反渗透浓水回收利用技术在兰州石化公司除盐水装置的应用_权滨

第25卷第15期2009年8月甘肃科技GansuScienceandTechnologyVol.25No.15Aug.2009反渗透浓水回收利用技术在兰州石化公司除盐水装置的应用权滨,曾锋德(兰州石化公司,甘肃兰州730060)摘要:在针对兰州石化公司除盐水装置反渗透系统生产运行过程中蕴藏的节水潜力进行分析和测算的基础上,对反渗透浓水回收利用技术进行了论证,并在该装置实施应用。通过该水资源回收项目的实施,有针对性地分析和总结了此类工艺的节水特点、能力和优势,为进一步提高装置整体的水资源利用率并降低生产运行成本奠定了良好的基础,也为反渗透浓水回收利用技术的推广实施提供了较有价值的理论和工程依据。关键词:反渗透浓水回收;反渗透机理;节水减排中图分类号:X703.1随着国家、社会近年来对水资源综合利用工作的日益重视,兰州石化公司对节水减排项目的持续投入。在此背景下,如何提高反渗透系统水资源利用率,减少排放,潜力巨大。兰州石化公司除盐水装置反渗透系统,具有脱盐率高、化学污染低、自控水平高、综合能耗低等优点,但同时约占反渗透处理量25%的浓水(指高含盐废水,含盐量>2000mg/l)直接排放,若能将这部分浓水加以回收利用,在节水减排的同时经济和环境效益显著。1除盐水装置概况装置主要用于次高压锅炉给水,执行二级除盐水标准(GB12145-1999)。装置水源为黄河水,采用预处理+反渗透+混合离子交换床的工艺流程。装置来水经预处理水质达到反渗透给水指标[1]后进入反渗透,该系统五套并联运行,单套产水能力100t/h,系统回收率75%,将绝大部分离子及有机物分子去除;占处理量75%的产水(即淡水,含盐量<35mg/l)去混床二次除盐;其余25%的废水(即浓水,含盐量>2000mg/l)则直接排放。2反渗透浓水回收技术的可行性研究2.1反渗透浓水量测算,见表1反渗透系统由于锅炉最低负荷而维持三套运行,即浓水排放量>120t/h,工业化规模回收利用可行。2.2反渗透浓水水质分析,见表2浓水水质满足反渗透技术对水质的要求,工业化应用可行。表1反渗透浓水量测算单位:t/h序号运行套数进水流量产水流量浓水排放量1一套140100402二套280200803三套4203001204四套5604001605五套700500200表2反渗透浓水水质分析序号项目名称要求水质指标浓水对应水质对比结论1SDI地下水<3.0;地表水<5.02.0满足2浊度<1.0mg/l0.1mg/l满足3余氯<0.1mg/l0满足4pH值2.0～11.07.0～8.2满足2.3技术特点及应用该工艺采用大通量抗污染复合反渗透膜元件、配合专用高效阻垢分散剂,实现了对高含盐反渗透浓水的回收利用,达到该工艺对进水水质的要求(工艺进水TDS≤3500mg/l,反渗透浓水TDS≤2000mg/l)[1]。该技术适用于工矿、动力、市政、核电、电厂水处理系统及其他应用反渗透技术进行给水一级处理的领域,经济效益及节水减排效果显著[2]。2.4技术成熟性及推广目前,国内建成具备规模效益的反渗透浓水回收利用装置十余套,总装机规模约1750万t/a[3]。该技术属于发达国家20世纪90年代末到本世纪初技术水平,总装设计及模块化运行水平成熟,目前在国内水处理系统推广应用前景十分可观[4]。2.5技术原理反渗透技术是一种以压力为推动力,通过选择性膜材料将溶液中的部分溶质和溶液分离的技术[5]。可用热力学原理进一步说明[6]。2.6反渗透膜元件的选用[7]按膜元件结构分为卷式、管式、中空纤维式。其中卷式膜的填充密度大、单位体积处理量大,常用于大规模脱盐处理[8]。而DOW/陶氏膜元件又因化学清洗耐受力强,抗污染性能高,单位产水量大[9]等优点。该装置即采用此类膜元件。3反渗透浓水回收利用技术的应用3.1反渗透浓水回收系统工艺流程介绍,见图1图1反渗透浓水回收系统工艺流程3.2工艺效果评价根据该装置标定报告及运行数据统计分析,其产水满足混床进水指标。此外,每小时可增加除盐水处理量105t/h,减少浓水排放,节水增效作用明显。同时,由于采用了先进的膜元件、高效阻垢分散剂和合理的系统设计,保证了该系统的连续稳定运行。该系统自2006年11月正常运行,系统各项运行参数(运行压力、段间压差、产水通量、脱盐率等)均优于设计水平。其中,系统进水压力和段间压差连续15个月内保持平稳。3.3经济效果评价该项目总投资为290.80万元,运行成本为2.59元/t。按照年运行8000h(即333d)计算,生产运行费用为65.33元,折旧更新费用为24.38元,年运行效益176.40元。即,年运行经济效益=年收益-运行费用-折旧费用=176.40-65.33-24.38=86.69(元)。则预计项目投资回收期为3.35年,经济效益显著