据石化缘科技咨询微信公众平台2017年11月23日讯 为进一步提高污水回用率，降低新鲜水单耗，庆阳石化公司于2016年对原污水回用装置进行了扩能改造。本次改造中超滤单元采用浸没式超滤膜。本文介绍了浸没式超滤膜在庆阳石化公司污水回用装置上的实际应用情况。
1、引言
随着社会经济快速发展，水资源匮乏问题日益突出。中国石油庆阳石化公司地处甘肃省庆阳市董志塬，境内水资源十分紧缺，如果能有效回收利用达标污水，提高水资源利用率，将有效缓解这一矛盾。目前污水回用装置多采用预处理和双膜组合工艺，其中超滤膜主要作用是去除水中的胶体、细菌及以及大分子有机物，多采用普通压力膜过滤。近年来，随着工业技术发展，浸没式超滤膜越来越多地被水处理装置所应用。与传统压力膜过滤相反，浸没式超滤膜是在较低的负压下状态下运行，利用虹吸或泵抽吸方式将水由外向内进行负压抽滤，占地小，投资费用较低，是低压过滤膜技术的发展方向。
2、庆阳石化污水回用装置简介
2.1 基本情况
中国石油庆阳石化公司污水回用装置一期工程于2010年3月建成投产，分为预处理与双膜系统，预处理系统（气浮氧化、石英砂过滤、活性炭过滤和盘滤）处理能力为400立方米/小时，双膜系统（超滤和反渗透）处理能力为200立方米/小时，反渗透产水为优质再生水，作为循环水、催化烟气脱硫装置和化学水处理装置的补水。
为进一步提高污水回用率，实施二期改造工程，对原装置进行扩能改造，原装置预处理系统处理规模不变，新建一套处理能力为100立方米/小时的双膜系统。二期工程于2016年12月建成投产。由于原双膜系统超滤单元超滤膜采用普通压力膜过滤，存在膜污堵严重，再生清洗频繁，使用寿命较短的问题。本次改造时双膜系统超滤单元采用日本旭化成浸没式超滤膜，处理能力为110立方米/小时，膜元件型号为UHS-640A。
2.2 工艺流程简介
庆阳石化污水处理场达标排放污水自流进入污水回用装置氧化池，除去浮渣后，出水端加入臭氧经强氧化后进入清水池。清水经清水提升泵进入石英砂过滤器过滤，石英砂过滤器出水进入臭氧射流、混合器，经臭氧混合反应后流入臭氧反应池继续反应，反应以后的清水经泵打入多腔生物活性炭滤器；经生物活性炭双级吸附和过滤；水质达到初级再生水规定指标，一部分初级再生水外供，剩余部分进入净水池，经泵提至盘式过滤器，安降低水中浊度，依次进入UF处理器和RO处理器后的水直接输送至RO产水罐，水质达到优质再生水指标。
2.3 工艺流程示意图
3、浸没式超滤膜简介
3.1 浸没式超滤膜原理
浸没式超滤膜使用高强度中空纤维膜组件，将膜直接置于充满待处理水的膜池之中，通过自吸泵负压抽吸，使净化水从中空纤维膜内侧抽出，而污染物截留在膜表面，超滤速率衰减到一定程度时通过反洗、排污、在线化学清洗消除膜污染，恢复膜通量。
该系统由膜池、膜组件、反冲洗及化学清洗系统组成，系统自控程度高。材质为聚偏氟乙烯（PVDF）具有抗污染能力强、耐氧化，使用寿命长等特点。该膜孔径为0.08um，可稳定过滤高浊度原水。
3.2 浸没式超滤膜优缺点
（1）优点
可以直接过滤高浓度悬浮物而不需要复杂预处理（如可高达200NTU以上），抗污堵能力较强，如MBR就是浸没式超滤膜的一种特殊应用，直接过滤悬浮物高达10000mg/L的污泥；浸没式前一般不需要混凝沉淀和多介质过滤，工艺较简单，系统占地较小，管道设备成本比普通压力式的低。
（2）缺点
膜通量较低，一般膜的通量为20～50 lmh［通量单位，升/(平方米·小时)］，最大能达到70～80 lmh。但由于跨膜压差很小及有效清洗，旭化成浸没式膜的通量一般为30～80 lmh，最大能达到120 lmh。
3.3 浸没式超滤膜元件设计参数
庆阳石化浸没式超滤膜元件采用日本旭化成原装进口浸没式中空纤维膜。膜元件型号为UHS-640A，膜孔径为0.08um，材质为聚偏氟乙烯（PVDF）具有抗污染能力强、耐氧化，使用寿命长，易化学清洗和反洗，化学清洗与反洗较管式膜彻底等特点。
3.4 浸没式超滤膜系统设计运行参数
4、应用效果
为评价污水回用装置二期工程运行经济指标、产品质量、辅材消耗、设备运转工况、工艺技术参数等能否达到设计指标，2017年2月23日至2月26日对装置运行情况进行了全面标定，浸没式超滤膜标定结果如下：
4.1 水量标定结果
浸没式超滤处理量平均为111.54立方米/小时，产水率为92.33%，达到设计指标。
4.2 水质标定结果
超滤产水浊度最大值0.38NTU，最小值0.29NTU，平均值0.35NTU，达到设计指标。
5、结语
浸没式超滤是庆阳石化公司在水处理系统中首次选用的膜处理设备,投用正常后，经过标定，浸没式超滤膜处理量平均为111.54立方米/小时，产水率平均为92.33%，出水浊度平均为0.35NTU，均达到设计指标。
同时通过近段时间运行，浸没式超滤膜设备整体运行平稳，产水率稳定在90%以上，出水浊度合格，与管式超滤比较具有占地小、抗污染、清洗彻底、产水率高的特点，达到了预期效果。
