北方某厂废水综合治理方案应用研究

[摘要]：针对某化工企业废水，提出了药剂软化-超滤-反渗透和药剂软化-超滤-纳滤-反渗透两种工艺方案，从处理工艺、处理效果、经济性等多方面讨论了两种方案的优缺点，得出药剂软化-超滤-纳滤-反渗透工艺一种较为经济有效的可行性工艺方案。

[关键词]：超滤 ； 反渗透 ； 纳滤；  工艺方案

引 言

根据国家已颁布的《节约能源法》、《环境保护法》和相应的用水、排水收费政策，化工企业用、排水量和水质受到严格的指标限值。某化工集团拟对化工、热电、实业公司产生的废水进行综合治理回用，主要包括循环水排污水和反渗透浓水。由于该废水硬度、碱度、SO42-等致垢性离子、COD等有机污物以及含盐量均较高，处理难度大。本文根据废水水质并结合预处理效果，提出废水综合治理的工艺方案，并通过方案比较和优化，确定最终处理工艺。

1 水质状况

该化工集团废水综合处理系统循环排污水和反渗透浓水水量分别为176 m3/h 和117 m3/h ，合计293m3/h。主要水质指标如表1所示。

 

由表1可见，反渗透和循环水排污水的电导率偏高，为高盐废水，没有可直接消纳的场合，需要进行脱盐处理后回用。此外，该废水碱度、硬度以及SO42-等致垢性离子含量偏高，属于易结垢性水质。为了确保后续脱盐系统的稳定运行，须进行有效的预处理[1]。

2 废水综合处理系统技术方案

根据以上循环水排污水和反渗透浓水水质特点，提出如下两个技术方案。

方案一：药剂软化-超滤-反渗透工艺

本方案拟将循环水排污水和反渗透浓水混合后，采用石灰混凝-高效纤维过滤-超滤-反渗透系统工艺进行脱盐处理，具体工艺流程及水量平衡如图1所示。

将热电公司及化工公司反渗透浓水、实业公司及热电公司循环水排污水收集到排污水池混合均匀后，通过排污水泵提升进入高效澄清池，通过投加石灰、混凝剂去除水中的悬浮物、碱度和硬度。高效澄清池出水进入纤维过滤和超滤系统，超滤系统产水进入反渗透系统进行脱盐，脱盐后的淡水回用热电循环水系统，反渗透系统控制回收率为70%。高效澄清池配置污泥脱水系统，污泥脱水后的滤液、纤维过滤器反洗水和超滤反洗水全部回收至高效澄清池入口继续处理，整个废水综合处理系统排水仅有反渗透浓水。反渗透浓水88 m3/h进入浓水池，其中55m3/h送至灰库、二期脱硫、输煤用水点消纳，剩余33m3/h浓水外排。

方案二：药剂软化-超滤-纳滤-反渗透工艺

本方案以纳滤和反渗透作为主工艺，为减缓反渗透膜污堵情况，使反渗透系统在安全稳定运行条件下提高回收率，本方案首先将混合污水进行石灰软化-超滤处理，然后再将软化后污水进行纳滤-反渗透处理。方案二的工艺流程如图2所示。

将热电公司及化工公司反渗透浓水、实业公司及热电公司循环水排污水收集到排污水池混合均匀后，通过排污水泵提升进入高效澄清池，通过投加石灰、混凝剂去除水中的悬浮物、碱度和硬度。为保证纳滤系统进水水质，纳滤前设置超滤系统。超滤产水进入纳滤系统进行二价结垢性离子和有机物的脱除，纳滤控制回收率90%，纳滤浓水进入浓水池，纳滤产水进入反渗透系统。由于去除了大部分结垢性离子及有机物，反渗透系统控制回收率为90%，产水进入热电循环水系统。高效澄清池配置污泥脱水系统，污泥脱水后的滤液、纤维过滤器反洗水和超滤反洗水全部回收，纳滤和反渗透浓水共计55m³/h进入浓水池，送至热电厂灰库、脱硫装置、输煤系统等用水点进行消纳，没有多余浓水外排。

3 废水综合处理系统技术方案比较

3.1核心工艺设备对比

由表2可见，两种方案均需配置高效澄清池、纤维过滤器、超滤系统、石灰加药系统和反渗透系统，其中反渗透系统规格基本相同，高效澄清池、纤维过滤器和超滤系统规格方案一要大于方案二，但方案二需要增设一套纳滤处理系统。

3.2 技术特点对比

方案一采用传统工艺优化组合，工艺成熟度高，但整个系统反渗透控制回收率为70%，相对回收率较低，并且整个系统仍有33m3/h的高含盐废水需要外排，这会造成一定的环保风险。

方案二在反渗透系统前端增设纳滤系统，利用纳滤系统独特的膜分离特性，将混合污水中的二价致垢性离子和有机物去除，从而降低反渗透系统进水中的碱度、硬度、SO42-等结垢性离子的浓度[2-7]，使反渗透系统能够在保证安全平稳运行的条件下大幅提高系统回收率，回收率可控制在90%，反渗透系统和纳滤系统共产生浓水55m3/h，可通过干灰拌湿、脱硫和输煤系统消耗完，可实现该系统废水零外排，减轻了环境污染的风险和压力。

3.3经济指标对比

方案一和方案二的主要经济指标比较如下表3所示。

 

根据以上两种方案的经济性比较看，方案二的基建投资和运行费用略高于方案一。

4.结论

通过对两种工艺方案的比较，在平稳、安全的运行的前提下，目前采用方案二（药剂软化-超滤-纳滤-反渗透工艺）是一种经济可行的方法。该方案具有工艺成熟，运行稳定等特点，并且该方法采用传统工艺与纳滤相结合的工艺路线，成功利用了纳滤膜处理技术独特的分离特性及膜通量大、运行压力低等特点，将反渗透进水水质进一步软化，在确保反渗透系统安全平稳运行的前提下，可将反渗透系统的回收率由方案一的70%提高至90%。就经济性而言，方案一（药剂软化-超滤-反渗透）占有相对的投资和运行费用低的优势，但从保护环境的角度来看，方案二（药剂软化-超滤-纳滤-反渗透）可使整个系统的总回收率提高9.9%，并且反渗透系统和纳滤系统浓水产生的浓水可输送至灰库、二期脱硫、输煤用水点进行消纳，整个系统并无其他废水外排，减轻了环保的风险和压力。在当前对化工企业废水排放量严格控制的环境保护政策下，方案二所带来的环保效益要远远超过方案一。

因此，根据该化工企业废水的水质及水量特点，经过各方面的因素的综合比较，方案二是（药剂软化-超滤-纳滤-反渗透）是一种比较经济可行的改造方案。

参考文献

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