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焦化废水处理方法及膜法深度处理调试
 

科学技术的进步促进了工业建设的快速发展。焦化工业是一个耗水量大、废水量大、水质复杂的工业。不仅含有多环芳香化合物、酚类化合物等有毒有害的有机污染物,还含有氨、硫等无机污染物。众所周知,氨氮是水中营养物质的大量营养物质,进入水中会导致富营养化,水中氧量会降低水生植物和动物的大量死亡。因此,焦化废水的直接排放不仅对自然环境有害,危及人类健康。本文讨论了焦化废水膜法深度处理的开始调试和过程控制。


焦化废水作为一种高污染、高浓度、难降解、有毒有害的工业废水,在我国工业废水排放总量中约占2%,产生大量废水。焦化废水污染物成分复杂,主要包括酚、氰化物、氨氮、硫氰化物、萘、喹啉、吡啶、钠、油等。目前一般采用常规预处理和生化方法处理,出水可达到GB8978-1996中的二级排放标准。随着《焦化工业污染物排放标准》(GB16171-2012)的强制实施和环境保护要求的逐步提高,焦化废水的处理不再局限于达标排放,而是寻求相对经济、更生态、资源化的回收技术,以提高焦化工厂的水资源再利用率。膜分离技术以其运行稳定、处理效率高、操作简单、无二次污染等优点,成为焦化废水深度处理的研究热点之一,但也存在着膜污染问题。


一、完整的焦化废水处理工艺流程
根据进水水质的特点和出水水质的要求,污水生化处理技术采用AA1/O1-A2/O2技术的二级生物脱氮技术,辅助沉淀池、混合反应、生物流化床等物化处理措施的生化水进行高级氧化处理和再利用处理,采用臭氧紫外线接触氧化+软化清洁+多介质过滤器+超滤+反渗透的处理技术。完整的焦化废水处理工艺包括5个阶段。
第一阶段是预处理阶段,焦化废水进入除油池,上浮油进入轻油池后定期运出,池底重油定期排出,其它废水通过均合池进入旋流反应器后进入首次沉淀池。生化系统异常时,废水进入事故池,系统恢复后,事故池进入均和池。
第二阶段是生化处理阶段。来水通过厌氧吸水井、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、缺氧池、好氧池、生物流化床、混合反应池、混凝沉淀池后。
进入第三阶段氧化处理阶段。生化水进入臭氧紫外线接触氧化池,软化澄清池后
进入第四阶段-深度处理再利用阶段,经过过滤器、多介质过滤器、超滤装置、超滤池、反渗透装置后,部分进入反渗透池后产品水外,部分进入臭氧紫外线接触氧化池、浓水池后输送浓水。
第五阶段是第一次沉淀池、第一阶段、第二阶段沉淀池的剩余污泥池和混凝沉淀池的污泥,全部进入污泥浓缩池、螺旋脱水机处理,然后运出泥饼。


二、煤化工废水的深度处理方法:
一般来说,煤化工废水的深度处理方法可分为三类:物理化学处理方法、生物处理方法和膜技术处理方法:
(1)物理化学方法主要基于活性炭吸附技术、过滤技术、凝结沉淀等,根据水质选择不同的技术和技术组合。物化法具有水质变动影响小、技术简单、运行稳定的特点,但只能作为焦化废水的预处理,只能去除焦化废水中的浮游物、油类、硬度等污染物,不能达到排放标准。
(2)生物处理方法主要是在活性污泥法的基础上,通过不同工艺的组合,对水中的有机物、氨氮、悬浮物等有一定的去除作用。在国家倡导零排放的政策下,制定了更严格的排放标准,将排放标准中的化学需氧量从<150毫克/升提高到<80毫克/升,氨氮从<15毫克/升提高到<10毫克/升,仅通过生化处理就达不到排放标准。
(3)膜分离技术是通过选择性的膜分离水和污染物。随着排放标准的提高和水资源的短缺,全膜法被提出作为焦化废水的深度处理,以达到回收的目的。
微滤可以降低水中悬浮物的含量和一些大分子有机物,纳滤可以去除大部分有机物和二价离子。反渗透作为脱盐技术,是目前应用最广泛、最成熟的技术。本文针对某焦化厂,论述了全膜法在焦化废水深度处理和回用中的应用。
三、膜法系统的启动调试及过程控制:
1.膜系统加药设备调试,管道冲洗清洗
膜系统给药设备主要包括超滤膜EFM清洗中使用的次氯酸钠给药装置、反渗透膜给水中使用的还原剂给药装置、阻垢剂给药装置、非氧化杀菌剂给药装置、化学清洗中使用的酸碱给药装置。每套给药装置包括给药箱和给药管道。为了防止堵塞对膜系统的影响,运行前需要用除盐水清洗。清洗管道时,主要使用超滤反渗透清洗装置进行清洗。清洗需要大量的除盐水。设计给药装置和清洗装置的给水来源是反渗透的产水,而在调试初期没有自产的除盐水,所以在调试前需要提前考虑清洗所需的除盐水来源。
2.反渗透膜系统仪器的安装和调试
在反渗透进水管道上安装在线电导率仪,浊度仪,pH计,氧化还原电位仪。电导率仪检测进水电导率指标,结合产水电导率指标判断反渗透膜脱盐率。浊度计主要检测系统进水浊度,浊度高,容易加速膜堵塞。氧化还原电位计主要检测系统的氧化还原电位,避免还原剂用量不足导致膜氧化。各种仪器的功能都很关键,使用前需要检查。
3.膜清洗系统
进水中有各种形式的物质,会导致膜表面污染。膜元件受到无机盐垢、微生物、胶体颗粒和不溶性有机物的污染,污染物沉积会导致产水量下降。因此,在设计膜系统时,应考虑清洗装置。根据微滤膜元件的性质,在设计反洗时,还应考虑每天进行一次EFM清洗,每月进行一次CIP清洗,两种清洗方法可以使用一套清洗装置。过滤、浓水过滤、反渗透、浓水反渗透采用一套化学清洗装置,一般6个月清洗一次,清洗周期可根据产水量、压差、产水电导率等因素进行调整。
4.超滤装置和反渗透装置
超滤装置作为反渗透装置的预处理装置,为反渗透装置提供浊度<0.2NTU、SDI<3的供水,在降低反渗透装置的化学清洗频率、延长反渗透膜的寿命、保障反渗透系统的稳定运行等方面发挥安全作用。反渗透装置作为二级脱盐装置,可以去除废水中残留的溶解盐、胶体、有机物等。
5.膜法系统的运行程序调试及联动试车
膜法系统的运行程序调试需要使用膜法系统进水,考虑到前端工序焦化废水的水质暂时还没有达到进膜的水质要求,为了减少膜法系统的堵塞,加快调试进度,一方面利用生产新水进行膜法系统调试,另一方面加快前端焦化废水的处理,使其达到进膜的水质条件。随后,逐步用焦化废水代替生产新水,实现焦化废水膜系统的全线贯通。原设计是将多介质反洗水、超滤正洗、反洗排水、反渗透冲洗、清洗排水引入前端软化池,但考虑到进水硬度不高,软化池没有加入熟石灰和PAM药剂,如果直接进入软化池,再通过膜系统,就会造成膜系统的污染。所以,把上述排水改为进入生化后的生物流化床,进行混凝加药处理,臭氧深度处理后再进入膜系统,有利于保证进膜系统的水质。
6.纳滤系统
伴随着膜技术的应用,采用全膜法处理焦化废水或其它工业废水,其处理效果、经济效益将大大提高。与此同时,水资源的严重短缺,焦化废水的复杂性,以及零排放的实施标准,迫使焦化厂或其它化工厂的废水需要进行深度处理。经过本工艺的深度处理,焦化厂废水处理站出水经本工艺深度处理后,产品水可直接作为生产新水回用,降低了厂区新水耗量,减少了污染物排放总量,具有显著的经济效益和环境效益。


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