煤化工中水处理中超滤-反渗透设计

循环水场中的需水量非常大，占据煤化工厂鲜水总用量80%左右，如果补水量均为鲜水，会给煤化工厂带来极大的资源浪费。对工厂废水进行回收、深处理及再利用，不仅可以节约煤化工厂资金成本，还能有效提升经济效益、环境效益及社会效益。以超滤-反渗透工艺为例，具体分析煤化工厂中水处理工程。

关键词： 超滤 - 反渗透；煤化工用水；工程设计

0 引言

超滤-反渗透属于组合工艺，主要组分有预处理、UF （超滤）、RO （反渗透膜） 等工艺。在煤化工厂的回用水处理工程中应用该组合工艺，不仅可以稳定且高效地去除水中污染物，还可以有效避免反渗透膜出现污堵现象，为回用水质量提供技术保障。

1 工艺流程 设计参数

1. 1 工艺流程

煤化工厂的回用水处理的具体工艺流程如图1所示。

1. 2 设计构筑物与设备参数

超滤-反渗透组合工艺的主要设计构筑物有五个，分别是废水匀质池、高效澄清器、多介质过滤器、超滤系统、反渗透系统。

1.2.1 废水匀质池

无论是脱盐水站的排污系统还是循环水场的排污系统，均需要间断进水，因此，必须对水质进行均质化处理。匀质池的尺寸在设计时，应控制为3.6 m×8.0 m×36.8 m；配备两台废水提升泵，其中一台执行作业，另一 台留作 备用 ，废水 提升泵 的流 量规 格应确 保150m³/h；最后选取两台功率在2.5 kW左右的潜水搅拌机[1]。

1.2.2 高效澄清器

高效澄清器属于钢结构废水处理设备，其主要功能有三个，分别为沉淀、反应及混凝，煤化工厂在回用水处理过程中，所选取的处理量规格应是150 m³/h，出水量设计值应控制在25 mg/L左右，尺寸设计值应控制在6 900 mm×5 500 mm左右。将加药装置安于澄清器前端，配备两台浆泵，具体规格为2 t/h左右；如果是可以添加絮凝剂的装置，加设两台机械隔膜泵，流量规格为80 L/h左右；如果是可以添加混凝剂的装置，仍需加设两台机械隔膜，但其流量规格为20 L/h即可。

1.2.3 多介质过滤器

多介质过滤器可以彻底清除煤化工厂污水中的胶体及悬浮物，其滤料以石英砂、无烟煤为主，在实际应用过程中，需要配备两台多介质过滤器，处理量规格应满足75 m³/h，滤速最小值应在9 m/h左右，并采取气水反冲洗法处理，其尺寸设计值应控制在4 100 mm×3 000 mm左右。

1.2.4 超滤系统

将盘式过滤器安于超滤系统前端，该过滤器额处理量应满足150 m3/h的规格，出水浊度应比2.5 NTU（浊度电位） 小，过滤精度需满足50 μm标准，最佳型号为以色列出产的ARKAL 8。超滤系统回收率较高，因此产水的浊度最大值不应超过0.45 NTU，而SDI （串行数字接口） 的出水浊度则不应超于2.5 NTU。

回用水装置净出水量约138 m³/h，选取外压式的中空纤维膜，设计面积在48 m2左右，共计55只。配备一套化学清洗装置，其中清洗保安过滤器的能力规格应控制在140m³/h，滤芯的过滤准确度控制在4 μm左右。在反洗系统前端装置于可以添加NaClO3的装置，并配备两台驱动隔膜泵，其流量标准应在800 L/h；如果是加酸装置，则驱动隔膜泵的流量标准为300 L/h；如果是加碱装置，驱动隔膜泵的流量标准为120 L/h。

1.2.5 反渗透系统

将保安过滤器装置于反渗透膜前端，该过滤器准确度要控制在4 μm左右，以不锈钢作为过滤器外壳，可以有效提升其抗腐蚀性，利用聚丙烯喷熔构造滤棒，滤棒结构为孔形偏锥形，实际作业流速的最大值为9.5m³/h。以卧式离心感压泵为反渗透高压泵。该装置产水量的设计值誉为98 m³/h，回收率在80%左右，1 a脱盐率的设计值超过97%，3 a脱盐率的设计最小值为96%。采用型号为I-FR的反渗透膜元件，该元件具有抗污性强、产水量较高及端面自锁等特性，共计158只。如果配备添加还原剂的装置，则需要2 d驱动隔膜泵，流量标准为7.5 L/h；如果配备添加阻垢剂额装置，驱动隔膜的流量标准为4.6 L/h。

2 应用效果分析

煤化工厂遵照上述流程构建超滤-反渗透工艺，并将其应用于回用水处理工程，通过监测分析，回用水的出水具有良好的稳定性，且质量符合中国相关设计规范要求标准，具体出水质量如表1。

应用该组合装置，在很大程度上节约了煤化工厂电费、药剂费、损耗费，为煤化工厂缩减了大量生产资金成本，可见超滤-反渗透装置具有良好的经济效益。

3 结语

随着社会经济发展水平不断提升，水质逐渐趋于复杂，用户对水质需求越来越高。将结合反渗透系统、超滤系统、多介质过滤器、高效澄清器及均质池设计而成组合工艺应用于煤化工厂的回用水处理工程，可以有效提高污水回收率及脱盐率，符合相关水质要求标准，且具有良好的经济性能，应受到煤化工厂大力推广。