石油化工厂含盐废水处理技术

国内石化行业含盐废水主要由循环冷却水系统的污水和锅炉补给水系统膜处理后的浓水组成。循环冷却水系统用水量一般占全厂总用水量的80%以上，循环冷却水系统污水排放量占循环冷却水系统用水量的20%以上。因此，回收利用这些水对于节约水资源和减少废水排放具有重要意义。石油化工含盐废水含有一定量的悬浮物，但颗粒细小，浊度较低。水中结垢离子Ca2+、Mg2+、HCO3-和SO42-含量高，有机物浓度高。水质水量波动大，不能直排。需要有针对性的处理，否则会污染环境。但如果流程设计不合理，系统很难持续稳定运行。

1.项目概述

银川市西夏区工业园某石化厂含盐废水回收装置处理能力为180m3/h，其中循环污水80m3/h，除盐水站反渗透浓水100m3/h。污水中含有大量的悬浮物、各种盐类、金属氧化物和化学物质等。脱盐站反渗透浓水中含有大量结垢离子Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-和二氧化硅，pH值和碱度较高。全厂采用开式循环冷却水系统。由于季节影响，循环污水的水质和水量波动较大，在工程设计中必须充分考虑。根据本石化装置的生产要求，系统应满足50% ~ 100%的负荷。为适应水量的波动，系统设计分两路，每路设计涌水量为90 m3/h。

项目要求严格执行零排放，进水经处理后可回用于生产供水；处理过程中产生的浓水回用于污水深度处理系统进行浓缩处理；脱水后的污泥送至厂内焚烧炉焚烧发电。

2.设计水质和工艺流程

2.1设计水质

本工程进水由循环污水和除盐水站反渗透浓水组成，Q污水与Q浓水比例为4: 5。对两部分的水质进行检测，然后加权平均计算得到设计进水水质，主要指标如表1所示。

设计出水水质满足《石油化工给水排水质量标准》(SH3099—2000)的供水标准，浊度≤3NTU，pH值6.5 ~ 8.5，CODMn≤2mg/L，Cl-≤20mg/L，TDS ≤ 70 mg/L。

2.2工艺流程

进水中主要污染物为悬浮物和各种盐类，应以纤维过滤/超滤/反渗透工艺为主要手段。流程如图1所示。含盐废水首先进入调节池调节水质水量，池内设置搅拌器，加强调节作用。混凝沉淀用于去除大颗粒悬浮物和纤维过滤器不能去除的悬浮物，以保护后续的膜处理装置，起到保安过滤器的作用。采用超滤外压超滤膜，反渗透采用抗污染卷式反渗透膜，反渗透出水回用于生产供水，浓水回用于污水深度处理系统进行浓缩处理，污泥送厂内焚烧炉焚烧发电。

各单元设计的去除效果如表2所示。

3.主要工艺装置和设计参数

①调节池

采用全地下钢筋混凝土结构，总有效池容量150m3，水力停留时间50分钟。调节池配有水力搅拌和两台提升泵(一用一备)，流量180m3/h，扬程150kPa，功率15kW。

②混凝沉淀系统

采用12格、每列6格的多级多孔旋风反应器。单细胞大小为1.3米×1.9米×5.0米，水力停留时间为30分钟。絮凝池由2个池组成，每条线1个池，单池尺寸(长×宽×高)为1.0m×4.0m×5.0m，水力停留时间为10min。沉淀池采用斜管，2格，每行1格，单格尺寸(长×宽×高)4.0m×4.0m×5.0m，液面上升速度2mm/s，斜管采用EPDM材质，直径25mm，厚0.4mm，长1 m，反应池、絮凝池、沉淀池均为地上钢筋混凝土结构，内壁采用环氧树脂保护。絮凝池前端设置管道静态混合器，通过变频隔膜计量泵投加10%碱式氯化铝溶液和0.1%聚丙烯酰胺溶液。有两台计量泵(一用一备)，每台流量9L/h，扬程1.2MPa，功率0.25kW。有两台计量泵(一用一备)，每台流量22L/h，扬程1.2MPa，功率0.25kW

③纤维过滤系统

两台纤维过滤器(一用一备)，直径2700mm，设计出力175m3/h，采用彗星纤维滤料，滤料填充高度1.5m，逆流水过滤流速30m/h，反冲洗周期72h，采用气水联合反冲洗，气洗强度50L/(m2 & # 8226；s)，向上洗涤强度为3 ~ 5l/(m2 & # 8226；s)，向下洗涤强度为6 ~ 10l/(m2 & # 8226；s).

两台过滤器入口泵(与反洗泵共用，一用一备)，每台流量175m3/h，扬程400kPa，功率37kW。反洗风机为三台叶罗茨风机，2台(1用1备)，单台风机能力1030Nm3/h(常温常压)，风压58.5kPa，功率30kW。

④超滤系统

超滤系统2套，单套出水量87.5m3/h，20片超滤膜。超滤膜的公称孔径为0.03μm，每片膜的有效面积为77m2。超滤装置前端设有管道静态混合器，通过隔膜计量泵投加杀菌剂(10%次氯酸钠溶液)。计量泵2台(1用1备)，流量22L/h，扬程1.2MPa，功率0.25kW超滤反洗泵2台(1用1备)，流量200m3/h，扬程200kPa，功率22kW。

⑤反渗透系统

反渗透系统共2套，每套出水量为55.5m3/h。每套反渗透系统由一级和二级组成，按10: 5布置，每级配6个膜。反渗透膜为卷式膜，每片膜的有效面积为37m2，系统产水量为65%。高压泵为立式多级离心泵，两台(一用一备)，流量85m3/h，扬程1.25MPa，功率45kW。反渗透装置前端设置管道静态混合器，通过变频隔膜计量泵投加酸(30%盐酸溶液)、还原剂(10%亚硫酸氢钠溶液)和阻垢剂(100%有机膦酸盐溶液)。酸计量泵两台(一用一备)，流量9L/h，扬程1.2MPa，功率0.37kW；还原剂计量泵两台(一用一备)，流量25L/h，扬程1.2MPa，功率0.37 kw；阻垢剂计量泵两台(一用一备)，流量4.5L/h，扬程1.2MPa，功率0.37 kw

⑥污泥系统

污泥处理系统的设备包括一台普通箱式自动压滤机、相应的配料系统、加药系统和污泥输送系统，脱水后的污泥送至厂内焚烧炉焚烧发电。实际运行表明，脱水污泥含水率为65% ~ 75%，脱水性能良好。

4.调试和运行

系统从2014年4月25日开始调试，调试时因为进水量是负荷的50%，所以只调试了一条线路。原水从调节池直接进入混凝沉淀池进行调试，然后进入纤维过滤器、超滤系统和反渗透系统进行调试。

4.1混凝沉淀池的调试和运行

混凝沉淀池前混凝剂和絮凝剂的投加量对沉淀池的处理效果起着决定性的作用。系统实际进水浊度为50NTU。不加絮凝剂时，混凝剂投加量

经过7天的调试，最终确定当混凝剂投加量为3mg/L，絮凝剂投加量为1mg/L时，混凝沉淀池出水浊度为18NTU，平均去除率为64%。

4.2纤维过滤器的调试和运行

调试期间纤维过滤器进出水浊度变化见表3。

2014年5月5日调试纤维过滤器。经过4天的调试，纤维过滤器出水浊度稳定。

纤维过滤器稳定运行后，系统进水量增加，并恢复到设计进水量的100%负荷运行。

4.3超滤的调试和运行

超滤系统于2014年5月10日调试完毕，两条线同时调试。进水pH值约为8.0，温度为25～30℃，净水膜通量为55L/(m2 & # 8226；h)采用全流式过滤的运行方式。经过7天的调试，超滤装置出水浊度稳定。

调试期间超滤进、出水浊度变化见表4。

4.4反渗透的调试和运行

调试期间反渗透出水水质见表5。

反渗透系统调试于2014年5月18日，两条线同时进行。用酸计量泵将进水pH值从6.5调节至7.5，用还原剂计量泵将进水ORP值从-180 mV调节至+180 mV，阻垢剂用量为5mg/L，产水膜通量为16.67 L/(m2 & # 8226；h).经过10天的调试，系统出水水质稳定，各项参数均达到《石油化工给水排水质量标准》(SH3099—2000)的供水标准。

长期满负荷运行数据表明，系统运行稳定。系统各单元的实际处理效果见表6，各单元基本达到设计处理效果。系统最终出水水质满足《石油化工给水排水质量标准》(SH3099—2000)的供水标准。

5.投资和运营成本

项目总投资约660万元。直接运行费用(不含人工、设备折旧和维护)约2.5元/m3，其中电费约0.8元/m3，药剂费用约1.2元/m3，换膜费用约0.3元/m3，化验、自来水等其他费用约0.2元/m3。

6.结论

①采用絮凝沉淀+纤维过滤+超滤+反渗透组合工艺处理含盐废水。实践证明，该工艺可行且稳定，反渗透水水质达到《石油化工给水排水质量标准》(SH3099—2000)的供水标准。

②对于混合多源含盐废水的预处理，需要设置调节池，并保证足够的停留时间，使原水充分混合，保证水质均匀稳定，减少对后续处理的影响。

③纤维过滤器是目前石油化工厂含盐废水预处理工艺的核心设备。具有过滤速度快、处理水量大、占地面积小、反冲洗周期长、纳污能力强、悬浮物中细小颗粒和杂质去除效果好、出水水质稳定等优点。

④超滤+反渗透是目前石化厂含盐废水回用的核心工艺。其回用水水质良好，运行稳定，为后续实现零排放起到了减少废水量的作用。(来源:北京金泽环境能源技术研究有限公司)

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