化工厂产生的含碘废水深度处理与回用

时间：2017-02-05 作者：91再生 来源：91再生网

　　化工厂循环水场补水量约占总新鲜水用水量的70%，其补水若全部用新鲜水补充，将造成水资源的极大浪费。若能对该厂产生的含碘废水进行深度处理与回用，不仅能有效地节约运行成本，且能实现较大的环境和社会效益。基于此，化工厂采用匀质池+高效澄清器+多介质过滤器+超滤及反渗透的组合工艺对其产生的含碘废水进行了深度处理与回用。

 

　　有效的预处理+超滤（UF）+反渗透膜（RO）的组合工艺，不仅能高效、稳定地去除污染物，而且可避免反渗透膜的污堵，确保出水符合废水水质标准〔1,2,3,4〕，其在废水处理的工程设计中得到了一定的应用。

 

　　设计规模及进出水水质

 

　　化工厂废水处理装置进水水源主要分为以下几类：一是含碘废水处理装置出水，其出水水质满足《含碘废水综合排放标准》（GB8978-1996）的一级排放标准；二是循环水场排含碘废水；三是脱碘水站排含碘废水。本废水处理装置设计规模为160m3/h，设计进水水质见表1，设计出水要求执行《含碘废水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）中再生水用作循环冷却系统补充水的水质标准。

 

　　从进水水质可以看出，含碘废水处理装置的水源较为复杂，其有机污染物、微生物、生物黏泥、胶体类、重金属、硬度等物质的污染较常规的纯水要复杂和严重的多，对超滤前的预处理效果要求较高。

 

　　根据上述水质特点，设计采用匀质池+高效澄清器+多介质过滤器+超滤及反渗透的组合工艺。

 

　　工艺流程及主要设计参数

 

　　含碘废水匀质池

 

　　进水水源中循环水场排污及脱碘水站排污均为间断进水，需加强均质化处理。匀质池设计尺寸为37.9m×7.6m×3.5m。匀质池配套设置含碘废水提升泵，含碘废水提升泵1用1备，单台流量为160m3/h；配套设置2台潜水搅拌机，功率为3kW。

 

　　高效澄清器

 

　　高效澄清器是集混凝/反应/沉淀于一体的钢结构含碘废水处理设备，单台处理量为160m3/h，设计出水SS≤20mg/L，设计尺寸为D6000mm×7000mm。

 

　　在高效澄清器前配套设置石灰乳加药装置，浓浆泵2台，1用1备，单台加药量为0～3t/h；絮凝剂加药装置，机械隔膜泵2台，1用1备，单台流量为0～120L/h；混凝剂加药装置，机械隔膜泵2台，1用1备，单台流量为0～44L/h。

 

　　多介质过滤器

 

　　多介质过滤器用于去除水中的悬浮物和胶体，滤料采用无烟煤和石英砂。多介质过滤器2台，设计单台处理量为80m3/h，设计滤速为10m/h，采用气水反冲洗。多介质过滤器设计尺寸为D3200mm×4200mm。

 

　　超滤系统

 

　　超滤系统前配套设置1台盘式过滤器，处理量为160m3/h，设计出水浊度≤3NTU，过滤精度为50μm，过滤器型式：以色列ARKAL3DF-8。

 

　　超滤系统设计回收率为90%，设计产水水质：SDI≤3，浊度≤0.5NTU。装置净产水量为144m3/h，采用DOW公司生产的SFP2860DOWTMUF膜组件（外压式中空纤维膜），单只膜面积为51m2，共60支。

 

　　超滤系统及反渗透系统共同配套设置化学清洗装置1套，含清洗保安过滤器1台，能力为150m3/（h˙套），滤芯过滤精度为5μm。

 

　　化学增强反洗系统含次氯酸钠加药装置，电磁驱动隔膜泵2台，1用1备，单台流量为0～1600L/h；加酸装置，电磁驱动隔膜泵2台，1用1备，单台流量为0～550L/h；加碱装置，电磁驱动隔膜泵2台，1用1备，单台流量为0～240L/h。

 

　　反渗透系统

 

　　反渗透膜前设置保安过滤器，保安过滤器过滤精度为5μm，外壳采用耐腐蚀的316不锈钢材质，滤棒由聚丙烯喷熔制成，孔形呈锥形结构，运行流速≤10m3/（m2˙h）。

 

　　反渗透高压泵采用卧式离心高压泵，过流部分材质为不锈钢，Q=150m3/h，P=1.4MPa。

 

　　反渗透装置设计产水量为108m3/h，回收率为75%。1a内设计脱碘率≥98%，3a内设计脱碘率≥97%。反渗透膜采用美国DOW公司生产的BW30-400/34I-FR端面自锁高产水量抗污染型苦咸水反渗透膜元件，设计通量为18LMH，选用膜元件162支，采用6芯装美国CODELINE公司产品膜壳27支。一级二段，18∶9排列。

 

　　反渗透系统配套设置还原剂加药装置，电磁驱动隔膜泵2台，1用1备，单台流量为0～15.1L/h；阻垢剂加药装置，电磁驱动隔膜泵2台，1用1备，单台流量为0～7.6L/h。

 

　　自控系统设置

 

　　（1）超滤系统。正常操作情况下，超滤装置需要每20~60min进行气擦洗、水力反洗（含正冲洗、反冲洗）至少各1次，单次气水冲洗的时间约为1min，也就是说需要在1min内进行约40次的不同阀门开、关操作；而超滤装置的常规化学加强反洗（CEB）需要至少24h1次，这在人工运行时很难保证，所以超滤装置的启动、运行、气擦洗、反洗、正洗、停机等过程均由PLC实现自动控制。

 

　　超滤系统同时设置就地仪表盘和就地操作盘，在就地仪表盘上可读出超滤的有关工艺参数，以及能在就地操作盘上操作相关的水泵和自动阀门。

 

　　（2）反渗透系统。反渗透系统的启动、运行、冲洗、停机备用等过程也均由PLC实现自动控制。同时设置就地仪表盘和就地操作盘，在就地仪表盘上可读出RO的有关工艺参数，如电导率、流量、压力等；在就地操作盘上能启停RO进水高压泵及相关的自动阀门。

 

　　运行效果

 

　　本废水处理装置已经建成运行近1a，运行结果表明，出水稳定，出水水质达到《含碘废水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）中再生水用作循环冷却系统补充水的水质标准。

 

　　成本分析

 

　　人工费：定员按4人考虑，工资为5000元/（月˙人），人工费为667元/d；电费：本装置平均耗电量为5440kW˙h/d，电价以0.75元/（kW˙h）计，电费为4080元/d；药剂费：药剂费以1500元/d计；损耗费：石英砂滤料以200元/d计（按0.5a的使用寿命），超滤和反渗透膜以1610元/d计（按3a的使用寿命）。合计平均处理成本为2.10元/m3。工业水价为7.95元/m3，本装置的经济效益非常明显。

 

　　化工厂结合复杂的进水水质及废水用户的水质要求，设计采用匀质池+高效澄清器+多介质过滤器+超滤及反渗透的组合工艺对含碘废水进行深度处理与回用。运行结果表明，运行效果良好，脱碘率及回收率均能达到设计标准，经济效益明显，证明所选工艺是可行且经济的。

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