反渗透技术在钢厂焦化废水处理中的应用研究_仲惟雷

31CHINASTEEL2011NO.8技术论坛摘要：文章叙述了某钢厂焦化废水的水处理情况，针对其废水的水质特点，及焦化废水回用的水质要求，确认了以反渗透技术为主的水处理技术。关键词：焦化废水反渗透技术水处理焦化废水是在生产焦炭、煤气、焦油及焦化产品的过程中产生的废水，含有多种污染物质。其中有机物以酚类化合物为主，占总有机物的一半以上；有机物中包括大量的多环芳香族化合物和含氮、氧、硫的杂环化合物等；处理难度很大，是难降解的高浓度有机工业废水。随着国家对发展循环经济的要求日益严格，污染物排放总量也将成为企业持续发展的制约因素，对于大型焦化企业而言，焦化废水深度处理及合理回用势在必行[1-2]。反渗透水处理技术是近几十年来兴起的水处理技术，具有高脱盐率、环保、适应水质范围广等特点，广泛应用于地表水回用、废水回用、海水淡化等水处理[3-5]。由于钢铁工业的焦化废水的组成复杂，水质、水量变化大，在废水回用中通常选用抗污染的反渗透膜。抗污染膜技术是近些年随着反渗透技术的广泛应反渗透技术在钢厂焦化废水处理中的应用研究仲惟雷用而产生的新技术，对于高COD源水、复杂水源中的污染物具备较高的耐受能力，并已经成功应用于地表水水回用、废水回用、电镀废水回用等废水回用领域[6]。北方某钢厂就目前焦化废水原水状况、工艺运行及处理效果、达标排放及处理回用等问题进行深入探讨；充分了解国家环保政策的趋向、企业持续发展和社会责任的需要、生化处理系统的压力、达标排放和处理回用的迫切需求。预计对焦化废水进行反渗透技术回用处理，之后将净化的水用于焦化厂的生产用水当中，达到节能减排的目的。1．焦化废水介绍该钢厂的焦化废水是在生产焦炭、煤气、焦油及焦化产品的过程中产生的废水，含有多种污染物质。其中有机物以酚类化合物为主，占总有机物的一半以上；有机物中包括大量的多环芳香族化合物和含氮、氧、硫的杂环化合物等，取样分析的数据见表1。2．焦化废水处理工艺流程的选择焦化废水中含有大量的悬浮物、胶体、细菌、病毒等悬浮性的物质；同时也含有数十种无机和有机化表1焦化废水的水质分析项目数值分析项目数值COD（mg/L）≤400硫酸盐（mg/L）≤1000总碱度（mg/L）≤100pH值6-9硬度（mg/L）≤150氯化物（mg/L）≤1700总溶解性固体（mg/L）≤4000硫化物（mg/L）0.037氟化物（mg/L）≤90氨氮（mg/L）≤15磷酸盐（mg/L）≤1悬浮物（mg/L）≤70氰化物（mg/L）≤1总油（mg/L）≤5323232CHINASTEEL2011NO.8技术论坛合物，其中无机化合物主要是大量氨盐、硫氰化物、硫化物、氰化物等，有机化合物除酚类外，还有单环及多环的芳香族化合物、含氮、硫、氧的杂环化合物等。所以根据焦化废水水质特点以及用水需求，核心技术选择了反渗透膜的分离技术。反渗透膜处理技术具有处理效率高、工艺流程短、易控制、使用灵活、占地面积小等特点，成为替代传统处理工艺最具有竞争力的技术。为了保证反渗透系统能够长期稳定的运行，本文建议选用沉淀池＋多介质过滤器＋自清洗过滤器＋去COD装置+UF系统作为反渗透系统的处理工艺，特点是逐级过滤依次去除焦化废水中的悬浮物、胶体、细菌、病毒，另外为了保证反渗透系统免受有机物的污染，水处理工艺增加了专门去COD的装置，确保了反渗透系统的稳定运行。水进入反渗透系统前添加对应的阻垢剂，确保反渗透系统在运行期间不受到垢的污堵。具体的水处理流程如图1所示。3．主要水处理工艺说明3.1反渗透预处理工艺反渗透预处理工艺由沉淀池＋多介质过滤器＋自清洗过滤器＋去COD装置+UF系统，有效的预处理集成优化是系统稳定运行的保证，也为焦化废水的处理带来了保障。3.1.1絮凝沉淀絮凝沉淀池主要作用是对悬浮物采用添加絮凝剂和调节pH值的方法进行有效的沉淀，使得焦化废水中的悬浮物质能够尽可能的沉淀，为后续的处理工艺减轻负担，由于焦化废水的波动性很大，所以絮凝沉淀池的设置显得更加的重要。3.1.2.机械过滤器此套水处理系统设置了多介质过滤器和自清洗过滤器两个机械过滤器。多介质过滤器主要由砂子和活性炭介质组成的，多介质过滤器的加入，使得水中的悬浮物得到了进一步的去除，同时水中的有机物也得到了一定的吸附；自清洗过滤器具有深层过滤、高效易清洁的特点，它的加入也使得过滤系统的效果得到了进一步的提高。3.1.3.去COD装置去COD装置的加入，使得焦化废水中的COD得到了一定的降解，让高COD的焦化废水在进入反渗透系统前降低了很多，使得反渗透系统在运行的时候不会受到有机物的污染，降低了反渗透系统出现污堵的几率，保证了反渗透系统的稳定运行。3.1.4.UF系统UF系统由保安过滤器和UF膜系统组成的，UF膜堆是系统的关键部分，超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，以膜