)水藝流程圖見(jiàn)圖3。水質(zhì)得到了改善,濃縮倍數提高了0.5左右。但是，滲析膜損壞非常嚴重,后期出水水質(zhì)也很差。由于水?！复诌^(guò)濾器精密過(guò)鍵器滲析膜價(jià)格比較高,從整體經(jīng)濟效益看,若維持該系統繼續運行,成本比較高。電滲析器7一+循環(huán)水魏3利用電滲析技術(shù)處理原水,生產(chǎn)軟化水作圖3電滲析技術(shù)處理原水工藝流程圖為循環(huán)水的補水3.2電滲析技術(shù)處理 原水的優(yōu)點(diǎn)3.1電滲析技術(shù)處理 原水的工藝流程電滲析技術(shù)處理原水的優(yōu)點(diǎn):(1)因為原水的原水利用自壓直接進(jìn)人雙層濾料過(guò)濾器,去除水質(zhì)遠好于循環(huán)水排污水,使得延長(cháng)滲析器的壽命懸浮物、降低濁度后,進(jìn)人精密過(guò)濾器進(jìn)一步過(guò)濾 ,得到保障,降低了成本。(2) 電滲析技術(shù)處理原水，然后進(jìn)人電滲析器,脫去大部分的鹽類(lèi),實(shí)現對水質(zhì)不僅去除了部分陽(yáng)離子,而且去除了部分陰離子,因.增刊竇傳杰電滲析技術(shù)在循環(huán)水場(chǎng)的應用●735●此它生產(chǎn)的軟化水比利用離子交換樹(shù)脂生產(chǎn)的軟化10.5(kW) x0.4(元/kWh) x744(h) =3 124.8(元)水的水質(zhì)要好,用它補充循環(huán)水，可以改善循環(huán)水的4臺滲析器每月耗電費水質(zhì),提高濃縮倍數,大大降低排污量。(3) 電滲析4x3 124.8=12 499.2(元)出水pH為6~9,用它作循環(huán)水的補水,對pH的影每月酸耗(平均每月0.5 t)響較小,這樣就可以很好的控制好循環(huán)水的鈣硬和0.5(t) x455(元/t) =227.5(元)堿度。齊魯石化股份有限公司烯烴廠(chǎng)在循環(huán)水質(zhì)的每月總費用日?？刂浦?經(jīng)常遇到鈣硬和堿度很高,而pH又偏3 124.8 +12 499.2 +227.5=15 851.5(元)低的情況,此時(shí)若補軟化水,pH將超標，如補利用電噸制水費用滲析技術(shù)生產(chǎn)的軟化水，就可以很好的解決這一一15 851.5 +72 000 =0.22(元/t)問(wèn)題。從以上計算可以看出,用電滲析技術(shù)制水較離3.3電滲析技術(shù)處理原水與離子交換樹(shù)脂處理原子樹(shù)脂制水的成本低,若用循環(huán)排污水作為濃水利水的經(jīng)濟比較用,其效益會(huì )更大。3.3.1離子交換樹(shù) 脂處理原水的操作費用計算4結論每月制水量3 600(V/次) x20(次) =72 000(t)(1)齊魯石化股份有限公司烯烴廠(chǎng)利用電滲析每月酸耗(平均每月80t)技術(shù)處理循環(huán)水的排污水用作循環(huán)水的補水的工藝80(t) x455(元/t) =36 400(元)不完善,造成設備壽命短,運行成本高，現已停運。每月堿耗(平均每月6t)(2)在充分利用現有設備的前提下，用電滲析6(t) x1 260(元/!) =7 560(元)技術(shù)處理原水,生產(chǎn)軟化水補充循環(huán)水技術(shù)上更可靠,由于利用原有設備,成本更低廉,同時(shí),改善了循36 400 +7 560 =43960(元)環(huán)水水質(zhì),減少了循環(huán)水排污,效益明顯。參考文獻43 960 +72 000=0.61(元/t)1唐受印,戴友芝.水處理工程師手冊.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,3.3.2電滲 析技術(shù)處理原水的操作費用計算2004. 277 -2882李本高,徐振洪,龍軍.工業(yè)水處理技術(shù)(第八冊).北京:中國石100(t/h) x720(h) =72 000(t)化出版社,2004.106 ~ 108每臺滲析器每月耗電費(編輯李明輝)