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焦化廢水處理方法及膜法深度處理調(diào)試
科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了工業(yè)建設(shè)的快速發(fā)展。焦化工業(yè)是一個耗水量大、廢水量大、水質(zhì)復(fù)雜的工業(yè)。不僅含有多環(huán)芳香化合物、酚類化合物等有毒有害的有機(jī)污染物，還含有氨、硫等無機(jī)污染物。眾所周知，氨氮是水中營養(yǎng)物質(zhì)的大量營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)入水中會導(dǎo)致富營養(yǎng)化，水中氧量會降低水生植物和動物的大量死亡。因此，焦化廢水的直接排放不僅對自然環(huán)境有害，危及人類健康。本文討論了焦化廢水膜法深度處理的開始調(diào)試和過程控制。
焦化廢水作為一種高污染、高濃度、難降解、有毒有害的工業(yè)廢水，在我國工業(yè)廢水排放總量中約占2%，產(chǎn)生大量廢水。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、鈉、油等。目前一般采用常規(guī)預(yù)處理和生化方法處理，出水可達(dá)到GB8978-1996中的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。隨著《焦化工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)的強(qiáng)制實(shí)施和環(huán)境保護(hù)要求的逐步提高，焦化廢水的處理不再局限于達(dá)標(biāo)排放，而是尋求相對經(jīng)濟(jì)、更生態(tài)、資源化的回收技術(shù)，以提高焦化工廠的水資源再利用率。膜分離技術(shù)以其運(yùn)行穩(wěn)定、處理效率高、操作簡單、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，成為焦化廢水深度處理的研究熱點(diǎn)之一，但也存在著膜污染問題。
一、完整的焦化廢水處理工藝流程
根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)的特點(diǎn)和出水水質(zhì)的要求，污水生化處理技術(shù)采用AA1/O1-A2/O2技術(shù)的二級生物脫氮技術(shù)，輔助沉淀池、混合反應(yīng)、生物流化床等物化處理措施的生化水進(jìn)行高級氧化處理和再利用處理，采用臭氧紫外線接觸氧化+軟化清潔+多介質(zhì)過濾器+超濾+反滲透的處理技術(shù)。完整的焦化廢水處理工藝包括5個階段。
第一階段是預(yù)處理階段，焦化廢水進(jìn)入除油池，上浮油進(jìn)入輕油池后定期運(yùn)出，池底重油定期排出，其它廢水通過均合池進(jìn)入旋流反應(yīng)器后進(jìn)入首次沉淀池。生化系統(tǒng)異常時，廢水進(jìn)入事故池，系統(tǒng)恢復(fù)后，事故池進(jìn)入均和池。
第二階段是生化處理階段。來水通過厭氧吸水井、厭氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、缺氧池、好氧池、生物流化床、混合反應(yīng)池、混凝沉淀池后。
進(jìn)入第三階段氧化處理階段。生化水進(jìn)入臭氧紫外線接觸氧化池，軟化澄清池后
進(jìn)入第四階段-深度處理再利用階段，經(jīng)過過濾器、多介質(zhì)過濾器、超濾裝置、超濾池、反滲透裝置后，部分進(jìn)入反滲透池后產(chǎn)品水外，部分進(jìn)入臭氧紫外線接觸氧化池、濃水池后輸送濃水。
第五階段是第一次沉淀池、第一階段、第二階段沉淀池的剩余污泥池和混凝沉淀池的污泥，全部進(jìn)入污泥濃縮池、螺旋脫水機(jī)處理，然后運(yùn)出泥餅。
二、煤化工廢水的深度處理方法：
一般來說，煤化工廢水的深度處理方法可分為三類:物理化學(xué)處理方法、生物處理方法和膜技術(shù)處理方法:
(1)物理化學(xué)方法主要基于活性炭吸附技術(shù)、過濾技術(shù)、凝結(jié)沉淀等，根據(jù)水質(zhì)選擇不同的技術(shù)和技術(shù)組合。物化法具有水質(zhì)變動影響小、技術(shù)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)，但只能作為焦化廢水的預(yù)處理，只能去除焦化廢水中的浮游物、油類、硬度等污染物，不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
(2)生物處理方法主要是在活性污泥法的基礎(chǔ)上，通過不同工藝的組合，對水中的有機(jī)物、氨氮、懸浮物等有一定的去除作用。在國家倡導(dǎo)零排放的政策下，制定了更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，將排放標(biāo)準(zhǔn)中的化學(xué)需氧量從<150毫克/升提高到<80毫克/升，氨氮從<15毫克/升提高到<10毫克/升，僅通過生化處理就達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。
(3)膜分離技術(shù)是通過選擇性的膜分離水和污染物。隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的提高和水資源的短缺，全膜法被提出作為焦化廢水的深度處理，以達(dá)到回收的目的。
微濾可以降低水中懸浮物的含量和一些大分子有機(jī)物，納濾可以去除大部分有機(jī)物和二價離子。反滲透作為脫鹽技術(shù)，是目前應(yīng)用最廣泛、最成熟的技術(shù)。本文針對某焦化廠，論述了全膜法在焦化廢水深度處理和回用中的應(yīng)用。
三、膜法系統(tǒng)的啟動調(diào)試及過程控制：
1.膜系統(tǒng)加藥設(shè)備調(diào)試，管道沖洗清洗
膜系統(tǒng)給藥設(shè)備主要包括超濾膜EFM清洗中使用的次氯酸鈉給藥裝置、反滲透膜給水中使用的還原劑給藥裝置、阻垢劑給藥裝置、非氧化殺菌劑給藥裝置、化學(xué)清洗中使用的酸堿給藥裝置。每套給藥裝置包括給藥箱和給藥管道。為了防止堵塞對膜系統(tǒng)的影響，運(yùn)行前需要用除鹽水清洗。清洗管道時，主要使用超濾反滲透清洗裝置進(jìn)行清洗。清洗需要大量的除鹽水。設(shè)計(jì)給藥裝置和清洗裝置的給水來源是反滲透的產(chǎn)水，而在調(diào)試初期沒有自產(chǎn)的除鹽水，所以在調(diào)試前需要提前考慮清洗所需的除鹽水來源。
2.反滲透膜系統(tǒng)儀器的安裝和調(diào)試
在反滲透進(jìn)水管道上安裝在線電導(dǎo)率儀，濁度儀，pH計(jì)，氧化還原電位儀。電導(dǎo)率儀檢測進(jìn)水電導(dǎo)率指標(biāo)，結(jié)合產(chǎn)水電導(dǎo)率指標(biāo)判斷反滲透膜脫鹽率。濁度計(jì)主要檢測系統(tǒng)進(jìn)水濁度，濁度高，容易加速膜堵塞。氧化還原電位計(jì)主要檢測系統(tǒng)的氧化還原電位，避免還原劑用量不足導(dǎo)致膜氧化。各種儀器的功能都很關(guān)鍵，使用前需要檢查。
3.膜清洗系統(tǒng)
進(jìn)水中有各種形式的物質(zhì)，會導(dǎo)致膜表面污染。膜元件受到無機(jī)鹽垢、微生物、膠體顆粒和不溶性有機(jī)物的污染，污染物沉積會導(dǎo)致產(chǎn)水量下降。因此，在設(shè)計(jì)膜系統(tǒng)時，應(yīng)考慮清洗裝置。根據(jù)微濾膜元件的性質(zhì)，在設(shè)計(jì)反洗時，還應(yīng)考慮每天進(jìn)行一次EFM清洗，每月進(jìn)行一次CIP清洗，兩種清洗方法可以使用一套清洗裝置。過濾、濃水過濾、反滲透、濃水反滲透采用一套化學(xué)清洗裝置，一般6個月清洗一次，清洗周期可根據(jù)產(chǎn)水量、壓差、產(chǎn)水電導(dǎo)率等因素進(jìn)行調(diào)整。
4.超濾裝置和反滲透裝置
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的供水，在降低反滲透裝置的化學(xué)清洗頻率、延長反滲透膜的壽命、保障反滲透系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行等方面發(fā)揮安全作用。反滲透裝置作為二級脫鹽裝置，可以去除廢水中殘留的溶解鹽、膠體、有機(jī)物等。
5.膜法系統(tǒng)的運(yùn)行程序調(diào)試及聯(lián)動試車
膜法系統(tǒng)的運(yùn)行程序調(diào)試需要使用膜法系統(tǒng)進(jìn)水，考慮到前端工序焦化廢水的水質(zhì)暫時還沒有達(dá)到進(jìn)膜的水質(zhì)要求，為了減少膜法系統(tǒng)的堵塞，加快調(diào)試進(jìn)度，一方面利用生產(chǎn)新水進(jìn)行膜法系統(tǒng)調(diào)試，另一方面加快前端焦化廢水的處理，使其達(dá)到進(jìn)膜的水質(zhì)條件。隨后，逐步用焦化廢水代替生產(chǎn)新水，實(shí)現(xiàn)焦化廢水膜系統(tǒng)的全線貫通。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，但考慮到進(jìn)水硬度不高，軟化池沒有加入熟石灰和PAM藥劑，如果直接進(jìn)入軟化池，再通過膜系統(tǒng)，就會造成膜系統(tǒng)的污染。所以，把上述排水改為進(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)膜系統(tǒng)的水質(zhì)。
6.納濾系統(tǒng)
伴隨著膜技術(shù)的應(yīng)用，采用全膜法處理焦化廢水或其它工業(yè)廢水，其處理效果、經(jīng)濟(jì)效益將大大提高。與此同時，水資源的嚴(yán)重短缺，焦化廢水的復(fù)雜性，以及零排放的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，迫使焦化廠或其它化工廠的廢水需要進(jìn)行深度處理。經(jīng)過本工藝的深度處理，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。
