电渗析技术在循环水场的应用

石油化工2005 年第34卷增刊PETROCHEMICAL TECHNOLOGY●733.电渗析技术在循环水场的应用窦传杰(齐鲁石化股份有限公司烯烃厂供水车间,山东淄博255411)[摘要]介绍了齐鲁石化股份有限公司烯烃J ?利用电渗析技术处理循环水的排污水.用作循环水补水的工艺流程、运行情况和存在的问题;在利用现有设备的前提下,通过技术分析和经济比较,表明利用电渗析技术处理原水,生产软化水补充循环水在技术上更可靠,成本比利用离子树脂生产软化水低,同时，改善了循环水水质,减少了排污量,实现了节水减排的目标。[关键词]电渗析;循环水排污水;原水:软化水[中圈分类号] TQ 085[文献标识码] A .水是地球的血液,是人类生存的命脉,是一种不2利用电渗 析技术处理循环水的排污水,作可替代的自然资源，随着人口的不断增长和工业的为循环水的补水继续发展,水将成为短缺的资源,水资源的短缺将成为影响经济可持续发展的重要因素之一-。 节水减排2.1循环水场的概况工作将是各个用水企业面临的一个重大课题，电渗齐鲁石化股份有限公司烯烃厂供水车间共有析技术为解决这一难题提供了帮助。3套循环水装置,总循环量为65 kV/h, 总排污量约本工作介绍了齐鲁石化股份有限公司烯烃厂利用为150 V/h,如此大的排污量,不仅需要补充大量的电渗析技术处理循环水的排污水，用作循环水的补水新鲜水，而且每年还要交纳- - -百多万元的排污费。的工艺流程运行情况和存在的问题。通过技术分析和为了节约资源,提高效益,通过方案筛选,该厂决定经济比较,表明利用电渗析技术处理原水,生产软化水补采用电渗析技术对循环水的排污水进行处理回用。充循环水技术上更可靠,成本较低,同时,改善了循环水先处理第一循环水场的排污水,待工艺技术成熟水质,减少了污水的排放量,实现了节水减排的目标。后，再将第六、七循环水厂的排污水用管线接人一块处理。1电渗析的工作原理2.2电渗析技术的工艺流程当含盐水通过电渗析器时,水中的带电离子在来自第- ~循环水场的排污水经过管道涡流混合直流电场的作用下定向迁移,阳离子向负极迁移,阴器与絮凝剂充分混合后,进人沉淀反应器进行沉淀,离子向正极迁移,而离子交换膜具有选择透过性能，沉淀后的污水从反应器上部出水进人水箱，然后由即阳膜只能透过阳离子,阴膜只能透过阴离子,结果泵提升进入双层滤料过滤器,对未能沉淀的絮凝体形成交替的淡水室和浓水室,分别得到脱盐淡水和进行滤除,双层滤料过滤器的出水,经过精密过滤器浓缩盐水。电渗析的工作原理见图1川。进一步过滤后,进入电渗析器,脱去大部分的盐类,原水极水实现对水质的脱盐与淡化。经过电渗析处理后的水日阴阳阴阳阴用作循环水补充用水,直接进人第一-循环水塔下的水池。工艺流程图见图2。2.2.1絮凝沉淀反应器+++> ++>水进入絮凝沉淀反应器进行沉淀,除去循环水阳极I极浓淡浓淡浓浈批開极中的磷,并除去一部分浊度。 其特点是通过水分配室器,使进水均匀分布在反应器内,采用斜管使分离区的上升流速由传统的1m/s提高到3m/s,反应器运行时间为8 h,排污时间为2 ~5 min。浓水[作者简介]窦传杰(1972-),男， 山东省淄博市人,大学,工程师，图1电渗析工作原理图电话0533 - 7580498 ,电邮doucj@ sina. com。.734●PETROCHEMICAL TECHNOLOGY2005年第34卷絮凝剂罐2.4实际运行情况2.4.1系统试运过程中 发现的问题及采取的措施计量聚系统试运过程中发现的主要问题及采取的措施铺环排行水。管道混合器- _ +家凝沉旋反应器水箱有:(1)精密过滤器能力偏小，滤芯易堵塞,需要经常清洗影响正常生产。经与设计单位协商,决定更精密过滤器双层过健器新精密过滤器,增大规格,过滤器直径由φ 1 200 nm↑反洗水 。增大为φ 2000 nm,更新过滤器后,满足了生产的正酸罐电穆析器循环水池常运行。(2) 由于小试时第- - 循环水场的循环水的补水为地下水,系统试运时补水改为黄河水,造成排图2电渗析技 术处理循环水排污水工艺流程图污水的水质发生较大变化,致使部分电渗析出水指2.2.2双层 滤料过滤器标达不到设计要求,试运行水质指标见表2[2]。由双层滤料过滤器的作用在于通过无烟煤、石英表2可见,部分数据没达到设计要求,但作为循环水沙双层滤料对未能沉淀的絮凝体进行进一步的去的补水是可以的。(3)试运过程中,电渗析器酸洗除。过滤器安装有压差指示系统,运行-段时间后频繁,原设计为两周酸洗一次,而实际需要每周酸洗需反冲洗。两次。经仔细查找原因发现主要问题是排污水的化2.2.3精密过滤器，学需氧量(COD)太高，约为15 mg/L,经两级过滤该过滤器采用超细聚丙烯纤维滤芯，使5μm后,COD没有下降，而经过电渗析器后,COD降为以上的微粒不能进入电渗析器,确保电渗析设备正5mg/L左右,渗析膜受到污染和堵塞,造成酸洗次常安全运行。数增多。经与设计人员讨论,决定在粗过滤器中增2.3水质指标加活性炭层以较小COD。改造后，效果不明显。第一循环水场的排污水水质指标和电渗析器设(4)在酸洗过程中,部分酸泄漏，为防止腐蚀地面，计出水控制指标见表1月。对厂房地面全部进行了防腐处理。表1第一循环水场的排污水水 质指标和电渗析器设计出水控制指标项目pH浊度/FTU 总硬/(mg:L+) 总磷/(mg.L-)_-/(mg.L-T) SO-/(mg.L西)总铁/(g:西)排污水8.5~9.209005~7480600<0.5电渗析出水6-92<300<0.3< 120< 200<0.2表2试运行时第一-循环水场循环水的排污水水质指标和电渗析器出水指标pH浊度/FTU总硬/(mg.L-7) 总磷/(mg.L-") C-/(mg.L-1) SO)2-/(mg.L-)总铁/(mg.L-I)_6.5-9.8850~1 041588 -720746-1 000电渗析出水6.7-8.50.5-2.4 .180 -3800.3-0.5100 -200200 -3000.12.4.2装置运行情况的脱盐与淡化。经过电渗析处理后的软化水用作循从2003年7月到2004年5月,共回用排污水环水补充用水,直接进人第一循环水塔下水池。工近0.2Mt,取得了-定的经济效益,并且使循环水艺流程图见图3。水质得到了改善,浓缩倍数提高了0.5左右。但是，渗析膜损坏非常严重,后期出水水质也很差。由于水。「粗过滤器精密过键器渗析膜价格比较高,从整体经济效益看,若维持该系统继续运行,成本比较高。电渗析器7一+循环水魏3利用电渗析技术处理原水,生产软化水作图3电渗析技术处理原水工艺流程图为循环水的补水3.2电渗析技术处理 原水的优点3.1电渗析技术处理 原水的工艺流程电渗析技术处理原水的优点:(1)因为原水的原水利用自压直接进人双层滤料过滤器,去除水质远好于循环水排污水,使得延长渗析器的寿命悬浮物、降低浊度后,进人精密过滤器进一步过滤 ,得到保障,降低了成本。(2) 电渗析技术处理原水，然后进人电渗析器,脱去大部分的盐类,实现对水质不仅去除了部分阳离子,而且去除了部分阴离子,因.增刊窦传杰电渗析技术在循环水场的应用●735●此它生产的软化水比利用离子交换树脂生产的软化10.5(kW) x0.4(元/kWh) x744(h) =3 124.8(元)水的水质要好,用它补充循环水，可以改善循环水的4台渗析器每月耗电费水质,提高浓缩倍数,大大降低排污量。(3) 电渗析4x3 124.8=12 499.2(元)出水pH为6~9,用它作循环水的补水,对pH的影每月酸耗(平均每月0.5 t)响较小,这样就可以很好的控制好循环水的钙硬和0.5(t) x455(元/t) =227.5(元)碱度。齐鲁石化股份有限公司烯烃厂在循环水质的每月总费用日常控制中,经常遇到钙硬和碱度很高,而pH又偏3 124.8 +12 499.2 +227.5=15 851.5(元)低的情况,此时若补软化水,pH将超标，如补利用电吨制水费用渗析技术生产的软化水，就可以很好的解决这一一15 851.5 +72 000 =0.22(元/t)问题。从以上计算可以看出,用电渗析技术制水较离3.3电渗析技术处理原水与离子交换树脂处理原子树脂制水的成本低,若用循环排污水作为浓水利水的经济比较用,其效益会更大。3.3.1离子交换树 脂处理原水的操作费用计算4结论每月制水量3 600(V/次) x20(次) =72 000(t)(1)齐鲁石化股份有限公司烯烃厂利用电渗析每月酸耗(平均每月80t)技术处理循环水的排污水用作循环水的补水的工艺80(t) x455(元/t) =36 400(元)不完善,造成设备寿命短,运行成本高，现已停运。每月碱耗(平均每月6t)(2)在充分利用现有设备的前提下，用电渗析6(t) x1 260(元/!) =7 560(元)技术处理原水,生产软化水补充循环水技术上更可靠,由于利用原有设备,成本更低廉,同时,改善了循36 400 +7 560 =43960(元)环水水质,减少了循环水排污,效益明显。参考文献43 960 +72 000=0.61(元/t)1唐受印,戴友芝.水处理工程师手册.北京:化学工业出版社,3.3.2电渗 析技术处理原水的操作费用计算2004. 277 -2882李本高,徐振洪,龙军.工业水处理技术(第八册).北京:中国石100(t/h) x720(h) =72 000(t)化出版社,2004.106 ~ 108每台渗析器每月耗电费(编辑李明辉)