煤化工中水回用處理中超濾-反滲透設計

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  • 來源:水處理設備廠家

超濾-反滲透屬于組合工藝,主要組分有預處理、UF (超濾)、RO (反滲透膜) 等工藝。在煤化工廠的回用水處理工程中應用該組合工藝,不僅可以穩定且高效地去除水中污染物,還可以有效避免反滲透膜出現污堵現象,為回用水質量提供技術保障。

1 工藝流程及設計參數

1. 1 工藝流程

煤化工廠的回用水處理的具體工藝流程如圖1所示。

煤化工廠的回用水處理的具體工藝流程圖

1. 2 設計構筑物與設備參數

超濾-反滲透組合工藝的主要設計構筑物有五個,分別是廢水勻質池、高效澄清器、多介質過濾器、超濾系統、反滲透系統。

1.2.1 廢水勻質池

無論是脫鹽水站的排污系統還是循環水場的排污系統,均需要間斷進水,因此,必須對水質進行均質化處理。勻質池的尺寸在設計時,應控制為3.6 m×8.0 m×36.8 m;配備兩臺廢水提升泵,其中一臺執行作業,另一 臺留作 備用 ,廢水 提升泵 的流 量規 格應確 保150m3/h;最后選取兩臺功率在2.5 kW左右的潛水攪拌機[1]。

1.2.2 高效澄清器

高效澄清器屬于鋼結構廢水處理設備,其主要功能有三個,分別為沉淀、反應及混凝,煤化工廠在回用水處理過程中,所選取的處理量規格應是150 m3/h,出水量設計值應控制在25 mg/L左右,尺寸設計值應控制在6 900 mm×5 500 mm左右。將加藥裝置安于澄清器前端,配備兩臺漿泵,具體規格為2 t/h左右;如果是可以添加絮凝劑的裝置,加設兩臺機械隔膜泵,流量規格為80 L/h左右;如果是可以添加混凝劑的裝置,仍需加設兩臺機械隔膜,但其流量規格為20 L/h即可。

1.2.3 多介質過濾器

多介質過濾器可以徹底清除煤化工廠污水中的膠體及懸浮物,其濾料以石英砂、無煙煤為主,在實際應用過程中,需要配備兩臺多介質過濾器,處理量規格應滿足75 m3/h,濾速最小值應在9 m/h左右,并采取氣水反沖洗法處理,其尺寸設計值應控制在4 100 mm×3 000 mm左右。

1.2.4 超濾系統

將盤式過濾器安于超濾系統前端,該過濾器額處理量應滿足150 m3/h的規格,出水濁度應比2.5 NTU(濁度電位) 小,過濾精度需滿足50 μm標準,最佳型號為以色列出產的ARKAL 8。超濾系統回收率較高,因此產水的濁度最大值不應超過0.45 NTU,而SDI (串行數字接口) 的出水濁度則不應超于2.5 NTU。

回用水裝置凈出水量約138 m3/h,選取外壓式的中空纖維膜,設計面積在48 m2左右,共計55只。配備一套化學清洗裝置,其中清洗保安過濾器的能力規格應控制在140m3/h,濾芯的過濾準確度控制在4 μm左右。在反洗系統前端裝置于可以添加NaClO3的裝置,并配備兩臺驅動隔膜泵,其流量標準應在800 L/h;如果是加酸裝置,則驅動隔膜泵的流量標準為300 L/h;如果是加堿裝置,驅動隔膜泵的流量標準為120 L/h。

1.2.5 反滲透系統

將保安過濾器裝置于反滲透膜前端,該過濾器準確度要控制在4 μm左右,以不銹鋼作為過濾器外殼,可以有效提升其抗腐蝕性,利用聚丙烯噴熔構造濾棒,濾棒結構為孔形偏錐形,實際作業流速的最大值為9.5m3/h。以臥式離心感壓泵為反滲透高壓泵。該裝置產水量的設計值譽為98 m3/h,回收率在80%左右,1 a脫鹽率的設計值超過97%,3 a脫鹽率的設計最小值為96%。采用型號為I-FR的反滲透膜元件,該元件具有抗污性強、產水量較高及端面自鎖等特性,共計158只。如果配備添加還原劑的裝置,則需要2 d驅動隔膜泵,流量標準為7.5 L/h;如果配備添加阻垢劑額裝置,驅動隔膜的流量標準為4.6 L/h。

2 應用效果分析

煤化工廠遵照上述流程構建超濾-反滲透工藝,并將其應用于回用水處理工程,通過監測分析,回用水的出水具有良好的穩定性,且質量符合中國相關設計規范要求標準,具體出水質量如表1。

回用水出水水質

應用該組合裝置,在很大程度上節約了煤化工廠電費、藥劑費、損耗費,為煤化工廠縮減了大量生產資金成本,可見超濾-反滲透裝置具有良好的經濟效益。

3 結語

隨著社會經濟發展水平不斷提升,水質逐漸趨于復雜,用戶對水質需求越來越高。將結合反滲透系統、超濾系統、多介質過濾器、高效澄清器及均質池設計而成組合工藝應用于煤化工廠的回用水處理工程,可以有效提高污水回收率及脫鹽率,符合相關水質要求標準,且具有良好的經濟性能,應受到煤化工廠大力推廣。

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