[中图分类号]X703.1[文献标识码]B[文章编号]1005-829X(2013)07-0094-03
中海石油中捷石化有限公司(简称中捷石化公司)开展的“水平衡测试及节水优化方案研究"项目，目的是对全厂用水进行水平衡测试，对用水数据进行研究分析并提出可行的节水优化方案，降低总体水耗量，提高整体用水水平，以期使企业从管理节水走向系统节水〔1〕，并使用水指标达到国家对炼化企业规定的先进水平。
根据水平衡测试结果，中捷石化公司以把整个工厂用水当成一个水网络的优化配置问题，进行总体规划为思路，尽可能将进入系统的水进行多次利用、清污分流、分散再生、污水回用。中捷石化公司的用水系统优化遵循“整体优化、重点优化、科学优化、分步实施"的原则：
“整体优化"，就是针对企业实施全方位优化，充分考虑部门之间、装置之间、系统之间、本企业与外转供单位之间的用水网络的有机联系，做到全面考虑，合理设计，经济改造。
“科学优化"，就是在实施用水优化过程中，应遵循“水平衡测试———用水优化———污水回用"工作步骤。在水平衡测试完成后进行用水优化设计；用水优化设计要依据水夹点技术和数学规划方法的基本原理，选取适合本企业的方法进行用水系统的网络设计和经济评价；并选择合理的水处理技术，作好污水处理回用导向性方案研究。
“重点优化"，就是对企业的主要用水装置，即关键用水单元，进行用水优化：结合中捷石化公司具体情况，优化循环水系统运行，提高给水系统水的利用率，做好冷凝水的回收，最大限度降低污水处理负荷，进行污水深度处理和中水回用，解决关键问题和主要矛盾。
根据以上优化原则，该厂提出了包括管网系统、制水系统、工艺水系统、循环水系统、蒸汽及冷凝水系统、污水系统、生活水系统在内的7大系统的节水优化方案共计12个，其中制水系统优化方案中有涉及对于除盐水站浓水回收改造的项目。
由于中捷石化公司污水处理装置正值升级改造，部分中水回用设施计划拆除报废，然而考虑到此部分准备拆除的设备才使用1a左右，完全可以再利用于除盐水站浓水回收改造的项目中，并且除盐水站浓水回收处理项目投资小、见效快，节约水量较多，因此，中捷石化公司决定首先对脱盐水站浓水回收处理项目实施改造优化。
1.除盐水站浓水回收处理项目介绍
1.1除盐水站简述
中捷石化公司除盐水站是锅炉装置的配套装置，由1#除盐水站和2#除盐水站组成，年产除盐水210万t，其将来自水场的新鲜水在进行净化、除盐后送往二催、三催和动力锅炉作为锅炉的补给水源。
除盐水站由预处理、反渗透和离子交换三部分组成，1#除盐水站预处理系统由2台石英砂过滤器和2台活性炭过滤器组成，反渗透系统由2台高压泵和2套产水60t/h的RO设施组成，离子交换由2台阳离子交换器和2台阴离子交换器组成。2#除盐水站预处理系统由4台双滤料过滤器组成，反渗透系统由2台高压泵和2套产水60t/h的RO设施组成，离子交换由2台阳离子交换器和2台阴离子交换器和2台混合离子交换器组成。
辅助设施包括预处理的反洗系统(反洗水箱、反洗水泵等)，预处理及混合离子交换器的气洗系统，反渗透膜的清洗系统(清洗箱、清洗泵等)，阳、阴、混合离子交换器的酸碱再生系统(酸碱储罐、酸碱计量箱、射流器及流量检测装置等)，废液中和排放系统(中和水池、废液泵等)。
除盐水站出水满足中压锅炉给水水质要求，浓水则全部排放至厂区消防水池，浓水水质见表1。
1.2原中水回用系统介绍
原中水回用系统为原污水处理装置的一部分，设计处理量为50m3/h，工艺流程为：污水(经生化等处理后)→原水箱→提升泵→多介质过滤器→超滤→中间水箱→增压泵→保安过滤器→反渗透高压泵→反渗透装置→产品水池→回用。
由于公司生产装置新建和扩建后污水量增加，水量波动大、水质波动频繁、污染物成分非常复杂，其中含有大量的油、硫化物、挥发酚等有毒有害物质，COD、BOD和TDS的值也较高，因此出现了生化处理后的污水达不到进中水回用系统要求的现象，故中水回用装置一直未投运，设备闲置，直至公司对污水处理装置升级改扩建，而原中水回用装置占用污水处理装置扩建平面，公司计划对其报废拆除。
1.3除盐水站浓水回收处理采用工艺
为节省投资，在2#水处理站西侧，利用部分原污水中水回用设备(除盐系统)，实施了除盐浓水回收处理项目，其工艺流程为：浓水收集箱(200m3利旧)→增压泵(2台其中1台利旧)→机械过滤器(1台利旧)→中间水箱(利旧)→RO给水泵(1台利旧)→RO保安过滤器(1台利旧)→RO高压泵(1台利旧)→RO装置→RO产水箱(利旧)→回用水泵(利旧)→循环水场。系统设计出水水质见表2。
1.4改造工程介绍
改造内容包括：
(1)原有系统设计配备阻垢剂加药装置，增容后利旧；
(2)原机械过滤器搬迁、利旧；
(3)原有原料水泵搬迁、利旧，并新增1台原料水泵；
(4)原RO给水泵配置设施搬迁、利旧；
(5)反渗透膜系统，搬迁、利旧，新增15只；
(6)新建厂房1座，尺寸为26m×12m×6m。
1.5设备明细
原料水泵：利旧1台，流量120m3/h，扬程0.28MPa；新增1台，流量93m3/h，扬程0.28MPa。
多介质过滤器，利旧1台，D=2600mm，设计正常流量55m3/h，设计正常运行流速10m/h。
RO清洗装置，利旧1套，清洗箱容积3000L，清洗泵流量90m3/h、扬程30m。
RO给水泵，利旧1台，流量60m3/h，扬程38m。
阻垢剂加药装置，利旧1套，额定流量3.8L/h，最大压力760kPa。
压力式保安过滤器，利旧1台，D=600mm，安装滤芯36支，设备运行流量50m3/h，过滤精度≤5μm。
RO高压泵，利旧1台，流量60m3/h，扬程144m。
反渗透装置，利旧1套，膜元件数量45支，每支产水量40m3/h，新增膜元件15支，美国陶氏膜，回收率65%，脱盐率97%。
2.浓水回收处理站运行情况
改造后浓水回收处理站出水水质达到了设计值，满足循环水场补水水质要求。由于催化裂化等生产装置通过技改技措节省蒸汽耗用，除盐水耗用也相应减小，除盐水站进水和所产浓水量变小，约28.28t/h，这些浓水全部进入浓水回收处理站，制取15.55t/h的脱盐水，全部回用至循环水场补水。由于脱盐水水质较新鲜水水质好，可作为循环水补水使用，不仅使循环水浓缩倍数由原来的2.5提高至2.7，还节省了大量的地下水资源。
3.费用
3.1投资费用
设备搬迁及厂房、工程建设费用为29万元，新增设备费用为79万元，合计108万元。
3.2运行成本
运行成本包括电费、药剂(包括阻垢剂、柠檬酸、NaOH)费用、耗件(包括RO膜元件、保安滤芯等)耗损更换费用，全年按300d运行时间计，处理水量为300×24×28.28=203616t。设备全年耗用总功率为75kW，电价为0.65元/(kW.h)；阻垢剂为4万元/t，用量为0.78t/a；柠檬酸为5000元/t，用量为0.08t质量分数为30%的NaOH溶液为800元/t，用量为0.01t；RO膜元件为5200元/支，使用寿命5年；保安滤芯为47元/个，3个月更换一次，每次50支。电费=总功率×使用率/效率×电费=70×0.7×0.65=31.85元/h×24×300=229320元；药剂费用=12×65×40+4×20×5+4×25×0.8=31200+400+80=31680元；维修费用=5200×60/5+4×50×47=62400+9400=71800元；每年总费用=229320+31680+71800=332800元；吨水单耗=332800/203616=1.634元/t。
4.产生效益
除盐水站浓水回收处理项目实施后，可节约新鲜水量15.55t/h，年节水量12.44万t，合计节约新鲜水费用43.54万元。同时，中捷石化公司化学水制水比可从测试期间的1.39下降至1.17，经济效益与社会效益大幅提高。
