一 概述

陜西金泰氯堿化工有限公司位于陜西省榆林市米脂縣姬家峁，工廠規(guī)劃建設(shè)規(guī)模為30萬(wàn)噸/年聚氯乙烯裝置，占地面積960畝。一期新建一套電石法年產(chǎn)10萬(wàn)噸的聚乙烯裝置，另配套10萬(wàn)噸/年離子膜法燒堿裝置，二期擴(kuò)建至年產(chǎn)30萬(wàn)噸的規(guī)模，一期工程已全部建成投產(chǎn)。該公司原建有污水站一座，主要處理建設(shè)方廠界內(nèi)的生活污水和有機(jī)生產(chǎn)污水，處理能力40t/h，為節(jié)約用水，實(shí)現(xiàn)污水零排放的目標(biāo)，該公司擬新建工業(yè)廢水處理廠一座，主要處理化工酸堿廢水和熱電站含油廢水及化水排水，產(chǎn)水用于循環(huán)水補(bǔ)充水和其它工序的工藝用水。需處理的原水主要來(lái)源于（1）電廠循環(huán)冷卻水；（2）化水車(chē)間（反滲透+混床）再生水；（3）反滲透排放的濃鹽水；（4）鍋爐房氣機(jī)排放的含油水；（5）化工車(chē)間部分循環(huán)冷卻水。本工程設(shè)計(jì)處理水量為8400m3/d（350m3/h）。根據(jù)建設(shè)方提供排水水質(zhì)的化驗(yàn)結(jié)果，確定正常情況下的進(jìn)水水質(zhì)如下表（表中單位：mg/L，其中pH無(wú)量綱，硬度以CaCO3計(jì)）：根據(jù)建設(shè)方的要求，處理后出水水質(zhì)應(yīng)符合下表（表3）所規(guī)定的限值（表中pH值無(wú)量綱、電導(dǎo)率為μS/cm，其余指標(biāo)單位均為mg/L，總硬度、鈣硬度及總堿度以CaCO3計(jì)，硅酸以SiO2計(jì)）：從建設(shè)方提供的水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)果來(lái)看，原水中硬度、可溶性鹽的濃度較高，這部分高濃度含鹽水主要來(lái)自建設(shè)方化水車(chē)間（反滲透+混床）再生、化學(xué)清洗和反滲透排放的濃鹽水。且出水的水質(zhì)要求又嚴(yán)于目前國(guó)內(nèi)各種回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，所選的處理工藝應(yīng)能有效地去除硬度及可溶性鹽，以穩(wěn)定達(dá)到建設(shè)方要求的出水水質(zhì)。

二 工藝選擇由于工業(yè)廢水來(lái)自于不同的生產(chǎn)車(chē)間，廢水的水量和水質(zhì)較不穩(wěn)定，且污水中油類(lèi)的含量較高、pH變化較大，因此，去除廢水中的油類(lèi)和調(diào)節(jié)pH較為重要，另水中含有較高的硬度和鹽度，后續(xù)的硬和除鹽也是本處理系統(tǒng)出水達(dá)到建設(shè)方用水標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵因素。工業(yè)廢水泵入格柵井，通過(guò)格柵的間隔作用去除廢水中較大的固體物質(zhì)，以避免對(duì)后續(xù)處理系統(tǒng)的不良影響，格柵井出水進(jìn)入隔油沉渣池，經(jīng)隔油、沉渣后，去除大部分的浮油和沉降性能較好的懸浮物及膠體物質(zhì)，廢水進(jìn)水調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池中均化水質(zhì)、調(diào)節(jié)水量，調(diào)節(jié)池中的廢水經(jīng)離心泵泵入pH調(diào)節(jié)、絮凝反應(yīng)池，通過(guò)加入酸、堿對(duì)廢水進(jìn)行pH調(diào)節(jié)，并加入混凝劑和絮凝劑進(jìn)行絮凝反應(yīng)，反應(yīng)完全后進(jìn)入加壓溶氣氣浮池進(jìn)行渣水分離，上清液進(jìn)入中間水池，經(jīng)提升泵將廢水泵入多介質(zhì)過(guò)濾器，通過(guò)多介質(zhì)過(guò)濾、活性炭過(guò)濾、保安過(guò)濾等預(yù)處理，最后進(jìn)入反滲透（RO）裝置，RO裝置的出水排至清水池。隔出的廢油排入廢油池，由建設(shè)方自行處理。隔油池的沉渣、加壓溶氣氣浮池的浮渣等，進(jìn)入污泥濃縮池，經(jīng)濃縮后進(jìn)入壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，濾液及污泥濃縮池上清液排至調(diào)節(jié)池，泥餅定期外運(yùn)處理。RO濃鹽水排入濃鹽水貯池，由建設(shè)方另行處理。具體流程見(jiàn)圖1。

三 主要構(gòu)筑物及設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)3.1 水處理工藝部分

3.1.1 格柵井及配水槽 容積尺寸：5500×800×800mm（L×W×H）；隔油沉渣池配水槽設(shè)計(jì)參數(shù)為：容積尺寸：5500×400×800mm（L×W×H）；槽底均布φ100mm布水孔15個(gè)，并與格柵井單面連通。

3.1.2 隔油沉渣池 容積尺寸為：22000×5500×5500mm（L×W×H）；有效水深：5.2m，停留時(shí)間: 1.8h，有效容積：629.2m3，池底坡度：i=0.01，貯泥斗深度：2.17m。

3.1.3 調(diào)節(jié)池 容積尺寸：22,000×17,200×5,500mm（L×W×H）；有效水深：5.0m，停留時(shí)間: 5.41h，有效容積：1892m3。

3.1.4 絮凝反應(yīng)池 反應(yīng)池按兩組并聯(lián)設(shè)計(jì)，每組與氣浮池串聯(lián)，獨(dú)立、并聯(lián)運(yùn)行；每組容積尺寸：5,950×3,000×2,800mm（L×W×H）；有效水深：2.5m，停留時(shí)間: 15min，有效容積：45m3。

3.1.5 加壓溶氣氣浮池淺層氣浮池按兩組并聯(lián)設(shè)計(jì)，每組獨(dú)立、并聯(lián)運(yùn)行；單組容積尺寸：7,800×6,000×2,500mm（L×W×H）；有效水深：1.9m；總凈容積尺寸：7,800×6,000×2,500mm（L×W×H）×2組。

3.1.6 中間水池 容積尺寸為：14,800×3,000×2,500mm；有效水深：1.9m，有效容積：84.36m3。

3.1.7 多介質(zhì)過(guò)濾器 過(guò)濾介質(zhì)：石英砂及無(wú)煙煤，選用套數(shù)：5套，運(yùn)行方式：并聯(lián)連續(xù)全自動(dòng)運(yùn)行；設(shè)計(jì)平均濾速：8-10m/h，設(shè)計(jì)平均反沖洗強(qiáng)度：3-8L/(S·m2)，設(shè)計(jì)反沖洗歷時(shí)：8-12min。

3.1.8 活性炭過(guò)濾器選用套數(shù)：4套，運(yùn)行方式：并聯(lián)連續(xù)全自動(dòng)運(yùn)行，單套處理能力：100m3/h濾速：10m/h，反沖洗強(qiáng)度：6L/(m2·Sec)，清洗方式：反沖泵沖洗，清洗時(shí)間：7-10min。

3.1.9 反滲透系統(tǒng)超濾系統(tǒng)抗污染型反滲透膜元件采用四組并聯(lián)運(yùn)行，每組處理能力87.5m3/h按1級(jí)兩段過(guò)濾設(shè)計(jì)，產(chǎn)水能力52.5m3/h（60%）。

3.1.10 清水池 容積尺寸：14,000×8,000×5,500mm（L×W×H）；有效水深：5.0m，有效容積：560m3。

3.1.11 廢油池容積尺寸：4,000×1,000×3,000mm（L×W×H）。

3.1.12 廢液集水池容積尺寸：2,000×2,000×3,000mm（L×W×H）。

3.1.13 反滲透濃鹽水池 容積尺寸：8,000×7,000×5,500mm（L×W×H）；有效水深：5.0m，有效容積：280m33.2 污泥處理工藝部分污泥濃縮池的設(shè)計(jì)參數(shù)為：濃縮池尺寸：11,000×2,500×2,800mm（泥斗深1,800mm）有效深度：2.4m，有效容積：66m33.3 供氣系統(tǒng) 供氣主要用于過(guò)濾器供氣清洗、反滲透系統(tǒng)低壓供氣清洗、帶式壓濾機(jī)反洗用氣、所有氣動(dòng)閥門(mén)用氣等的空氣提供，要求壓縮空氣氣源經(jīng)脫水脫油處理后供至本系統(tǒng)的壓縮空氣儲(chǔ)罐。過(guò)濾器供氣清洗空氣需求量為：25.3m3/min,50kPa反滲透系統(tǒng)低壓供氣反洗空氣需求量為：2.5m3/h帶式壓濾機(jī)反洗空氣需求量為：0.25m3/h，0.7MPa氣動(dòng)閥空氣需求量為：30m3/h，0.6MPa提供空氣量為：>1550.75m3/h提供壓力：>0.7MPa四 運(yùn)行費(fèi)用本廢水處理工程運(yùn)行管理過(guò)程中，所需消耗的運(yùn)行費(fèi)用包括電費(fèi)（0.13元/m3，廠方自備電廠，電價(jià)成本0.3元/kW.h）、藥劑費(fèi)（0.77元/m3）、人工費(fèi)（0.03元/m3）等，本污水處理系統(tǒng)運(yùn)行成本約合0.93元/噸水。本運(yùn)行費(fèi)用估算為直接運(yùn)行費(fèi)用，未包括設(shè)備折舊、大修費(fèi)用及其他間接費(fèi)用。五 污水處理系統(tǒng)回用水的回收率根據(jù)膜供應(yīng)商提供的類(lèi)似工程案例，綜合考慮各方面的因素，取反滲透系統(tǒng)水的產(chǎn)水率約為65%，則產(chǎn)水量約為227.5m3/h。

六 工藝設(shè)計(jì)總結(jié)

6.1 各工藝段分析

6.1.1 格柵井及布水槽 格柵井內(nèi)設(shè)格柵兩套，從目前運(yùn)行情況來(lái)看，因廢水來(lái)自廠方廢水提升泵，井內(nèi)攔截物除有沉砂外，無(wú)其他較大的懸浮性雜物，可考慮不設(shè)置格柵或格網(wǎng)，只需設(shè)置布水槽。本工藝段各項(xiàng)參數(shù)均符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，亦符合實(shí)際應(yīng)用情況。

6.1.2 隔油池 隔油池集隔油及沉渣的功能，廢水在池內(nèi)停留2小時(shí)，符合隔油的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，亦符合初沉的時(shí)間條件規(guī)范（約2小時(shí)），既可達(dá)到隔油的目的，又可起到沉砂初沉的作用。同時(shí)因廢水pH的變化范圍較大（5~14），在格柵井內(nèi)設(shè)置一級(jí)pH監(jiān)測(cè)及調(diào)節(jié)裝置，在隔油池內(nèi)實(shí)際一級(jí)pH調(diào)控，增加調(diào)控時(shí)間，確保pH調(diào)控的效果，在隔油池的出口處設(shè)置二級(jí)pH監(jiān)測(cè)及調(diào)節(jié)裝置，為增強(qiáng)pH的調(diào)控效果提供最大保障。隔油池末端設(shè)集泥斗，將長(zhǎng)期沉積的污泥定期通過(guò)污泥泵抽至污泥濃縮池。考慮到本工程甲方所給的水質(zhì)情況，設(shè)置隔油池是合理的，另從運(yùn)行情況來(lái)看，甲方污水泵排過(guò)來(lái)的水中含有大量的砂狀沉積物，故本池設(shè)置污泥頭沉砂及污泥泵抽泥的設(shè)計(jì)及做法是正確的。另將前期設(shè)計(jì)的在pH調(diào)節(jié)及絮凝反應(yīng)池調(diào)節(jié)pH值改為隔油池二級(jí)pH調(diào)節(jié)，也是比較合理的。不僅可以在進(jìn)水之初就調(diào)節(jié)水質(zhì)，亦可減少調(diào)節(jié)池、污水提升泵、絮凝反應(yīng)池及中間管道的防腐問(wèn)外運(yùn)處理廢油池工業(yè)廢水隔油沉渣池調(diào)節(jié)池pH調(diào)節(jié)、絮凝反應(yīng)池溶氣氣浮池溶氣罐污水泵格柵污泥濃縮池壓濾機(jī)絮凝劑污泥外運(yùn)處理濾液壓縮空氣酸堿混/絮凝劑中間水池多介質(zhì)過(guò)濾器活性炭過(guò)濾器保安過(guò)濾器反滲透裝置清水池回用系統(tǒng)反滲透濃鹽水池外排另處理浮渣濃鹽水清洗出水高壓泵膜清洗系統(tǒng)阻垢劑超越壓縮空氣回流泵反洗泵提升泵殺菌劑反洗泵反沖洗出水反沖洗出水上清液提升泵污泥泵圖1：工藝流程圖題，降低工程造價(jià)，縮短工期。

6.1.3 調(diào)節(jié)池 通過(guò)調(diào)節(jié)作用，均化廢水水質(zhì)，均衡廢水水量，本工程調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)時(shí)間5小時(shí)。滿足廢水均質(zhì)及調(diào)節(jié)水量的要求。

6.1.4 絮凝反應(yīng)池 反應(yīng)池共兩組，每組兩格，第一格為混凝反應(yīng)室（反應(yīng)一室），第二格為絮凝反應(yīng)室（反應(yīng)二室）。通過(guò)加入混凝劑（PAC）及助凝絮凝劑（PAM）增強(qiáng)廢水的凝聚效果。反應(yīng)池采用機(jī)械攪拌器進(jìn)行攪拌。反應(yīng)一室為快速反應(yīng)池，轉(zhuǎn)速控制在60~80轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)二室為慢速反應(yīng)池，轉(zhuǎn)速控制在4~20轉(zhuǎn)/分鐘。設(shè)計(jì)停留時(shí)間15分鐘。本工藝段的設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)規(guī)范及實(shí)際運(yùn)行情況的要求。

6.1.5 溶氣氣浮池 溶氣氣浮池分為溶氣釋放區(qū)，分離區(qū)，集水區(qū)等。通過(guò)溶氣回流系統(tǒng)將空氣溶于水中，水中空氣再釋放產(chǎn)生大量微小氣泡，氣泡在上升過(guò)程中將經(jīng)絮凝反應(yīng)生成的懸浮物礬花帶至水面形成浮渣，并通過(guò)刮渣機(jī)將浮渣去除。本工程設(shè)計(jì)溶氣回流比為25~30%，設(shè)計(jì)停留時(shí)間20分鐘。本工藝段符合設(shè)計(jì)規(guī)范及實(shí)際運(yùn)行情況的要求。

6.1.6 中間水池 中間水池用于收集氣浮池出水，并提供過(guò)濾器取水。本工程的中間水池設(shè)計(jì)過(guò)小，停留時(shí)間較短。由于本池的取水點(diǎn)太多（壓濾機(jī)反沖用水，過(guò)濾器用用、過(guò)濾器反沖用水），且取水量較大，在實(shí)際的運(yùn)行的過(guò)程中，由于設(shè)置了全自動(dòng)運(yùn)行，導(dǎo)致影響其他工序的運(yùn)行周期長(zhǎng)短。本工藝段雖能滿足規(guī)范要求，但在實(shí)際的運(yùn)行情況下，有所缺限。

6.1.7 多介質(zhì)過(guò)濾器 氣浮后的出水中仍含有少量的懸浮物，采用多介質(zhì)過(guò)濾器最大限度地去除廢水中的懸浮物。濾料采用石英砂及無(wú)煙煤。多介質(zhì)過(guò)濾器在本工程中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用是必要與正確的。本工程多介質(zhì)過(guò)濾濾速采用8m/h，符合設(shè)計(jì)規(guī)范8~10m/h的要求。考慮到水中含鹽量較高4000mg/L，設(shè)備罐體內(nèi)部采用3mm單層襯膠防腐。為利于自動(dòng)運(yùn)行的需要，采用氣動(dòng)閥門(mén)進(jìn)行控制，同時(shí)采用手動(dòng)閥門(mén)備用，以利于設(shè)備的檢修。

6.1.8 活性炭過(guò)濾器 采用活性炭過(guò)濾器，通過(guò)活性炭的吸附作用，最大限度地去除廢水中的有機(jī)物，以減輕反滲透系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷，提高反滲透系統(tǒng)的效率及使用壽命。活性炭過(guò)濾器在本工程中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用是必要與正確的。本工程多介質(zhì)過(guò)濾濾速采用10m/h，符合設(shè)計(jì)規(guī)范8~10m/h的要求。考慮到水中含鹽量較高4000mg/L，設(shè)備罐體內(nèi)部采用3mm單層襯膠防腐。為利于自動(dòng)運(yùn)行的需要，采用氣動(dòng)閥門(mén)進(jìn)行控制，同時(shí)采用手動(dòng)閥門(mén)備用，以利于設(shè)備的檢修。

6.1.9 保安過(guò)濾器 保安過(guò)濾器采用5μm纖維棉濾芯，將粒徑大于5μm的物質(zhì)濾除，以保障反滲透膜的安全。保安過(guò)濾器在運(yùn)行中起到重要的作用，特別是在預(yù)處理水質(zhì)不理想的前提下，通過(guò)保安過(guò)濾器的過(guò)濾作用，截留了大部分的微小懸浮物質(zhì)，在很大程度上保護(hù)了反滲透膜。

6.1.10 反滲透系統(tǒng) 利用反滲透的原理，將水中離子狀態(tài)的物質(zhì)從水中分離出來(lái)，以降低水中的鈣鎂離子及其他鹽分的濃度，使出水達(dá)到純水的標(biāo)準(zhǔn)。以滿足回用水的要求。反滲透產(chǎn)出的清水落石出水水排至清水池，以供回用，濃鹽水排至濃鹽水集水貯池，另作他用。反滲透系統(tǒng)使用一定時(shí)間后需要對(duì)膜進(jìn)行化學(xué)清洗，故設(shè)置化學(xué)清洗系統(tǒng)。本工藝段符合設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，目前除鹽率基本能夠達(dá)到膜廠家的設(shè)計(jì)值，產(chǎn)水率也達(dá)到設(shè)計(jì)值。

6.2 工藝可行性分析 從目前本工程的運(yùn)行情況來(lái)看，結(jié)合監(jiān)測(cè)到的廢水來(lái)水水質(zhì)，本工程總體工藝流程是可行的。

6.3 輔助分析 輔助設(shè)計(jì)主要包括設(shè)備間的設(shè)計(jì)，設(shè)備間的設(shè)計(jì)包括泵房、加藥間、氣浮間、壓濾機(jī)房等的設(shè)計(jì)，本工程中所有設(shè)備間設(shè)計(jì)都偏小，特別是中間水池取水泵房的設(shè)計(jì)，遠(yuǎn)小于設(shè)備間距規(guī)范的要求。

6.3.1 泵房 本工程設(shè)計(jì)有泵房?jī)蓚€(gè)，第一個(gè)泵房主要用于放置調(diào)節(jié)池污水提升泵、隔油沉渣池污泥泵、壓濾機(jī)污泥泵、廢液池提升泵及部分加藥設(shè)備，第二個(gè)泵房主要放置氣浮回流泵、氣浮溶氣罐、過(guò)濾器提升泵、過(guò)濾器反沖洗泵、壓濾機(jī)反沖洗泵等。第一個(gè)泵房經(jīng)重新規(guī)劃及設(shè)備重排后，設(shè)備的布置間距基本上可以達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，第二個(gè)泵房在將與反滲透設(shè)備間的隔墻拆除后，將部分設(shè)備外移的情況下，亦勉強(qiáng)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求的設(shè)置間距。

6.3.2 壓濾機(jī)房 壓濾機(jī)房的設(shè)計(jì)基本符合規(guī)范要求。

6.3.3 加藥間 本工程加藥間原與泵房設(shè)計(jì)在一起，但由于泵房本身面積不夠使用，導(dǎo)致部分加藥設(shè)備需另建設(shè)備間（建于調(diào)節(jié)池上，采用彩鋼輕結(jié)構(gòu)）。

6.3.4 氣浮間 氣浮間作用是為防止氣浮池露天致使冬季池面結(jié)冰而設(shè)計(jì)。但由于與土建專(zhuān)業(yè)溝通不夠，氣浮間門(mén)上梁設(shè)計(jì)過(guò)大，導(dǎo)致進(jìn)出設(shè)備間的門(mén)洞尺寸偏小，影響整體外觀及使用。

6.4 運(yùn)行效果

七 總結(jié)評(píng)定本工程雖然仍存在一些問(wèn)題和不足：(1)格柵井出水布水孔在施工過(guò)程中未清理完全，導(dǎo)致隔油池布水不均勻，初期隔油效果不佳，經(jīng)整改后得以解決；(2)集油管出油方式原為平行直出，運(yùn)行中導(dǎo)致廢油不能排盡，后改為池中下部出油，排油效果明顯改善；(3)空壓機(jī)噪聲過(guò)大，經(jīng)加設(shè)隔聲罩后，使噪聲達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；(4)氣浮間原未設(shè)計(jì)暖通系統(tǒng)，在冬季運(yùn)行時(shí)，造成水溫較低，對(duì)反滲透系統(tǒng)的效率產(chǎn)生一定的影響，經(jīng)加裝暖氣片后，情況得以明顯改善。但從整體運(yùn)行的情況來(lái)看，應(yīng)該是比較成功的。各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到最初設(shè)計(jì)要求。從工藝角度，自評(píng)優(yōu)良。

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