工业循环水节水新思路

石油化工环境保护4. ENVIRONMENTAL PROTECTION IN PETROCHEMICAL INDUSTRY2004年第27卷第3期节水论坛工业循环水节水新思路朱羽中钱效南(中国石化九江分公司化肥厂,332004)摘要:就不同源水水质浓缩倍数提高至5~6运行的可行性及影响浓缩倍数达到5~6的主要因素进行了分析,对不同零排污的含义进行了阐述,提出了循环水节水新思路关键词:零排污浓缩倍数节水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随着经济的发展,工业用水量日益增大,而中,是最佳经济运行方法,使工厂实现真正意义冷却用水占工业总用水量的70%左右,循环冷上的零排污,称为零排污方案。却水节水大有潜力可挖。提高浓缩倍数运行是目前公认的有效节水方法,但随着浓缩倍数的2零排污方案I提高,循环水系统结垢和腐蚀因子也随着成倍2.1浓缩倍数上升,更多的是依赖水稳剂开发上。从循环水不浓缩倍数k值的大小决定节水的水平和水同含义上的“零排污”来谈谈循环水节水方法。的重复利用率的高低,它可用公式表示:1零排污的含义M E+D+B+FB1)提高浓缩倍数5~6运行,循环水系统式(1)中k:浓缩倍数;M:补水量m3/h;E:可近似达到不排污,称为零排污方案I。蒸发水量m3/h;D:风吹损失m3/h;F:漏损m3/(2)即使浓缩倍数达到5~6也存在少量排h;若将风吹损失D和漏损F都包含在排污水B污,将循环冷却水排污水经过处理作为冷却水内,则式(1)变为式(2)。的补充水回用至循环水系统中,即循环水零排放,称为零排污方案I收稿日期:2004-03-04作者简介:朱羽中,男,工程师。现从事工业给排水技术(3)就整个工厂而言,将工业废水经过生化管理工作,已在公开发行的期刊上发表文章10余篇联处理后,再经过深度处理,回用至循环水系统系电话:0792-8832675第3期朱羽中等,工业循环水节水新思路E+B MB M-E(2)取三种方法进行研究):第一种方法用离子交E换树脂处理原水,将原水中的硬度和碱度分别若E保持不变,排污量越小,则补水量越降至50mg/L后补入循环水中,循环水钙硬加小得到浓缩倍数越大。一般情况下,当k>1,随总碱之和在350~900mg/L运行浓缩倍数可着k值的增大从图1可以看出,M/E下降程度以控制在55~6之间,水稳剂采用全有机复合较快,排污量迅速下降;当浓缩倍数大于5~6以药剂。第二种方法采取加酸工艺处理,使循环水后,M/E下降程度缓慢,节水程度最小,继续提中pH值控制在7.5~8之间,循环水钙便加总高浓缩倍数就目前处理水平而言,增加了对水碱之和在350~900mg/L运行,浓缩倍数可以处理剂杀菌剂、系统的设施及管理等要求。因控制在25~5之间。第三种方法采取自然运行此目前公认浓缩倍数最佳经济运行值控制在工艺,原水不经处理直接补充至循环水中循环5~6,但浓缩倍数提高至5~6,还要受补充水的水钙硬加总碱之和在350~90mg运行,浓水质情况、水的温升当地气象条件、循环水系缩倍数可以控制在1.7以下,水稳剂采用全有统V/R以及旁滤池滤料等各个方面的条件限机复合药剂。第一种方法综合运行费用最低第制。二种方法综合运行费用居中,第三种方法综合运行费用最高,因此处理高硬高碱水质选用离子交换处理源水,将源水钙硬加总碱之和控制在150mg/L左右,再辅以全有机配方将浓缩倍数提高至5~6是可行的对于中等硬度和碱度的水质而言,原水钙硬加总碱之和150~200mg/L,长江中下游属于此类水质,将浓缩倍数提高至5~6,采取自然控制法是能达到的,但很大程度上还依赖于生产厂家及科研院所的研发。处理此类水质目前普遍采用全有机碱性配方,由HEDP、丙烯酸丙烯零排污区酯共聚物、锌盐等组成,即阻垢缓蚀剂I(添加铜缓蚀剂为阻垢缓蚀剂夏)。九江分公司化肥厂图1M/E和k之间的关系循环水处理(原水钙硬加总碱之和180~200mg/L左右)原采用此配方,由于该配方本2.1.1水质条件身的缺陷,循环水中的正磷含量偏高,浓缩倍数目前习惯根据水质的硬度和碱度将补充水控制在2.0~3.5效果较好,年平均为2.5,而浓划分为三个等级,即高硬高碱、中等硬度和碱缩倍数超过35时,系统就出现结垢趋势,加之度、低硬低碱三种水质。对于高硬高碱而言,补水处理药剂浓度低,投加量大等缺点,限制了浓充水中钙硬加总碱之和超过250mg/L,若将浓缩倍数的继续提高。后在原配方的基础上进行缩倍数提高至5~6,则循环水中钙硬加总碱之调整,添加阻垢性能较好的PBTC,用新型含和超过1250~1500mg/L,而目前水处理剂处理AMPS的磺酸盐共聚物代替原共聚物,浓缩倍钙硬加总碱之和在350~90mg/L的水质效果数年平均提高至35,但浓缩倍数提高至4.5最好阳,因此对于钙硬加总碱之和超过时,系统又会出现结垢趋势。若想继续提高浓缩150mg/L的循环水而言单靠全有机配方来处倍数几乎依赖药剂的配方调整,增加阻垢成分,理,相对会增加处理费用及管理的难度,必须结浓缩倍数还是可以达到5~6的。合其它的途径来解决。李本高等人对齐鲁石化对于低硬低碱的水质而言,属于强腐蚀性炼油厂高硬高碱循水处理科学研究院石油化工环境保护2004年第27卷以两种羟基膦羧酸为主剂、与锌盐、分散剂的复池过滤后进入循环水系统。每座平面尺寸4.7配物处理钙硬:14.0mg/L,碱度:40.0mg/.的m×4.7m,有效面积22m2,滤池高度474m,滤水质,浓缩倍数35~4.0,现场监测挂片腐蚀率速19m/s,反洗强度采用15L/m2·s,期终水头为0.035mm/a,试管腐蚀率为0.018mm/a,粘损失值采用1.70m,每座每次反洗排水约200t附速率为2.97mcm,因钙硬加总碱之和为该厂由于滤料选择不当限制了浓缩倍数的进250mg/L,应该说将浓缩倍数提高至5~6有一步提高,旁滤池的滤料先后更换了三次:首先采定的余地。用无烟煤和石英砂滤料双层滤料,运行3年后2.1.2水的温升出现旁滤池滤料板结现象,采用人工强制反洗由式(2)可知,蒸发水量大,也可提高浓缩和人工翻动滤池内无烟煤和石英砂滤料等方倍数,蒸发水量E可用式(3)表示1:法,投用运行3个月后又出现过滤水量下降,滤E=(0.1+0.0027)·M%·R3)池压差增大,自动反洗频率加大,8h反洗一次;式(3)中冖为空气的干球温度C;Δ为进其次选用石英砂单层滤料,虽不出现板结现象,出水温差C;R为循环水量m3/h;也就是说合但反洗周期24h一次;最后选用稀土瓷砂单层理提高进出水温差,也可达到节水的目的,这与滤料,经过运行实践表明,该滤料不会板结,运系统的热负荷及冷却塔的冷却能力有关,一般行周期可达168h以上,反洗排水呈黑色,选用来说,满负荷生产阶段比非满负荷生产浓缩倍稀土瓷砂,不仅节水,而且较好地控制循环水浊数要高,冷态运行时浓缩倍数很难提高。在满负度、系统中的生物粘泥,降低杀菌力度节约杀菌荷生产时影响温差的一个重要因素是冷却塔的剂。冷却效率,如九江分公司化肥厂循环水在满负荷生产时,由于冷却塔填料老化及填料片间距3零排污方案Ⅱ过大、百叶窗的安装角度不合理、填料安装没有综上所述,三种原水水质,在循环水系统设按照上密下疏的原则等原因,实际进出水温差计合理及排除影响浓缩倍数提高的因素情况只能达到6C,而设计进出水温差为10C,这也下,通过不同的途径虽然可以将浓缩倍数提高是浓缩倍数不能得到提高的一个原因。该厂循至5~6,但实际上许多地方不可能将浓缩倍数环水量33000m3/h,如果按照设计情况运行,则下子提到5~6时,是一个循序渐进的过程可节约40%的用水量。即使达到5~6也需要排污。假设某循环水系统2.1.3循环水系统V/R循环水量3000m3/h,干球温度为28C,进出水按照《工业循环水冷却水设计规范》,循环温差为10C,浓缩倍数控制5~6,排污量仍可达冷却水系统容积Ⅴ与循环水量R之比控制在1/到90~120m3/h,循环水量越大,排污量也越3~1/5,V/R比值大,系统容积大,会给提高浓大。如何将循环水排污水回用到循环水系统中,缩倍数及管理带来不便,V/R比值小,会缩短首先排污水水质与循环水是一致的。循环水经提高浓缩倍数的时间,便于浓缩倍数的调整及过加药、杀菌、旁滤处理后,浊度、有机物含量管理,最佳比值以1/5为宜。低,只是钙硬和总碱经过浓缩后,钙硬和总碱之旁滤池滤料选择和为350~900mg/L。解决回用的问题主要是降循环水系统排污一般有两种途径:(1)通过低排污水中的钙硬和总碱。一般情况下,可选用集水池底排阀直接排放;(2)通过旁滤池反洗间软化除硬、脱盐处理后,再回用到循环水系统中接排污,若提高浓缩倍数,可以关闭集水池底排去是可行的。软化除硬、脱盐已是相当成熟的技阀,但旁滤池如果滤料选择不当,导致反洗频率术,软化除硬目前主要有石灰法、加药沉淀法增加,排污量增大,也限制浓缩倍数的提高,如絮凝法,脱盐技术有离子交换法、电渗析法、反九江分公司化肥厂循环水设计循环水量渗透法等。对于高硬高碱原水而言,若按照用离3300m3/h,其中5%的水量1600m3/h经旁滤子交换预处理原水和全有机碱性配方运行,投第3期朱羽中等,工业循环水节水新思路资不大。对于低硬低碱原水而言,经过浓缩5排放6倍后钙硬、总碱分别不超过250mg/L,根据实污水二「污水深度际情况,投资一套离子交换装置将250mg/L,钙硬、总碱降到50mg/L左右,费用也不大。对于石灰软化,离子交换7中等硬度和碱度的水质而言,要根据实际情况进行核算。国内燕化化工一厂通过改造已成功循环水处理将循环水排污水回收,燕化化工一厂的循环水总量是65kt/h,每小时排放的污水在300~400t图2回用水处理流程左右。燕化化工一厂与有关单位合作,以电絮凝此方案包含了循环水零排放技术,不同点是法为技术依托,投资98万元建立了一套新三循方案M需要对废水进行深度处理,并且处理水量系统排污水回用装置,排污水通过这套装置可大,还须对循环水加强水处理药剂防腐、杀菌等有效去除水中硬度和悬浮物,经过脱盐处理后要求,因此零排方案投资要比方案I要大,并再返回到循环水中,处理过的水质可完全达到且增加了管理难度。目前石化行业已有湛江东补水标准,且回用率达到85%以上。此套装置的兴、茂名石化、大庆石化、抚顺石化、上海石化等投用带来极好的经济效益和社会效益,预计2单位开展了污水回用循环水的研究和应用。年即可收回成本(45结束语4零排污方案Ⅲ(1)循环水浓缩倍数提高5~6运行,虽然因循环水相对来说对水质要求低,实施污是可行的,但更多的依赖药剂配方的开发研制水回用主要是将处理后的废水回用到循环水中同时还受到诸多条件的限制,节水处于被动局面。去,作为补充水水源,运行费用低。但一般经过(2)实现循环水排污水以及工厂废水零排放二级(生物)除磷脱氮后出水执行GB8978-可将被动局面转为主动局面,需投入一定的资金。1996标准,其COD、BOD3、SS和氮、磷营养物(3)工厂最终实现零排污,争取节水效益最质含量高于污水回用设计规范推荐标准CFCS大化,可以分三个步骤走,即由零排污方案I到-93,需釆用物理、化学方法对传统二级生物处零排污方案I再到零排污方案■,根据各自工理出水进行除磷除氮处理及去除有毒有害有机厂的特点,循序渐进。化合物三级处理或深度处理其达到回用至工业循环冷却水的标准,同时还含有结垢因子的硬参考文献度,因此回用水具有微生物高、腐蚀性强、结垢1]徐寿昌等·工业冷却水处理技术,化学工业出版性高等特点,它要求去除水中的会引起冷却装社,1984置结垢的硬度,还要求去除会引起装置腐蚀和2]李本高循环冷却水处理技术面临新的形势和挑生物污垢的氨。二级出水需经过石灰软水装置战,中国石化第七届水处理技术研讨会[3]李本高.高硬度高碱度水处理方法比较,中国石除硬,采用离子交换或膜装置进行脱盐处理,再回用至循环水中。图2列出了此回水处理的工化第七届水处理技术研讨会[4]闫岩陈奎正,循环水零排放的工业应用现状,艺流程。中国石化第八届水处理技术研讨会欢迎订阋欢迎做广告