| 印度JAMNAGAR公司的炼油设施是目前世界上最大的新建炼油厂之一。它以海水作为主要水源，采用热蒸发方式制取工艺用水，这使水成为价格高昂的商品。
该炼油厂有多股废水，其中一部分回用，另一部分直接排海。最近拟回用全部的废水，拟回用的水主要是低TDS污水处理厂出水，高TDS污水处理厂出水和各种冷却塔的排污水，低TDS污水处理厂出水全部用作循环冷却水补充水，高TDS污水处理厂出水送入可适用高TDS的冷却塔。该冷却塔的出水直接排放。 问题：
炼油厂在寻找一种水处理工艺将这些废水进行深度处理后回用，同时也达到厂区景观水的要求。如果找到合适的技术方案，高TDS废水和高TDS冷却塔排水可经处理后作为工艺用水回用。
废水中含有高浓度TDS，大量的悬浮物，BOD，COD，TOC，氨氮，有机物，油脂，所有这些杂质都容易造成膜的污堵。因只经过简单的前处理，所以废水的主要水质指标变化很大。
炼油厂有经处理的高TDS 废水95m3/hr 及40 m3/hr 冷却塔排污水。这种混合水还必须经过合理的工艺进行处理以去除溶解固体，在送去最后使用前进行再矿化，以平衡纳离子和总阳离子的比率。 设计水质分析：
混合水设计水质分析（表格1）表明处理过的废水含有高的有机物、无机物和油/油脂等杂质的污染倾向。由于产生这些现象，很难用常规的废水回用技术来处理。
因此，炼油厂迫切需要一项更先进的技术，来处理含有大量的有机物和无机物污染物且水质很不稳定的污水。 设计参数： | 项目 | 进水 | 出水 | 备注 | 流量（m3/hr）
| 135 | 110 | | 温度（℃）
| 25～37 | | | PH
| 6～9 | | | | TDS（mg/l） | 4132 | ＜400 | |
悬浮物（mg/l） | 200 | ＜1.0 | | | 浊度（NTU） | 90 | | | | TOC(mg/l) | 125 | | | | COD(mg/l) | 400 | | | 油及油脂(mg/l)
| 10～30 | | | | Fe(mg/l) | ＜0.5 | | | Al(mg/l)
| ＜0.2 | | | | Ba(mg/l) | ＜1.2 | | | | Sr(mg/l) | ＜0.2 | | | | F(mg/l,以CaCO3计) | ＜3.0 | | | | 活性硅(mg/l) | 100 | | | | 胶体硅(mg/l) | 0.5 | | | | NH3-N(mg/l) | 100 | | | | TVC(个/ml) | 100000 | | | | SRB(个/100ml) | 100 | | | 技术评估：
考虑到废水较复杂的水质和出水水质要求，炼油厂评估基于膜技术的以下几种工艺：
1． 常规反渗透
2． UF预处理+反渗透
3． 高效反渗透HEROTM
炼油厂最终选择HEROTM技术以提高其稳定性，率，及经济效益。（见表格2）
阿奎特设计及提供了该套系统与技术。 表格2 HEROTM工艺与常规RO，UF+RO 工艺的不同点 | 参数 | 常规RO工艺 | UF为预处理的RO系统特点 | HEROTM 系统特点 | | 颗粒/胶体污染（SDI） | SDI 是测量RO 给水中胶体含量的参数。RO膜具有分子级的细孔，很容易被胶体堵塞。常规RO 允许的最大SDI值3—5，通常要求在高PH 条件下清洗。 | 采用UF作预处理，SDI平均值为1，因此水中的颗粒对RO膜污染可以大大减少。但UF出问题时，也可能导致RO膜污堵。 | HEROTM在RO 部分操作中PH 值很高。由于操作环境的特殊性—高PH（常规系统清洗时PH 条件），不存在颗粒的污染。SDI值在HEROTM中是不限制的。 | | 微生物污染 | 由于细菌和微生物存在于进水中，当微生物在膜表面生长时就会污染膜，此时需要在高PH的条件下清洗膜。 | UF 系统可大大减少但并不能完全清除微生物，因此它并没有给RO 系统带来绝对的保障。 | 由于该系统是在高PH 值环境下运行的，而微生物在高PH 值环境下不能存活，因此基本没有生物污堵现象。 | | 给水化学物质（与PH值相关的Ca 及Si 等盐） | | | | | | | | |
RO 的回收率取决于水中的难溶物。有些盐与PH 值有关，比如：CaCO3和SiO2。这些物质会污染膜。CaCO3的污染可通过调低PH 实现，但这对SiO2没有作用
这些物质对系统同样有不利影响，因UF并不能去除盐份。
在预处理中已去除硬度和碱度，不会有CaCO3的污染。在高PH 条件下，SiO2的溶解度非常高，对回收率不会有影响。
给水化学物质（与PH值无关的盐）
RO 的回收率同样取决于水中的难溶物。这些盐与PH 值无关，比如：
Ba、Sr、Ca及Mg的硫酸盐和氟化物。这些物质在常规的RO系统中是靠投加阻垢剂来控制的这些物质对系统同样有不利影响，因UF并不能去除盐份。
在预处理中已去除Ba、Sr及硬度等多价离子，不会产生CaF等难溶物。对系统回收率没有影响。
有机杂质 有机物会污染RO 膜。
常规的过滤方法不能去除而影响系统的运行，
需在高PH 条件清洗。
UF 可去除长链大分子有机物从而可减少污染。但小分子的有机物同样可以透过UF。UF 虽然可减少有机物的污染，但依然存在。需在高PH条件清洗。
HEROTM系统在高PH 的条件下运行，在膜表面形成清洗的作用从而避免了有机杂质的污染。
油脂 油脂会堵死RO 膜而导致回收率减少。即使少量的油或油脂也能很快使膜污堵。需在高PH条件清洗。
UF 可去除部分乳状油但不能去除溶解油。UF 本身也会受到油的污染。RO 污染后需在高PH条件清洗。
HEROTM系统在高PH 的条件下运行，油和油脂会发生皂化（一种用肥皂洗涤时产生的现象），在膜表面形成清洗的作用从而不会使油和油脂污染膜。
重金属 Al,Fe,Mn等重金属即使很少量，也会较快堵住膜而影响RO 系统的正常运作，金属堵塞的膜很难被清洗，需要低PH清洗。
这些物质对系统同样有不利影响，因UF并不能去除溶解的重金属盐。
由于在预处理中已经去除了重金属元素，因此不会有重金属的污染。
工艺流程：
工艺流程如下图（图1）所示：
1 澄清：混合后的原水通过澄清系统去除水中的悬浮物，为获得更好的效果，增设了絮凝剂及助凝剂的投加系统。需要时也可投入石灰调节PH值。
2 过滤：净化水将经过过滤，以使其中残留悬浮物＜2.0NTU，滤料为无烟煤和石英砂。
3 预处理：预处理分两步。第一步是软化，用强酸钠型树脂去除大量硬度。HRU 是预处理的第二步，进一步去除硬度。硬度去除后通过脱气塔除去剩余的碱度，这些预处理结合使用可减少进入RO 前水中的潜在污染。
4 HEROTM 设备：经预处理后水经过精密过滤器（起保安作用），然后进入HEROTM设备。
这套系统操作高效，可以达到近90%的回收率。系统去除来自原水的溶解的杂质，产出低TDS的产水和高TDS的浓水。低TDS产水回用，高TDS浓水直接处理排放。
以下是HEROTM 工艺简介及该水处理工艺的特点。
澄清 过滤 预处理（硬度去除） HERO 回用
图1
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HERO技术
HEROTM是特殊的RO工艺，主要处理和净化难处理的给水，特别是用于工业的各种循环水。
HEROTM工艺是常规RO 工艺的改进，可以很容易处理常规RO 不能处理的原水。它为业主提供更多系统操作的优势，特别是更少的资金和更少的停机时间。
在一套HEROTM系统中，RO 膜是在高PH环境下运行的，这种环境对于大部分的污染物是属于一种清洗的环境，在这种操作条件下，可非常有效地防止这些污染物的污染（表格3）。
表格3 HEROTM的运行环境
常规RO 的污染物 清洗方法 在HERO运行条件下
与硬度有关的污染 低PH 清洗 维持在LSI负值条件下运行，
不会产生污染
SiO2污染 高PH 清洗 在高PH 条件下，具有很高的溶解度
油及油脂 高PH 清洗 在高PH 条件下，脂肪酸皂化、相关的甘油脂会形成可溶
物
生物/有机物污染 高PH 清洗 在高PH 条件下，无生物活性。细菌、微生物、病毒、孢子、内毒素等在这种条件下或细胞破裂或变性。
颗粒污染 高PH 清洗 在高PH 条件下，膜表面与污染物间的Zeta 电位减少，从而减少黏附作用。
除了从技术上考虑，HEROTM 系统同时也带来巨大的经济利益：
1 高回收率：由于HEROTM的回收率很高，吨水运行费用降低了。
2 没有SDI 限制：由于在HEROTM工艺中无SDI 限制，不需要使用价格高昂的微滤和超滤系统作预处理。
3 减少清洗次数：操作装置减少了清洗次数，缩短了停机时间，并因此可产出更多的产品及降低运行费用。
4 不需昂贵的化学药剂：该系统的运行是在特定的合适的环境下进行的，该环境保证了水没有结垢倾向，因此，不需要投加昂贵的阻垢剂，从而降低了运行费
用。
5 减少备用，由于该系统运行所需停机时间短，因此不需要备用与重复的设备，从而减少了资金的投入。
综述HEROTM工艺的特点：
1 生产率高，达到90%以上高回收率
2 少污堵
3 停机及保养时间短
4 低运行成本
5 低投入
在过去几年中，阿奎特国际公司在世界范围内提供了大量的用于多种用途的HERO 水处理系统：包括废水回用、用地表水生产超低TOC 的超纯水处理、冷却塔排污水及工艺用水处理等；该工艺都获得客户的认同及好评。
本文原载于国外权威的“Hydrocarbon Engineering” 技术杂志 2005 年9月版，用于推广这项最好的炼油废水回收技术。
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