石油化工環(huán)境保護4. ENVIRONMENTAL PROTECTION IN PETROCHEMICAL INDUSTRY2004年第27卷第3期節(jié)水論壇工業(yè)循環(huán)水節(jié)水新思路朱羽中錢效南(中國石化九江分公司化肥廠,332004)摘要:就不同源水水質(zhì)濃縮倍數(shù)提高至5~6運行的可行性及影響濃縮倍數(shù)達到5~6的主要因素進行了分析,對不同零排污的含義進行了闡述,提出了循環(huán)水節(jié)水新思路關(guān)鍵詞:零排污濃縮倍數(shù)節(jié)水New Idea of Save Industrial Recycle WaterZhu yuzhong Qian XiaonanChemical Fertilizer Factory of SINOPEC Jiujiang Branch, 332004)AbstractFeasibility, that concentrated times of recycle water from various sources increase to 5-6and its effective factors were discussed. Various definition of zero wastewater discharge wasdescribed and new idea of save water was put forwards for recycle water also.Keywords: Zero wastewater discharge, Concentrated times, Save water隨著經(jīng)濟的發(fā)展,工業(yè)用水量日益增大,而中,是最佳經(jīng)濟運行方法,使工廠實現(xiàn)真正意義冷卻用水占工業(yè)總用水量的70%左右,循環(huán)冷上的零排污,稱為零排污方案。卻水節(jié)水大有潛力可挖。提高濃縮倍數(shù)運行是目前公認的有效節(jié)水方法,但隨著濃縮倍數(shù)的2零排污方案I提高,循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)垢和腐蝕因子也隨著成倍2.1濃縮倍數(shù)上升,更多的是依賴水穩(wěn)劑開發(fā)上。從循環(huán)水不濃縮倍數(shù)k值的大小決定節(jié)水的水平和水同含義上的“零排污”來談談循環(huán)水節(jié)水方法。的重復利用率的高低,它可用公式表示:1零排污的含義M E+D+B+FB1)提高濃縮倍數(shù)5~6運行,循環(huán)水系統(tǒng)式(1)中k:濃縮倍數(shù);M:補水量m3/h;E:可近似達到不排污,稱為零排污方案I。蒸發(fā)水量m3/h;D:風吹損失m3/h;F:漏損m3/(2)即使?jié)饪s倍數(shù)達到5~6也存在少量排h;若將風吹損失D和漏損F都包含在排污水B污,將循環(huán)冷卻水排污水經(jīng)過處理作為冷卻水內(nèi),則式(1)變?yōu)槭?2)。的補充水回用至循環(huán)水系統(tǒng)中,即循環(huán)水零排放,稱為零排污方案I收稿日期:2004-03-04作者簡介:朱羽中,男,工程師?，F(xiàn)從事工業(yè)給排水技術(shù)(3)就整個工廠而言,將工業(yè)廢水經(jīng)過生化管理工作,已在公開發(fā)行的期刊上發(fā)表文章10余篇聯(lián)處理后,再經(jīng)過深度處理,回用至循環(huán)水系統(tǒng)系電話:0792-8832675第3期朱羽中等,工業(yè)循環(huán)水節(jié)水新思路E+B MB M-E(2)取三種方法進行研究):第一種方法用離子交E換樹脂處理原水,將原水中的硬度和堿度分別若E保持不變,排污量越小,則補水量越降至50mg/L后補入循環(huán)水中,循環(huán)水鈣硬加小得到濃縮倍數(shù)越大。一般情況下,當k>1,隨總堿之和在350~900mg/L運行濃縮倍數(shù)可著k值的增大從圖1可以看出,M/E下降程度以控制在55~6之間,水穩(wěn)劑采用全有機復合較快,排污量迅速下降;當濃縮倍數(shù)大于5~6以藥劑。第二種方法采取加酸工藝處理,使循環(huán)水后,M/E下降程度緩慢,節(jié)水程度最小,繼續(xù)提中pH值控制在7.5~8之間,循環(huán)水鈣便加總高濃縮倍數(shù)就目前處理水平而言,增加了對水堿之和在350~900mg/L運行,濃縮倍數(shù)可以處理劑殺菌劑、系統(tǒng)的設施及管理等要求。因控制在25~5之間。第三種方法采取自然運行此目前公認濃縮倍數(shù)最佳經(jīng)濟運行值控制在工藝,原水不經(jīng)處理直接補充至循環(huán)水中循環(huán)5~6,但濃縮倍數(shù)提高至5~6,還要受補充水的水鈣硬加總堿之和在350~90mg運行,濃水質(zhì)情況、水的溫升當?shù)貧庀髼l件、循環(huán)水系縮倍數(shù)可以控制在1.7以下,水穩(wěn)劑采用全有統(tǒng)V/R以及旁濾池濾料等各個方面的條件限機復合藥劑。第一種方法綜合運行費用最低第制。二種方法綜合運行費用居中,第三種方法綜合運行費用最高,因此處理高硬高堿水質(zhì)選用離子交換處理源水,將源水鈣硬加總堿之和控制在150mg/L左右,再輔以全有機配方將濃縮倍數(shù)提高至5~6是可行的對于中等硬度和堿度的水質(zhì)而言,原水鈣硬加總堿之和150~200mg/L,長江中下游屬于此類水質(zhì),將濃縮倍數(shù)提高至5~6,采取自然控制法是能達到的,但很大程度上還依賴于生產(chǎn)廠家及科研院所的研發(fā)。處理此類水質(zhì)目前普遍采用全有機堿性配方,由HEDP、丙烯酸丙烯零排污區(qū)酯共聚物、鋅鹽等組成,即阻垢緩蝕劑I(添加銅緩蝕劑為阻垢緩蝕劑夏)。九江分公司化肥廠圖1M/E和k之間的關(guān)系循環(huán)水處理(原水鈣硬加總堿之和180~200mg/L左右)原采用此配方,由于該配方本2.1.1水質(zhì)條件身的缺陷,循環(huán)水中的正磷含量偏高,濃縮倍數(shù)目前習慣根據(jù)水質(zhì)的硬度和堿度將補充水控制在2.0~3.5效果較好,年平均為2.5,而濃劃分為三個等級,即高硬高堿、中等硬度和堿縮倍數(shù)超過35時,系統(tǒng)就出現(xiàn)結(jié)垢趨勢,加之度、低硬低堿三種水質(zhì)。對于高硬高堿而言,補水處理藥劑濃度低,投加量大等缺點,限制了濃充水中鈣硬加總堿之和超過250mg/L,若將濃縮倍數(shù)的繼續(xù)提高。后在原配方的基礎上進行縮倍數(shù)提高至5~6,則循環(huán)水中鈣硬加總堿之調(diào)整,添加阻垢性能較好的PBTC,用新型含和超過1250~1500mg/L,而目前水處理劑處理AMPS的磺酸鹽共聚物代替原共聚物,濃縮倍鈣硬加總堿之和在350~90mg/L的水質(zhì)效果數(shù)年平均提高至35,但濃縮倍數(shù)提高至4.5最好陽,因此對于鈣硬加總堿之和超過時,系統(tǒng)又會出現(xiàn)結(jié)垢趨勢。若想繼續(xù)提高濃縮150mg/L的循環(huán)水而言單靠全有機配方來處倍數(shù)幾乎依賴藥劑的配方調(diào)整,增加阻垢成分,理,相對會增加處理費用及管理的難度,必須結(jié)濃縮倍數(shù)還是可以達到5~6的。合其它的途徑來解決。李本高等人對齊魯石化對于低硬低堿的水質(zhì)而言,屬于強腐蝕性煉油廠高硬高堿循水處理科學研究院石油化工環(huán)境保護2004年第27卷以兩種羥基膦羧酸為主劑、與鋅鹽、分散劑的復池過濾后進入循環(huán)水系統(tǒng)。每座平面尺寸4.7配物處理鈣硬:14.0mg/L,堿度:40.0mg/.的m×4.7m,有效面積22m2,濾池高度474m,濾水質(zhì),濃縮倍數(shù)35~4.0,現(xiàn)場監(jiān)測掛片腐蝕率速19m/s,反洗強度采用15L/m2·s,期終水頭為0.035mm/a,試管腐蝕率為0.018mm/a,粘損失值采用1.70m,每座每次反洗排水約200t附速率為2.97mcm,因鈣硬加總堿之和為該廠由于濾料選擇不當限制了濃縮倍數(shù)的進250mg/L,應該說將濃縮倍數(shù)提高至5~6有一步提高,旁濾池的濾料先后更換了三次:首先采定的余地。用無煙煤和石英砂濾料雙層濾料,運行3年后2.1.2水的溫升出現(xiàn)旁濾池濾料板結(jié)現(xiàn)象,采用人工強制反洗由式(2)可知,蒸發(fā)水量大,也可提高濃縮和人工翻動濾池內(nèi)無煙煤和石英砂濾料等方倍數(shù),蒸發(fā)水量E可用式(3)表示1:法,投用運行3個月后又出現(xiàn)過濾水量下降,濾E=(0.1+0.0027)·M%·R3)池壓差增大,自動反洗頻率加大,8h反洗一次;式(3)中冖為空氣的干球溫度C;Δ為進其次選用石英砂單層濾料,雖不出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象,出水溫差C;R為循環(huán)水量m3/h;也就是說合但反洗周期24h一次;最后選用稀土瓷砂單層理提高進出水溫差,也可達到節(jié)水的目的,這與濾料,經(jīng)過運行實踐表明,該濾料不會板結(jié),運系統(tǒng)的熱負荷及冷卻塔的冷卻能力有關(guān),一般行周期可達168h以上,反洗排水呈黑色,選用來說,滿負荷生產(chǎn)階段比非滿負荷生產(chǎn)濃縮倍稀土瓷砂,不僅節(jié)水,而且較好地控制循環(huán)水濁數(shù)要高,冷態(tài)運行時濃縮倍數(shù)很難提高。在滿負度、系統(tǒng)中的生物粘泥,降低殺菌力度節(jié)約殺菌荷生產(chǎn)時影響溫差的一個重要因素是冷卻塔的劑。冷卻效率,如九江分公司化肥廠循環(huán)水在滿負荷生產(chǎn)時,由于冷卻塔填料老化及填料片間距3零排污方案Ⅱ過大、百葉窗的安裝角度不合理、填料安裝沒有綜上所述,三種原水水質(zhì),在循環(huán)水系統(tǒng)設按照上密下疏的原則等原因,實際進出水溫差計合理及排除影響濃縮倍數(shù)提高的因素情況只能達到6C,而設計進出水溫差為10C,這也下,通過不同的途徑雖然可以將濃縮倍數(shù)提高是濃縮倍數(shù)不能得到提高的一個原因。該廠循至5~6,但實際上許多地方不可能將濃縮倍數(shù)環(huán)水量33000m3/h,如果按照設計情況運行,則下子提到5~6時,是一個循序漸進的過程可節(jié)約40%的用水量。即使達到5~6也需要排污。假設某循環(huán)水系統(tǒng)2.1.3循環(huán)水系統(tǒng)V/R循環(huán)水量3000m3/h,干球溫度為28C,進出水按照《工業(yè)循環(huán)水冷卻水設計規(guī)范》,循環(huán)溫差為10C,濃縮倍數(shù)控制5~6,排污量仍可達冷卻水系統(tǒng)容積Ⅴ與循環(huán)水量R之比控制在1/到90~120m3/h,循環(huán)水量越大,排污量也越3~1/5,V/R比值大,系統(tǒng)容積大,會給提高濃大。如何將循環(huán)水排污水回用到循環(huán)水系統(tǒng)中,縮倍數(shù)及管理帶來不便,V/R比值小,會縮短首先排污水水質(zhì)與循環(huán)水是一致的。循環(huán)水經(jīng)提高濃縮倍數(shù)的時間,便于濃縮倍數(shù)的調(diào)整及過加藥、殺菌、旁濾處理后,濁度、有機物含量管理,最佳比值以1/5為宜。低,只是鈣硬和總堿經(jīng)過濃縮后,鈣硬和總堿之旁濾池濾料選擇和為350~900mg/L。解決回用的問題主要是降循環(huán)水系統(tǒng)排污一般有兩種途徑:(1)通過低排污水中的鈣硬和總堿。一般情況下,可選用集水池底排閥直接排放;(2)通過旁濾池反洗間軟化除硬、脫鹽處理后,再回用到循環(huán)水系統(tǒng)中接排污,若提高濃縮倍數(shù),可以關(guān)閉集水池底排去是可行的。軟化除硬、脫鹽已是相當成熟的技閥,但旁濾池如果濾料選擇不當,導致反洗頻率術(shù),軟化除硬目前主要有石灰法、加藥沉淀法增加,排污量增大,也限制濃縮倍數(shù)的提高,如絮凝法,脫鹽技術(shù)有離子交換法、電滲析法、反九江分公司化肥廠循環(huán)水設計循環(huán)水量滲透法等。對于高硬高堿原水而言,若按照用離3300m3/h,其中5%的水量1600m3/h經(jīng)旁濾子交換預處理原水和全有機堿性配方運行,投第3期朱羽中等,工業(yè)循環(huán)水節(jié)水新思路資不大。對于低硬低堿原水而言,經(jīng)過濃縮5排放6倍后鈣硬、總堿分別不超過250mg/L,根據(jù)實污水二「污水深度際情況,投資一套離子交換裝置將250mg/L,鈣硬、總堿降到50mg/L左右,費用也不大。對于石灰軟化,離子交換7中等硬度和堿度的水質(zhì)而言,要根據(jù)實際情況進行核算。國內(nèi)燕化化工一廠通過改造已成功循環(huán)水處理將循環(huán)水排污水回收,燕化化工一廠的循環(huán)水總量是65kt/h,每小時排放的污水在300~400t圖2回用水處理流程左右。燕化化工一廠與有關(guān)單位合作,以電絮凝此方案包含了循環(huán)水零排放技術(shù),不同點是法為技術(shù)依托,投資98萬元建立了一套新三循方案M需要對廢水進行深度處理,并且處理水量系統(tǒng)排污水回用裝置,排污水通過這套裝置可大,還須對循環(huán)水加強水處理藥劑防腐、殺菌等有效去除水中硬度和懸浮物,經(jīng)過脫鹽處理后要求,因此零排方案投資要比方案I要大,并再返回到循環(huán)水中,處理過的水質(zhì)可完全達到且增加了管理難度。目前石化行業(yè)已有湛江東補水標準,且回用率達到85%以上。此套裝置的興、茂名石化、大慶石化、撫順石化、上海石化等投用帶來極好的經(jīng)濟效益和社會效益,預計2單位開展了污水回用循環(huán)水的研究和應用。年即可收回成本(45結(jié)束語4零排污方案Ⅲ(1)循環(huán)水濃縮倍數(shù)提高5~6運行,雖然因循環(huán)水相對來說對水質(zhì)要求低,實施污是可行的,但更多的依賴藥劑配方的開發(fā)研制水回用主要是將處理后的廢水回用到循環(huán)水中同時還受到諸多條件的限制,節(jié)水處于被動局面。去,作為補充水水源,運行費用低。但一般經(jīng)過(2)實現(xiàn)循環(huán)水排污水以及工廠廢水零排放二級(生物)除磷脫氮后出水執(zhí)行GB8978-可將被動局面轉(zhuǎn)為主動局面,需投入一定的資金。1996標準,其COD、BOD3、SS和氮、磷營養(yǎng)物(3)工廠最終實現(xiàn)零排污,爭取節(jié)水效益最質(zhì)含量高于污水回用設計規(guī)范推薦標準CFCS大化,可以分三個步驟走,即由零排污方案I到-93,需釆用物理、化學方法對傳統(tǒng)二級生物處零排污方案I再到零排污方案■,根據(jù)各自工理出水進行除磷除氮處理及去除有毒有害有機廠的特點,循序漸進?；衔锶壧幚砘蛏疃忍幚砥溥_到回用至工業(yè)循環(huán)冷卻水的標準,同時還含有結(jié)垢因子的硬參考文獻度,因此回用水具有微生物高、腐蝕性強、結(jié)垢1]徐壽昌等·工業(yè)冷卻水處理技術(shù),化學工業(yè)出版性高等特點,它要求去除水中的會引起冷卻裝社,1984置結(jié)垢的硬度,還要求去除會引起裝置腐蝕和2]李本高循環(huán)冷卻水處理技術(shù)面臨新的形勢和挑生物污垢的氨。二級出水需經(jīng)過石灰軟水裝置戰(zhàn),中國石化第七屆水處理技術(shù)研討會[3]李本高.高硬度高堿度水處理方法比較,中國石除硬,采用離子交換或膜裝置進行脫鹽處理,再回用至循環(huán)水中。圖2列出了此回水處理的工化第七屆水處理技術(shù)研討會[4]閆巖陳奎正,循環(huán)水零排放的工業(yè)應用現(xiàn)狀,藝流程。中國石化第八屆水處理技術(shù)研討會歡迎訂鬩歡迎做廣告