焦化廢水膜法深度處理的開工調(diào)試和過程控制

水處理網(wǎng)訊:摘要：科技的進(jìn)步，促進(jìn)工業(yè)建設(shè)得到快速發(fā)展。焦化行業(yè)是一種耗水量大，廢水量大且水質(zhì)復(fù)雜的行業(yè)。不僅含有多環(huán)芳烴化合物、酚類化合物等有毒有害的有機(jī)污染物外，還含有氨、硫等無機(jī)污染物，眾所周知氨氮是水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水體會(huì)造成富營(yíng)養(yǎng)化，水中氧量降低，水生植物和動(dòng)物的大量死亡等。因此焦化廢水的直接排放不但對(duì)自然環(huán)境造成危害，也會(huì)對(duì)人類的身體健康造成威脅。本文就焦化廢水膜法深度處理的開工調(diào)試和過程控制展開探討。

關(guān)鍵詞：焦化廢水；膜法深度處理；再生水；過程控制

引言

焦化廢水作為一種高污染、高濃度、難降解且有毒有害的工業(yè)廢水，在我國(guó)工業(yè)廢水排放總量中約占2%，廢水產(chǎn)生量較大。焦化廢水污染物成分復(fù)雜，主要包括酚、氰化物、氨氮、硫氰化物、萘、喹啉、吡啶、蒽、油等，目前一般采用常規(guī)預(yù)處理及生化法進(jìn)行處理，出水可達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）中的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。隨著《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171—2012）的強(qiáng)制實(shí)施及環(huán)保要求的逐步提高，對(duì)于焦化廢水的處理不再局限于達(dá)標(biāo)排放，而是尋求相對(duì)經(jīng)濟(jì)、更為生態(tài)及資源化的回用技術(shù)，以提高焦化廠的水資源重復(fù)利用率。膜分離技術(shù)以運(yùn)行穩(wěn)定、處理效率高、操作簡(jiǎn)單、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，成為時(shí)下焦化廢水深度處理的研究熱點(diǎn)之一，但其也存在膜污染難以解決、化學(xué)清洗頻繁、濃水處置復(fù)雜等弊端。

1 完整的焦化廢水處理工藝流程

根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)和出水水質(zhì)要求，污水生化處理工藝采用了“AA1/O1-A2/O2工藝”的兩級(jí)生物脫氮工藝，輔以沉淀池、混合反應(yīng)、生物流化床等物化處理措施；對(duì)生化出水進(jìn)行高級(jí)氧化處理和回用處理，采用了“臭氧紫外光接觸氧化+軟化澄清+多介質(zhì)過濾器+超濾+反滲透”的處理工藝。完整的焦化廢水處理工藝流程包括5個(gè)階段。第1階段是預(yù)處理階段，焦化廢水進(jìn)入除油池，上部浮油進(jìn)入輕油池后定期外運(yùn)，池底重油定期排放，其他廢水經(jīng)過均合池進(jìn)入旋流反應(yīng)器后進(jìn)入初次沉淀池。當(dāng)生化系統(tǒng)異常時(shí)，廢水進(jìn)入事故池，待系統(tǒng)恢復(fù)后由事故池進(jìn)入均和池。第2個(gè)階段為生化處理階段。來水經(jīng)過厭氧吸水井、厭氧池、一段缺氧池、一段好氧池、一段沉淀池、二段缺氧池、二段好氧池、二段沉淀池、生物流化床、混合反應(yīng)池、混凝沉淀池后，進(jìn)入第3個(gè)階段氧化處理階段。生化出水進(jìn)入臭氧紫外光接觸氧化池、軟化澄清池后，進(jìn)入第4階段——深度處理回用階段，經(jīng)過過濾器、多介質(zhì)過濾器、超濾裝置、超濾產(chǎn)水池、反滲透裝置后，部分進(jìn)入反滲透產(chǎn)水池后產(chǎn)品水外，部分進(jìn)入臭氧紫外光接觸氧化池、濃水池后濃水外運(yùn)。第5個(gè)階段是初次沉淀池、一段、二段沉淀池剩余污泥池和混凝沉淀池污泥，全部進(jìn)入污泥濃縮池、疊螺脫水機(jī)進(jìn)行處理，然后泥餅外運(yùn)。

2 煤化工廢水深度處理的方法

一般煤化工廢水深度處理的方法主要可以分為物理化學(xué)處理方法、生物處理方法和膜技術(shù)處理方法三類，（1）物理化學(xué)法主要是以活性炭吸附技術(shù)、過濾技術(shù)、混凝沉淀等為基礎(chǔ)，根據(jù)水質(zhì)的不同，選擇不同的工藝及工藝組合。物化法受水質(zhì)波動(dòng)影響較小，且工藝簡(jiǎn)單及運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)，但是只能作為焦化廢水的預(yù)處理，僅能去除焦化廢水中懸浮物、油類、硬度等污染物，還無法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。（2）生物處理法主要是以活性污泥法為基礎(chǔ)，通過不同工藝的組合對(duì)水中的有機(jī)物、氨氮、懸浮物等具有一定的去除效果。在國(guó)家倡導(dǎo)“零排放”的政策下，制定了更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，將排放標(biāo)準(zhǔn)中的COD從＜150mg/L提高到＜80mg/L，氨氮從＜15mg/L提高到＜10mg/L，僅僅采用生化處理已無法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。（3）膜分離技術(shù)是通過選擇性透過膜將水與污染物分離，隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，水資源的匱乏，全膜法被提出作為焦化廢水的深度處理以達(dá)到回用的目的。

微濾能夠降低水中的懸浮物含量及一些大分子有機(jī)物，納濾可以去除大部分的有機(jī)物及二價(jià)離子等，反滲透作為脫鹽技術(shù)是目前使用最為廣泛、成熟的一項(xiàng)技術(shù)。本文針對(duì)某一焦化廠，論述全膜法在焦化廢水深度處理回用上的應(yīng)用。

3 膜法系統(tǒng)的開工調(diào)試和過程控制

3.1 膜系統(tǒng)加藥設(shè)備調(diào)試、清洗管路的沖洗

膜系統(tǒng)加藥設(shè)備主要包括超濾膜EFM清洗使用的次氯酸鈉投加裝置，反滲透膜進(jìn)水使用的還原劑投加裝置、阻垢劑投加裝置、非氧化性殺菌劑投加裝置，化學(xué)清洗用的酸、堿投加裝置。每套藥劑投加裝置均包括加藥箱和加藥管線，為了杜絕堵塞對(duì)膜系統(tǒng)造成的影響，運(yùn)行前都需要用除鹽水進(jìn)行沖洗。清洗管路時(shí)主要利用超濾、反滲透的清洗裝置進(jìn)行沖洗。沖洗需要使用大量除鹽水，設(shè)計(jì)加藥裝置和清洗裝置的補(bǔ)水來源均是反滲透的產(chǎn)水，而調(diào)試初期無自產(chǎn)的除鹽水，因此調(diào)試前需提前考慮沖洗用所需除鹽水的來源。

3.2 反滲透膜系統(tǒng)儀表安裝調(diào)試

反滲透進(jìn)水管路上安裝在線電導(dǎo)率儀、濁度儀、pH計(jì)、氧化還原電位儀。電導(dǎo)率儀檢測(cè)進(jìn)水電導(dǎo)率指標(biāo)，再結(jié)合產(chǎn)水電導(dǎo)率指標(biāo)可以判斷反滲透膜的脫鹽率。濁度儀主要檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)水濁度，濁度高容易加速膜的堵塞。氧化還原電位儀主要檢測(cè)系統(tǒng)的氧化還原電位，避免因還原劑投加量不足，造成膜被氧化。各種儀表作用都非常關(guān)鍵，使用前需校對(duì)。

3.3 膜清洗系統(tǒng)

在進(jìn)水中存在各種形式可導(dǎo)致膜表面污染的物質(zhì)，膜元件受到無機(jī)鹽垢、微生物、膠體顆粒和不溶性的有機(jī)物質(zhì)的污染，污染物的沉積導(dǎo)致產(chǎn)水量的下降，因此在設(shè)計(jì)膜系統(tǒng)的同時(shí)要考慮清洗裝置。根據(jù)微濾膜元件的性質(zhì)，設(shè)計(jì)反洗的同時(shí)還要考慮每天進(jìn)行一次EFM清洗，每個(gè)月一次CIP清洗，兩種清洗方式可采用一套清洗裝置。納濾、濃水納濾、反滲透、濃水反滲透采用一套化學(xué)清洗裝置，一般6個(gè)月清洗1次，可根據(jù)產(chǎn)水量、壓差、產(chǎn)水電導(dǎo)率等因素調(diào)整清洗周期。

3.4 超濾裝置、反滲透裝置

超濾裝置作為反滲透裝置的預(yù)處理裝置，為反滲透裝置提供濁度＜0.2NTU、SDI＜3的進(jìn)水，在降低反滲透裝置的化學(xué)清洗頻率、延長(zhǎng)反滲透膜的使用壽命及保障反滲透系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行等方面起到保安作用。反滲透裝置作為二級(jí)脫鹽裝置，可將廢水中剩余的溶解鹽、膠體、有機(jī)物等去除。

3.5 膜法系統(tǒng)的運(yùn)行程序調(diào)試及聯(lián)動(dòng)試車

膜法系統(tǒng)的運(yùn)行程序調(diào)試需要使用膜系統(tǒng)進(jìn)水，考慮到前端工序焦化廢水水質(zhì)暫時(shí)還達(dá)不到進(jìn)膜的水質(zhì)要求，為了減少膜堵塞和加快調(diào)試進(jìn)度，一方面利用生產(chǎn)新水來進(jìn)行膜系統(tǒng)調(diào)試，另一方面加快前端焦化廢水的處理，使之達(dá)到進(jìn)膜的水質(zhì)條件。然后，逐步用焦化廢水替換生產(chǎn)新水，實(shí)現(xiàn)焦化廢水膜系統(tǒng)的全線貫通。在調(diào)試過程中，原設(shè)計(jì)是將多介質(zhì)反洗水、超濾正洗、反洗排水、反滲透沖洗、清洗排水引入前端軟化池，但是考慮到進(jìn)水硬度不高，軟化池未投加熟石灰和PAM藥劑，若直接進(jìn)入軟化池，再經(jīng)過膜系統(tǒng)，將會(huì)造成對(duì)膜系統(tǒng)的污堵。因此，將上述排水改為進(jìn)入生化后的生物流化床，進(jìn)行混凝加藥處理，臭氧深度處理后再進(jìn)入膜系統(tǒng)，有利于保證進(jìn)膜的水質(zhì)。

3.6 納濾系統(tǒng)

焦化廢水成分較復(fù)雜，其進(jìn)水COD絕大組分的分子量介于150～100000，因此要求納濾膜具有較強(qiáng)的有機(jī)污染耐受能力。納濾系統(tǒng)共設(shè)2套，納濾系統(tǒng)進(jìn)水按照70m3/h設(shè)計(jì)，采用GE膜共計(jì)408支，為提高整個(gè)系統(tǒng)的回收率，本系統(tǒng)采用四段流程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即“一級(jí)三段+濃水納濾”的排列形式。每套納濾系統(tǒng)前都單獨(dú)設(shè)置保安過濾器，過濾精度5μm。納濾系統(tǒng)為一級(jí)三段，一二段間設(shè)置段間增壓泵，二三段間設(shè)置段間回流泵，納濾系統(tǒng)的回收率達(dá)到70%～85%。

結(jié)語

隨著膜技術(shù)的應(yīng)用，采用全膜法處理焦化廢水或其他工業(yè)污水經(jīng)進(jìn)一步推廣，水處理效果、經(jīng)濟(jì)效果會(huì)大幅度提高。同時(shí)，水資源的嚴(yán)重匱乏，焦化廢水復(fù)雜性，同時(shí)“零排放”的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，迫使焦化廠或其他化工廠的廢水需要進(jìn)行深度處理。焦化廠廢水處理站出水經(jīng)本工藝深度處理后，產(chǎn)品水可直接作為生產(chǎn)新水回用，降低了廠區(qū)新水耗量，減少了污染物排放總量，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

原標(biāo)題:焦化廢水膜法深度處理的開工調(diào)試和過程控制