梁国芳
新疆庆华能源集团有限公司 新疆 835100
摘要：某化工企业中水回用项目，利用厂区原有公用车间闲置土地、厂房和一座闲置的机械搅拌澄清池、无阀滤池，新建一套按进水量为350m3/h，反渗透装置的中水处理装置，采用高效多介质氧化过滤+活性炭过滤+保安过滤器+膜处理技术等组合工艺，尽量降低工程投资和运行成本，提高环境经济效益，设计出水满足业主要求。
关键词：化工废水；中水回用；高效过滤；膜处理
引言
随着化工企业的快速发展，国家对工业污水处理的愈发重视，企业也逐步增加对于水资源的循环、回用，以符合可持续发展战略要求。本文提供了一种工程设计案例，根据废水水量、水质特点，厂区场地情况等条件，介绍了废水处理工艺流程及设备设计参数，为相似工程提供一定参考借鉴。
1.工程概况
本工程为某化工企业中水回用项目，利用业主现有空置厂房及空地布置设备，并新建一套按进水量为350m3/h的反渗透中水处理装置；其它设备按进水量配套设计，并考虑备用设备尽量使各类管线短，减少工程投资。
2.化工污水的处理及中水回用
2.1设计进出水水质本系统
原水选用厂区1号废水（包含3#塔循环水及5#塔循环水）（估算水量180m3/h）及厂区2号废水（估算水量170m3/h）两股水组合，合计为350m3/h。根据生产装置现场实际情况，中水回用装置两种水源进水。
2.2工艺流程说明
源水（厂区1号废水及厂区2号废水组成）进水硬度高，且工艺要求不考虑软化，直接进入收集池（利旧），经混合后自流进入澄清池（利旧），在澄清池反应池内投加混凝剂（PAC）、助凝剂（PAM），对原水中的悬浮物进行絮凝反应，澄清池底部污泥通过现有污泥泵（利旧）排入现有污泥处理装置（利旧）。澄清池出水自流进入中间水池（利旧改造），出水经中间水池提升泵提升进入清水池（利用现有无阀滤池改造），清水池出水经清水池提升泵提升后进入过滤系统。清水池出水首先经清水池提升泵提升进入高效多介质氧化过滤器，过滤器内填充“预氧化滤料”，进一步过滤截留水中的微细悬浮物，出水进入活性炭过滤器，通过活性炭吸附水中的有机物及余氯。高效多介质氧化过滤器及活性炭过滤器根据运行情况设定自动反冲洗时间，反冲洗的废水进入收集池重新处理。活性炭过滤器出水进入保安过滤器，过滤器内装填5μ的过滤滤芯，截留活性炭颗粒等杂质，防止损伤后续的膜元件。保安过滤器出水经高压泵提升后进入反渗透膜系统。本项目核心工艺为反渗透脱盐，根据水质的特点，选择高品质的抗污染膜，有效膜面积37m2，系统回收率大于70%。膜主机配备自动淡水冲洗功能，冲洗废水进入厂区污水处理装置。反渗透系统的出水进入淡水箱，经淡水泵提升至用水点。反渗透浓水至污水处理装置的调节池，经污水处理装置再处理后排放。澄清池的污泥由业主负责送至现有污水处理装置污泥处理系统。给水系统分为生产生活给水系统和消防给水系统。生产生活给水由反渗透产水供加药装置等使用。消防给水由现场消防系统供水管。
2.3工艺研究
（1）收集池（利旧）。收集池为利旧设施，出水至澄清池。
（2）澄清池（利旧）。澄清池为利旧设施，包括反应搅拌机、排泥泵、出水堰等，维修及恢复工作由业主完成，以确保池体及相应设备能够正常使用并满足工艺运行需求。澄清池内的反应区投加PAC、PAM，通过混凝反应，将进水中的杂质、悬浮物、有机物、胶体等凝聚成大颗粒的矾花，以便其在澄清池内的沉淀区域中被有效地去除。
新增主要设备：混凝剂投加系统1套，成套装置含5.0m3溶药箱1台，转速~41r/min的溶药搅拌机1台，搅拌机桨叶为304不锈钢材质，流量525L/h、压力0.2MPa的混凝剂投加泵2台（1用1备），泵头PVC材质；PAM制备系统1套，成套装置含产量3000L/h的三槽连续式PAM制备系统，流量0.1~1.0m3/h、压力0.2MPa的PAM投加泵2台（1用1备），材质为304不锈钢转子，丁腈橡胶定子。
（3）中间水池。澄清池出水自流入中间水池，现有水池池容较小，新建一座3.0m×3.0m×4.5m中间水池，并使两池互通，以增加中间水池池容，池内设中间水提升泵3台，将水提升至清水池。澄清池污泥排至现有污水处理装置污泥处理系统。新增主要设备：中间水提升泵3台（2用1备），流量175m3/h，扬程15m，功率11kW，铸铁材质，水泵类型为液下离心泵。
（4）清水池（利旧无阀滤池）。清水池由现有不使用的无阀滤池改造后利用，清水泵及过滤器反洗泵将清水池出水提升至高效多介质过滤器中，分别作为过滤器进水及反冲洗进水。新增清水泵3台（2用1备），流量175m3/h，扬程40m，功率37kW，选择铸铁材质；过滤器反洗泵2台（1用1备），流量460m3/h，扬程20m，功率22kW，选择铸铁材质。
（5）过滤器。在反渗透之前不设置超滤装置，采用活性炭过滤代替。本系统设高效多介质氧化过滤器及活性炭过滤器对经混凝沉淀后的来水进行连续过滤，去除悬浮物，截留水中的微粒、胶体、悬浮物和铁等物质，可保护后续反渗透膜处理单元。高效多介质氧化过滤器及活性炭过滤器筒体材质要求采用碳钢，内壁衬胶防腐，衬胶厚度3mm，外壁涂防锈底漆和面漆。本装置高效多介质氧化过滤器及活性炭过滤器利用清水池的出水（经混凝沉淀后的水）进行反洗。根据系统水量要求，本系统设置直径3400mm的高效多介质氧化过滤器及直径3000mm的活性炭过滤器各5台（4用1备），每台处理水量90m3/h，当任何一台过滤器达到设置累计运行时间参数，退出过滤进入反洗程序，过滤器设计空气擦洗接口，气源利用工厂压缩空气，耗时低，反洗效果好。过滤器配套气动蝶阀，采用过水量1m3/h的长柄水帽，设计布水均匀，选用同济专有技术的优质预氧化滤料，能够有效地去除原水中的胶体、悬浮物等物质，以适应水质波动的可能。反冲洗水来源、水量、水质要求：1）过滤器反冲洗水源采用清水池出水，反冲洗水量为460m3/h。2）多介质擦洗用风采用罗茨鼓风机供气，反洗风机风量9.16m3/min，擦洗时间为10min。3）经活性炭过滤器过滤出水自流进入保安过滤器，并经高压泵输送至反渗透装置。
（6）反渗透装置。反渗透装置是本系统中最主要的脱盐装置，反渗透装置利用反渗透膜的特性去除水中绝大部分可溶性盐分，胶体，有机物及微生物。经过预处理后合格的原水进入置于压力容器内的膜组件，系统的进水、产水、浓水端分别设置水质（电导率）、流量、压力的仪表和自动控制系统。膜组件安装在组合架上，组合架上配备全部管道及接头，且包括所有支架、紧固件、夹具等其它附件，同时配置化学清洗装置，保证设备能够长期保质、保量的系统化运行。
（7）淡水箱。用于贮存反渗透装置产水。数量：1座；设计容积：V=120m3；材质：304不锈钢拼接水箱。主要设备仪表技术参数：淡水泵3台，流量120m3/h，扬程53m，功率37kW，过流部件304不锈钢。
（8）化学清洗装置。反渗透装置经过长时间运行后，虽进行频繁的大流量快冲，但在膜表面仍可能黏附着不易冲洗掉的污染物和微生物，所以应定期对反渗透装置进行化学清洗。反渗透膜的清洗药剂一般选用酸、碱及甲醛等。清洗的周期和时间应根据污堵的情况来确定。
结语
利用业主现有空置厂房及空地进行合理布置设备，新建及改造构筑物，采用“高效多介质氧化过滤+活性炭过滤+保安过滤器+膜处理”等技术手段，为类似工程提供一定参考借鉴意义。
参考文献
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[2]陈威，刘天羽，等．用于造纸废水预处理的类芬顿工艺：中国106277649[P]．2017.