石油石化行業的污水處理是重要研究課題，要通過對工業污水的深度處理和再生利用的循環方式，較好地實現工業污水資源化的合理配置，引入“超濾+反滲透”雙膜處理技術，利用其節能、高效、穩定、自動化的優勢特點，進行工業污水處理及回用單元的脫鹽處理，提高用水效率，減輕水環境污染和水資源浪費。
一、工業煉化污水回用處理技術及雙膜系統概述
1.1 污水回用處理技術
常用的工業污水回用處理技術包括有：
(1)活性炭吸附。利用具有多孔性的活性炭吸附去除廢水中的污染物，主要是利用微生物的降解作用以及活性炭的物理吸附性，進行工業廢水處理;
(2)曝氣生物濾池。采用生物接觸氧化技術和普通給水濾池技術，將陶粒、活性炭裝填進濾池中，通過鼓風機進行曝氣提供生化反應所需的氧氣，污水在微生物的強氧化分解及填料層的物理吸附作用下，吸附去除污水中的有機污染物;
(3)臭氧接觸氧化。利用臭氧的強氧化作用，將難降解的有機大分子轉化為小分子有機物，降低出水的COD，提高出水的可生化性。在該處理技術之中，要充分考慮臭氧投加量、接觸時間等因素;
(4)膜生物反應器。這是將膜分離技術與生物處理法相結合的工藝，包括有膜組件和生物反應器，通過膜的高效分離替代二沉池，縮減處理單元的水力停滯時間，實現固液分離和污泥濃縮。
1.2 雙膜系統
可以將超濾與反滲透相組合，成為一個“雙膜”系統，共用同一個加藥系統。其中：超濾膜材料采用聚醚砜(PES)材質的內壓式膜和聚偏氟乙烯(PVDF)材質的外壓式膜，反滲透膜材料主要采用醋酸纖維素(CA)膜和芳香聚酰胺(PA)復合膜。UF膜組件的過濾方式分為死端過濾和錯流過濾，死端過濾是指原水由一端進入膜通道，再由另一端流出。錯流過濾的濾膜表面不會產生濃差極化現象和結垢，然而過濾效果較左，回收率偏低。RO膜組件是一個完整的卷式反滲透膜組件，分為濃水回流循環式和原水一次通過式，較好地提高回收率。
二、工業煉化污水處理回用措施的應用分析
對于工業煉化污水處理回用工藝，可以采用“全混”方案，將含油污水、電脫鹽污水、循環水排污水、預處理后的堿渣污水完全混合，由污水處理系統統一處理并進入回用系統，最后作為循環水補水站原水進行使用。在工業污水處理回用工藝方案之中，以降低化學需氧量(COD)、總溶解固體含量(TDS)、懸浮物、氨氮為目標。
脫鹽工藝。通過脫鹽工藝可以有效降低水中的TDS含量，可以選用RO膜分離法作為脫鹽工藝，對于原水預處理的要求較高，要求SDI≤3-5，達到單級脫鹽99%以上。
反滲透預處理工藝。可以采用超濾膜技術作為反滲透預處理工藝，有效截留2~100nm之間的顆粒和雜質，產水濁度低于0.2NTU，高效去除膠體、細菌和微生物，體現出良好而穩定的出水水質特點。
2.1 膜元件選型及設計
2.1.1 超濾膜工藝方案設計與應用
超濾系統要達到出水SDI≤2，回收率≥88%。可以選用具有獨特外環形集水孔壁結構的超濾膜組件，單套膜單元處理能力為132.5m3/h，設計處理能力為795m3/h，出水量達到700m3/h。
2.1.2 反滲透膜工藝設計與應用
反滲透膜系統要結合原水水質進行設計，設計處理水量為700m3/h，進水SDI≤2，回收率達到81.7%，出水TDS含量由2300mg/L降至120mg/L。同時，要將HCl投加到反滲透進水中，將進水pH值控制在6.5~7.5之間，避免CaCO3等難溶鹽的結垢現象。
2.1.3 超濾系統清洗設計與應用
由于存在超濾膜污染現象，如：膜表面吸附、膜孔堵塞、膜表面附著等，為此要進行超濾系統的清洗。清洗過程設計為：反沖洗。無須添加化學藥劑，采用定期重復清洗的方式，可以去除膜表面吸附的濾餅層和膜孔中堵塞物質。通常采用超濾產品水作為反沖洗水，反沖洗水量設置為過濾水量的2~3倍，頻率為40~60min/次，清洗時間為60s;CEB化學加強洗。先投入NaOH和NaClO進行堿洗，再投加HCl進行酸洗，有效去除超濾膜絲中的可逆性污染，彌補清水反洗不足的缺陷;CIP化學清洗。可以采用酸、堿、氧化性清洗劑，溶解和去除凝膠層中的有害物質。
2.1.4 反滲透膜污染應對措施
對于反滲透膜污染的應對措施主要包括有：
(1)難溶性鹽結垢。對于難溶性鹽在膜表面或系統管路中析出固體沉淀物的現象，要添加專門的阻垢劑和HCl，防止CaCO3結垢的現象;
(2)膠體及顆粒物沉積。可以采用超濾作為反滲透預處理技術，有效降低進水SDI值。并設置專門分析出水SDI值的分析儀，密切監控RO進水的SDI值，當其超標時則要及時清洗超濾膜;
(3)微生物污染。可以在反滲透進水前添加NaHSO3、Na2HSO3等還原劑，實現工業污水的脫氧除氯處理;
(4)沖洗過程。采用阻垢劑、殺菌劑可以防止難溶性鹽造成的結垢及微生物污染現象，然而過濾過程中的膜面仍舊存在嚴重的濃差極化現象，對此要對膜進行物理沖洗或CIP化學清洗，以金屬氧化物和CaCO3造成的無機鹽垢為例，可以采用HCl進行酸洗，或采用磷酸、檸檬酸進行沖洗去除。因CaSO4、BaSO4造成的硫酸鹽垢，則采用NaOH進行堿洗。
2.2 輔助設備及工藝管道流程設計與應用
(1)泵的選型。
動設備如泵、壓縮機、風機等存在能量消耗的現象，在進行設備選型的過程中，要確定介質性質，包括介質溫度、比重、粘度、腐蝕性、毒性等，選取清水泵、油泵、化工泵或耐腐蝕泵。并確定流量和揚程，計算獲悉泵的有效功率和軸功率。
(2)靜設備及其他系統裝置。
要設置具有一定過濾精度的過濾器，避免大顆粒雜質對膜面的損害。同時，還要設計采用中間水池、超濾CIP清洗池、反滲透產水池、反滲透CIP清洗池、CIP廢水中和池，確保雙膜系統的穩定可靠運行。
(3)工藝管道流程設計與應用。
UF系統。系統的6個膜單元配有獨立的進水泵和自清洗過濾器，能夠有效截留超過0.02um粒徑的顆粒，確保后續反滲透膜組件的正常運行;RO系統。包括中間水池、增壓泵、保安過濾器、反滲透膜等，進行工業出水的加壓、脫鹽處理、超濾膜清洗，實現資源的高效利用。
三、結語
綜上所述，工業污水處理及其回用可以采用“超濾+反滲透”雙膜系統和工藝，選擇反滲透(RO)作為脫鹽處理工藝，超濾(UF)作為反滲透預處理工藝，較好地實現去除COD、降低TDS的污水處理回用效果，適用于煉化企業工業污水處理回用。后續還要深入探討整個系統長期穩定運行的策略，擴大系統應用范圍。( >
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