膜分離技術(shù)在焦化廢水處理中的應(yīng)用
【www.wotx.net南京純水設(shè)備】焦化廢水是在煤高溫干餾、煤氣凈化、副產(chǎn)品回收與精制等生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)有機廢水，其組分復(fù)雜，含有酚、氨、吡啶鹽基以及萘、輕質(zhì)焦油等多種污染物質(zhì)，對環(huán)境具有較大的危害性，目前焦化企業(yè)主要將焦化廢水經(jīng)過生化處理后進行熄焦或排放。
國家對環(huán)境保護標準和要求不斷提高，2008 年工信部對《焦化行業(yè)準入條件》進行了修訂，規(guī)定“酚氰廢水處理合格后要循環(huán)使用，不得外排”，2012 年國家又實施了新的焦化行業(yè)污染物排放標準《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》（GB 16171—2012），此標準對焦化行業(yè)廢水中污染物的排放濃度及排水量均進行了規(guī)定，并提出2012—2015 年將不斷提高控制標準。南京工業(yè)純水處理設(shè)備為達到國家相關(guān)發(fā)展要求、合理利用水資源，對焦化廢水進行深度處理并回用已經(jīng)成為焦化企業(yè)亟待解決的問題。
1 超濾、納濾技術(shù)在焦化廢水深度處理中的應(yīng)用
經(jīng)過試驗研究，采用超濾－ 納濾雙膜工藝對焦化廢水進行深度處理取得成功。經(jīng)過實踐應(yīng)用，該工藝運行穩(wěn)定，出水COD平均小于50mg/L，氨氮小于3． 0mg/L，對懸浮物、色度的去除率基本達到100%，系統(tǒng)出水達到工業(yè)循環(huán)冷卻水補充水水質(zhì)標準，可將其回用于循環(huán)水系統(tǒng)。
1.1 工藝流程
焦化廢水經(jīng)A/O 生物處理和混凝沉淀處理后，出水進入超濾－納濾深度處理系統(tǒng)?；炷恋沓鏊冗M入深度處理系統(tǒng)的調(diào)節(jié)池，經(jīng)水質(zhì)、水量調(diào)節(jié)后進入砂濾器進行過濾，過濾后的水進入中間水池，經(jīng)泵提升后經(jīng)過自清洗過濾器進入超濾設(shè)備，超濾設(shè)備產(chǎn)水進入超濾產(chǎn)水池，經(jīng)泵提升同時投加還原劑、阻垢劑后進入保安過濾器，保安過濾器出水經(jīng)高壓泵增壓后進入納濾系統(tǒng)，經(jīng)過納濾處理系統(tǒng)處理后，出水水質(zhì)達到工業(yè)循環(huán)冷卻水水質(zhì)標準。
1.2 出水水質(zhì)用超濾－納濾膜處理工藝
對焦化廢水進行深度處理，對廢水中所含有機物、氨氮、Ca2 +、Mg2 +、硬度、色度等均有較好的去除效果，出水達到《污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范》（GB 50335—2002） 規(guī)定的工業(yè)循環(huán)冷卻水水質(zhì)標準。
系統(tǒng)長時間運行后對水質(zhì)進行檢測，超濾－納濾膜處理系統(tǒng)出水有機物可小于50mg /L，氨氮可小于3mg /L，色度基本去除，其他指標均符合設(shè)計要求，表明系統(tǒng)實際運行出水滿足《污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范》（GB 50335—2002）規(guī)定的工業(yè)循環(huán)冷卻水水質(zhì)指標。
2.1 水質(zhì)對膜處理系統(tǒng)的影響
深度處理系統(tǒng)的進水是生化系統(tǒng)的出水，生化出水水質(zhì)受到蒸氨廢水、工藝控制、混凝處理等多種因素的影響，水質(zhì)復(fù)雜多變。深度處理系統(tǒng)進水含有有機物、微生物、無機鹽、膠體、絮凝劑等多種物質(zhì)。其中所含的有機物會造成膜處理系統(tǒng)污染，導(dǎo)致膜處理系統(tǒng)性能下降；無機鹽和離子除了會析出引起膜堵塞外，還會對管道造成腐蝕；微生物包括細菌、藻類和真菌等，在氨氮、有機物充足的情況下會在管路及膜元件內(nèi)大量滋生，使膜受到污染，從而導(dǎo)致膜處理系統(tǒng)產(chǎn)水率嚴重下降。為保證膜處理系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、長期運行，要嚴格控制膜處理系統(tǒng)的進水水質(zhì)。
膜處理系統(tǒng)根據(jù)篩分、截留、吸附等機理對原水進行處理，正常生產(chǎn)運行情況下膜不易被堵塞，但當進水水質(zhì)惡化或污染物濃度超出設(shè)計值時，膜處理系統(tǒng)會受到較大影響，致使膜受到污染或損壞，所以穩(wěn)定、良好的進水水質(zhì)是膜處理系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。
1） 對膜處理系統(tǒng)各階段的進水水質(zhì)進行監(jiān)控。南通純水處理設(shè)備膜處理系統(tǒng)前端的預(yù)處理是保證膜系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，要使納濾穩(wěn)定運行，就必須使系統(tǒng)各階段都能有效運行，對各階段出現(xiàn)的問題要及時發(fā)現(xiàn)。對砂濾要定期檢查，對保安過濾器濾芯要定期檢查和更換，防止過濾器內(nèi)出現(xiàn)短流和黏泥滋生等現(xiàn)象。對各階段出水水質(zhì)要進行監(jiān)測，對超標水質(zhì)要及時切斷，對已經(jīng)進入系統(tǒng)的超標水質(zhì)要及時排出并清洗，及時發(fā)現(xiàn)異常并消除系統(tǒng)隱患。
2） 嚴格監(jiān)控深度處理系統(tǒng)進水，特別是進水中的有機物、懸浮物、膠體等。一般有機物都能通過砂濾和100μm 自清洗過濾器，污染物質(zhì)的增加會大大增加超濾系統(tǒng)的負荷，使超濾壓差增大、產(chǎn)水量降低，且用常規(guī)的反清洗很難清除?？赏ㄟ^定時監(jiān)測及在線裝置來加強進水水質(zhì)監(jiān)控和管理。
2.2 運行方式
對膜處理系統(tǒng)的影響運行方式對膜處理系統(tǒng)影響較大，合理的運行方式能延長膜的使用壽命，穩(wěn)定產(chǎn)水水質(zhì)并取得較高收率，從而提高膜系統(tǒng)的經(jīng)濟性。膜處理系統(tǒng)操作不當會導(dǎo)致膜性能下降，甚至造成損壞，影響膜處理系統(tǒng)的壽命。
1） 操作規(guī)范、合理。不能超過膜處理系統(tǒng)設(shè)計運行參數(shù)運行，其操作運行要以平穩(wěn)為主，不可為追求產(chǎn)水量而隨意延長過濾時間、縮短清洗時間等參數(shù)。在設(shè)備啟、停過程中壓力不能升壓過快，不能頻繁開停，這樣會降低膜壽命。當進水水質(zhì)下降、TDS 增大時應(yīng)適當降低產(chǎn)水率以降低膜表面濃差極化等。
2） 系統(tǒng)壓力合理。提高系統(tǒng)運行壓力可增加產(chǎn)水量，但壓力過高會使膜的衰減加劇。所以在實際運行中，在滿足處理水量要求時，適當降低系統(tǒng)壓力有利于膜處理系統(tǒng)的長期運行。而且壓力增高會使系統(tǒng)管件、連接接頭等處出現(xiàn)泄漏、損壞等現(xiàn)象，影響正常生產(chǎn)。
3） 停運保護。膜處理系統(tǒng)在停運時應(yīng)注意穩(wěn)態(tài)鹽類析出和微生物滋生，膜系統(tǒng)不應(yīng)長期停運，短時停運應(yīng)進行清洗并用產(chǎn)水定期沖洗，長時間停運需要向系統(tǒng)內(nèi)通入保護液或定期通水沖洗來保證膜元件正常備用。
2.3 清洗對膜處理系統(tǒng)的影響
超濾膜及納濾膜在運行過程中，因截留、吸附等存留在膜上的膠體、微生物、有機物、鹽類等會引起膜污染，膜處理系統(tǒng)管理和合理運行只能降低膜體污染，要完全消除膜體污染是不可能的，所以膜體在運行一段時間后產(chǎn)水量會降低，系統(tǒng)壓差會升高，達到設(shè)計參數(shù)時就需要對膜元件進行清洗。膜受到污染種類不同清洗方法也不同，目前國內(nèi)外有多種膜專用清洗藥劑可供選擇，各種清洗效果均可以通過清洗前后的膜通量、產(chǎn)水率、壓差等性能參數(shù)來檢驗。南京反滲透純水處理設(shè)備一般超濾膜系統(tǒng)維護性清洗及化學(xué)清洗會根據(jù)系統(tǒng)時間設(shè)定、透膜壓差及系統(tǒng)PLC 參數(shù)設(shè)定來自動完成。納濾膜化學(xué)清洗需要手動完成，化學(xué)清洗藥劑要根據(jù)膜堵塞情況及污染種類確定。
當膜元件經(jīng)過多次在線化學(xué)清洗無法恢復(fù)預(yù)定性能后，就需要對膜元件進行離線化學(xué)清洗。離線化學(xué)清洗一般根據(jù)原水全分析報告、膜性能測試等對膜污染程度、主要污染類型進行分析后綜合確定，一般由專業(yè)公司進行，清洗完成后要對清洗效果進行監(jiān)測及驗收。
3 總結(jié)與建議
1） 要實現(xiàn)膜處理系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行，不僅要求系統(tǒng)元件、管線、運行參數(shù)設(shè)定、預(yù)處理及工藝設(shè)計合理，對整個系統(tǒng)的控制與管理也很重要，對膜處理系統(tǒng)進水水質(zhì)及各段運行情況進行整體、詳細的監(jiān)控，及時對超標進水、問題部件進行處理，是膜處理系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。
2） 超濾、納濾膜處理工藝對生化出水進行深度處理，可有效去除其中含有的有機物、氨氮等污染物，并使硬度、色度、濁度大大降低，使出水達到循環(huán)水補充水水質(zhì)標準。
3） 不斷完善和改進運行方式、規(guī)范操作行為、合理選定運行參數(shù)、合理進行停運保護、正確進行化學(xué)清洗對延長膜系統(tǒng)使用壽命能起到積極作用。
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