神木天然气处理厂反渗透浓水回收利用探索

高小键，杨 茂，崔 彦，苗 成，钱 凯

（中国石油长庆油田分公司第二采气厂，陕西榆林 719000）

反渗透工艺生产净化水具有运行可靠[1]、操作简便、净化水水质可靠、易于维护、运行成本低等优点，但同时也存在水资源利用率低的致命弱点，即大量的浓水直接排放[2]。

神木天然气处理厂设有4 m3/h 反渗透净化水装置一套，供员工倒班点生活饮用水，日均排放浓水约30 t，造成大量水资源的浪费，在水资源紧缺的陕北地区，应当积极探索一种反渗透浓水回收利用的工艺模式。

1 反渗透浓水排放工艺现状及存在问题

1.1 神木天然气处理厂浓水排放工艺现状及存在问题

处理厂的生产生活用水通过三口水源井供给进入生活水罐和消防水罐。生活水罐的原水经过反渗透装置处理后净化水进入净化水箱，反渗透浓水直接排放进入生活污水池，最终通过罐车外运处理；消防水罐的原料水供给生产用水、消防用水、绿化用水以及倒班点冲厕用水。具体工艺流程（见图1）。

由于神木天然气处理厂地处毛乌素沙漠腹地，水源井产水含有较多细泥沙，为保护RO 膜设定纯水与浓水比例为1:1，浓水现有排放工艺是将反渗透浓水直接排放进入生活污水提升池，然后通过罐车外运处理，不仅造成水资源的浪费而且造成较大的污水拉运及处理成本。

1.2 存在问题分析

反渗透（Reverse Osmosis，RO）技术原理是在溶液一侧采用高于溶液渗透压的压力，依据其他物质（溶解盐类、胶体、微生物、有机物）不能透过半透膜的特性，将这些物质和水分离开来[3]。

图1 神木天然气处理厂现有用水工艺流程

神木天然气处理厂反渗透净化水装置的主要处理方式为：在RO 膜一侧来自生活水罐的原水以一定的压力（0.4 MPa）源源不断的补充，透过RO 膜的水作为纯水收集起来供倒班点饮用水；而未透过RO 膜的水，即浓水，则直接排放进污水池，由于反渗透膜的特性，只要生产纯水就伴随有一定量的浓水产生，因此要提高水资源利用率，只能通过浓水回收来实现。

2 反渗透浓水回收再利用方案及其可行性研究

2.1 反渗透浓水回收方案

根据神木天然气处理厂现有用水工艺模式，经过研究，反渗透浓水回收利用方案定为：通过专门订制的浓水回收装置，将反渗透装置产生的浓水回收至700 m3消防水罐加以再利用。

该浓水回收装置主要组成部分及实现功能为：

浓水水箱：材质为PE，容积3 m3，水箱配套带有锁母、浮球开关、连接管道口、溢流口、排污口等。

浓水转水泵：选择轻型卧式多级离心泵，过流部件采用304 不锈钢材质，扬程29 m，转水泵通过电气液位控制柜实现高液位启泵、低液位停泵。

电器柜：内设断路器、接触器、热继电器、指示灯、开关，实现电机综合保护功能及工艺控制要求，分手动/自动两种操作方式。神木处理厂改造后用水流程（见图2）。

2.2 浓水回收可行性分析

神木天然气处理厂反渗透浓水是经反渗透膜分离出50 %的纯水后的浓缩水，其中物质总量是没有多大变化的，只是浓度稍加增大而已。根据水样检测报告，浓水的硬度、碱度、氯离子以及电导率与反渗透入口原水相差不大，具体（见表1～表3），适合生产、绿化用水等用水要求，说明反渗透浓水回收方案可行。

表1 反渗透进口水质化验表

表2 反渗透浓水水质化验表

表3 反渗透浓水接入消防水罐后水质化验表

3 反渗透浓水回收效益评价

回收利用浓水按生水计，单价5.65 元/吨，年浓水排放量10 950 m3，年节约水费6.19 万元；每日消防罐通过水源井补水减少6 h，节省水源井潜水泵电力费用36.3 元，全年节省1.33 万元；新增加浓水转水泵产生电力费用与原污水池转水泵电力费用抵消；节省每日一趟罐车外运及处理费用约0.18 万元，全年节省65.7 万元；全年节约费用约73.22 万元，节约水资源10 950 t。

图2 神木处理厂改造后用水流程

4 结语

通过对神木天然气处理厂反渗透净化水装置浓水指标分析，结合处理厂用水工艺流程以及各用水水质要求，说明反渗透浓水回收至700 m3消防水罐加以再利用是完全可行的，既为神木天然气处理厂做到了节水节能、降低运行成本，又能保证各项用水安全，具有显著的经济效益和社会效益。

［1］ 王卫红，高丛辉.反渗透浓水回收利用的可行性分析［J］.石油石化节能，2011，（9）：6-7.

［2］ 张妍青.反渗透浓水会用技术及运行探讨［J］.石油石化安全环保技术，2010，26（3）：49-51.

［3］ 朱俊靖.给水系统中RO 浓水的再利用［J］.上海电力学院学报，2010，26（4）：358-360.