| 印度JAMNAGAR公司的煉油設施是目前世界上最大的新建煉油廠之一。它以海水作為主要水源，采用熱蒸發方式制取工藝用水，這使水成為價格高昂的商品。
該煉油廠有多股廢水，其中一部分回用，另一部分直接排海。最近擬回用全部的廢水，擬回用的水主要是低TDS污水處理廠出水，高TDS污水處理廠出水和各種冷卻塔的排污水，低TDS污水處理廠出水全部用作循環冷卻水補充水，高TDS污水處理廠出水送入可適用高TDS的冷卻塔。該冷卻塔的出水直接排放。 問題：
煉油廠在尋找一種水處理工藝將這些廢水進行深度處理后回用，同時也達到廠區景觀水的要求。如果找到合適的技術方案，高TDS廢水和高TDS冷卻塔排水可經處理后作為工藝用水回用。
廢水中含有高濃度TDS，大量的懸浮物，BOD，COD，TOC，氨氮，有機物，油脂，所有這些雜質都容易造成膜的污堵。因只經過簡單的前處理，所以廢水的主要水質指標變化很大。
煉油廠有經處理的高TDS 廢水95m3/hr 及40 m3/hr 冷卻塔排污水。這種混合水還必須經過合理的工藝進行處理以去除溶解固體，在送去最后使用前進行再礦化，以平衡納離子和總陽離子的比率。 設計水質分析：
混合水設計水質分析（表格1）表明處理過的廢水含有高的有機物、無機物和油/油脂等雜質的污染傾向。由于產生這些現象，很難用常規的廢水回用技術來處理。
因此，煉油廠迫切需要一項更先進的技術，來處理含有大量的有機物和無機物污染物且水質很不穩定的污水。 設計參數： | 項目 | 進水 | 出水 | 備注 | 流量（m3/hr）
| 135 | 110 | | 溫度（℃）
| 25～37 | | | PH
| 6～9 | | | | TDS（mg/l） | 4132 | ＜400 | |
懸浮物（mg/l） | 200 | ＜1.0 | | | 濁度（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計) | ＜3.0 | | | | 活性硅(mg/l) | 100 | | | | 膠體硅(mg/l) | 0.5 | | | | NH3-N(mg/l) | 100 | | | | TVC(個/ml) | 100000 | | | | SRB(個/100ml) | 100 | | | 技術評估：
考慮到廢水較復雜的水質和出水水質要求，煉油廠評估基于膜技術的以下幾種工藝：
1． 常規反滲透
2． UF預處理+反滲透
3． 高效反滲透HEROTM
煉油廠最終選擇HEROTM技術以提高其穩定性，率，及經濟效益。（見表格2）
阿奎特設計及提供了該套系統與技術。 表格2 HEROTM工藝與常規RO，UF+RO 工藝的不同點 | 參數 | 常規RO工藝 | UF為預處理的RO系統特點 | HEROTM 系統特點 | | 顆粒/膠體污染（SDI） | SDI 是測量RO 給水中膠體含量的參數。RO膜具有分子級的細孔，很容易被膠體堵塞。常規RO 允許的最大SDI值3—5，通常要求在高PH 條件下清洗。 | 采用UF作預處理，SDI平均值為1，因此水中的顆粒對RO膜污染可以大大減少。但UF出問題時，也可能導致RO膜污堵。 | HEROTM在RO 部分操作中PH 值很高。由于操作環境的特殊性—高PH（常規系統清洗時PH 條件），不存在顆粒的污染。SDI值在HEROTM中是不限制的。 | | 微生物污染 | 由于細菌和微生物存在于進水中，當微生物在膜表面生長時就會污染膜，此時需要在高PH的條件下清洗膜。 | UF 系統可大大減少但并不能完全清除微生物，因此它并沒有給RO 系統帶來絕對的保障。 | 由于該系統是在高PH 值環境下運行的，而微生物在高PH 值環境下不能存活，因此基本沒有生物污堵現象。 | | 給水化學物質（與PH值相關的Ca 及Si 等鹽） | | | | | | | | |
RO 的回收率取決于水中的難溶物。有些鹽與PH 值有關，比如：CaCO3和SiO2。這些物質會污染膜。CaCO3的污染可通過調低PH 實現，但這對SiO2沒有作用
這些物質對系統同樣有不利影響，因UF并不能去除鹽份。
在預處理中已去除硬度和堿度，不會有CaCO3的污染。在高PH 條件下，SiO2的溶解度非常高，對回收率不會有影響。
給水化學物質（與PH值無關的鹽）
RO 的回收率同樣取決于水中的難溶物。這些鹽與PH 值無關，比如：
Ba、Sr、Ca及Mg的硫酸鹽和氟化物。這些物質在常規的RO系統中是靠投加阻垢劑來控制的這些物質對系統同樣有不利影響，因UF并不能去除鹽份。
在預處理中已去除Ba、Sr及硬度等多價離子，不會產生CaF等難溶物。對系統回收率沒有影響。
有機雜質 有機物會污染RO 膜。
常規的過濾方法不能去除而影響系統的運行，
需在高PH 條件清洗。
UF 可去除長鏈大分子有機物從而可減少污染。但小分子的有機物同樣可以透過UF。UF 雖然可減少有機物的污染，但依然存在。需在高PH條件清洗。
HEROTM系統在高PH 的條件下運行，在膜表面形成清洗的作用從而避免了有機雜質的污染。
油脂 油脂會堵死RO 膜而導致回收率減少。即使少量的油或油脂也能很快使膜污堵。需在高PH條件清洗。
UF 可去除部分乳狀油但不能去除溶解油。UF 本身也會受到油的污染。RO 污染后需在高PH條件清洗。
HEROTM系統在高PH 的條件下運行，油和油脂會發生皂化（一種用肥皂洗滌時產生的現象），在膜表面形成清洗的作用從而不會使油和油脂污染膜。
重金屬 Al,Fe,Mn等重金屬即使很少量，也會較快堵住膜而影響RO 系統的正常運作，金屬堵塞的膜很難被清洗，需要低PH清洗。
這些物質對系統同樣有不利影響，因UF并不能去除溶解的重金屬鹽。
由于在預處理中已經去除了重金屬元素，因此不會有重金屬的污染。
工藝流程：
工藝流程如下圖（圖1）所示：
1 澄清：混合后的原水通過澄清系統去除水中的懸浮物，為獲得更好的效果，增設了絮凝劑及助凝劑的投加系統。需要時也可投入石灰調節PH值。
2 過濾：凈化水將經過過濾，以使其中殘留懸浮物＜2.0NTU，濾料為無煙煤和石英砂。
3 預處理：預處理分兩步。第一步是軟化，用強酸鈉型樹脂去除大量硬度。HRU 是預處理的第二步，進一步去除硬度。硬度去除后通過脫氣塔除去剩余的堿度，這些預處理結合使用可減少進入RO 前水中的潛在污染。
4 HEROTM 設備：經預處理后水經過精密過濾器（起保安作用），然后進入HEROTM設備。
這套系統操作高效，可以達到近90%的回收率。系統去除來自原水的溶解的雜質，產出低TDS的產水和高TDS的濃水。低TDS產水回用，高TDS濃水直接處理排放。
以下是HEROTM 工藝簡介及該水處理工藝的特點。
澄清 過濾 預處理（硬度去除） HERO 回用
圖1
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HERO技術
HEROTM是特殊的RO工藝，主要處理和凈化難處理的給水，特別是用于工業的各種循環水。
HEROTM工藝是常規RO 工藝的改進，可以很容易處理常規RO 不能處理的原水。它為業主提供更多系統操作的優勢，特別是更少的資金和更少的停機時間。
在一套HEROTM系統中，RO 膜是在高PH環境下運行的，這種環境對于大部分的污染物是屬于一種清洗的環境，在這種操作條件下，可非常有效地防止這些污染物的污染（表格3）。
表格3 HEROTM的運行環境
常規RO 的污染物 清洗方法 在HERO運行條件下
與硬度有關的污染 低PH 清洗 維持在LSI負值條件下運行，
不會產生污染
SiO2污染 高PH 清洗 在高PH 條件下，具有很高的溶解度
油及油脂 高PH 清洗 在高PH 條件下，脂肪酸皂化、相關的甘油脂會形成可溶
物
生物/有機物污染 高PH 清洗 在高PH 條件下，無生物活性。細菌、微生物、病毒、孢子、內毒素等在這種條件下或細胞破裂或變性。
顆粒污染 高PH 清洗 在高PH 條件下，膜表面與污染物間的Zeta 電位減少，從而減少黏附作用。
除了從技術上考慮，HEROTM 系統同時也帶來巨大的經濟利益：
1 高回收率：由于HEROTM的回收率很高，噸水運行費用降低了。
2 沒有SDI 限制：由于在HEROTM工藝中無SDI 限制，不需要使用價格高昂的微濾和超濾系統作預處理。
3 減少清洗次數：操作裝置減少了清洗次數，縮短了停機時間，并因此可產出更多的產品及降低運行費用。
4 不需昂貴的化學藥劑：該系統的運行是在特定的合適的環境下進行的，該環境保證了水沒有結垢傾向，因此，不需要投加昂貴的阻垢劑，從而降低了運行費
用。
5 減少備用，由于該系統運行所需停機時間短，因此不需要備用與重復的設備，從而減少了資金的投入。
綜述HEROTM工藝的特點：
1 生產率高，達到90%以上高回收率
2 少污堵
3 停機及保養時間短
4 低運行成本
5 低投入
在過去幾年中，阿奎特國際公司在世界范圍內提供了大量的用于多種用途的HERO 水處理系統：包括廢水回用、用地表水生產超低TOC 的超純水處理、冷卻塔排污水及工藝用水處理等；該工藝都獲得客戶的認同及好評。
本文原載于國外權威的“Hydrocarbon Engineering” 技術雜志 2005 年9月版，用于推廣這項最好的煉油廢水回收技術。
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