关于膜组合工艺技术对焦化废水的深度处理_王林博

第３３卷第８期２０１１年０８月武汉工程大学学报Ｊ．ＷｕｈａｎＩｎｓｔ．Ｔｅｃｈ．Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．８Ａｕｇ．２０１１收稿日期：２０１１－０３－０７基金项目：武汉集萃科技有限公司资助项目作者简介：王林博（１９８５－），男，陕西蒲城县人，硕士研究生．研究方向：水处理新技术．指导老师：余训民，教授．研究方向：水污染控制化学、废物无害化资源化技术和环境新材料．＊通信联系人文章编号：１６７４－２８６９（２０１１）０８－００４０－０５关于膜组合工艺技术对焦化废水的深度处理王林博１，李庆新１，李国华２，邓麟３，叶士杰３，余训民１＊（１．武汉工程大学，湖北武汉４３００７４；２．武汉集萃科技有限公司，湖北武汉４３００７３；３．上海集萃净化技术有限公司，上海２００２４０）摘要：针对焦化废水为高浓度难降解的有毒有机废水，经生物－混凝法处理，废水中的ＣＯＤ、ＳＳ、Ｃｌ－、色度、硬度等仍难达标，必须经过深度处理方能中水回用的问题．本研究以唐山某焦化厂二沉池出水作为超滤－纳滤组合工艺的进水，对焦化废水进行深度处理，探讨了影响焦化废水深度处理的因素．实验结果表明，本工艺的出水：ＣＯＤ≤５０ｍｇ／Ｌ、Ｃｌ－≤２５０ｍｇ／Ｌ、硬度≤５０ｍｇ／Ｌ、ＴＤＳ≤１０００ｍｇ／Ｌ、ＳＳ和色度为０，符合《污水再生利用工程设计规范》（ＧＢ５０３３５－２００２）中再生水作为循环冷却系统补充水的水质标准．在实验过程中，通过对超滤膜和纳滤膜的产水量和压差的分析、冲洗和反冲洗后产水量变化的分析，得出本工艺的可行性和浓水的处置方法．关键词：焦化废水；超滤；纳滤；膜产水量；膜压差；深度处理中图分类号：Ｘ７０３．１；Ｘ７８４；ＴＱ０２８．８文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－２８６９．２０１１．０８．０１００引言我国焦化废水的处理技术主要是Ａ／Ｏ法、Ａ２／Ｏ或Ａ２／Ｏ和混凝沉淀法联合处理，处理后的废水ＣＯＤ、悬浮物、硬度、氯离子浓度等污染因子含量仍然偏高，达不到废水再利用的标准．随着国家对污水排放标准的提高，低运行成本和绿色环保型循环经济的需求，焦化厂面临着焦化废水深度处理再生回用的难题．我国深度处理焦化废水的主要技术是ｆｅｎｔｏｎ氧化、光催化氧化和湿式催化氧化等，而这些技术运行费用太高或者仅处于研究阶段，尚未投入到生产中．膜处理技术由于占地面积小、运行费用低、流程简单、操作方便等优点，现广泛应用于化工、电子、炼钢、食品等废水处理领域．本次实验采用超滤－纳滤组合工艺对焦化废水进行深度处理，并对处理结果进行讨论和对工艺运行过程中所出现的问题提出解决方案．１超滤膜＋纳滤膜工艺处理焦化废水实验１．１焦化废水的来源、特点焦化废水主要来自煤炭炼焦、煤气净化过程及化工产品的精制过程，其中以蒸氨废水为主要来源．它属于高浓度有机废水，有害物质浓度高，污染物种类繁多，成分复杂．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，有机化合物有酚类、单环及多环的芳香族化合物、含氮、硫、氧的杂环化合物等．１．２实验进水水质实验采用超滤－纳滤膜组合工艺，对唐山某焦化厂二沉池出水进行深度处理，该厂焦化废水、二沉池出水（实验进水）和排放标准见表１．表１实验进水水质一览表Ｔａｂｌｅ１Ｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｏｆｃｏｋｉｎｇｗａｓｔｅｒ－ｗａｔｅｒ成分项目焦化废水超滤进水标准ｐＨ６．５～７．５７．９～８．３６．０～９．０ＣＯＤ／（ｍｇ／Ｌ）６０００～７０００１５０～２８０１００ＮＨ３－Ｎ／（ｍｇ／Ｌ）３００～９００１．２０～１．５６１．０Ｆｅ／（ｍｇ／Ｌ）－１．５６～１．８１０．３Ｃｌ－／（ｍｇ／Ｌ）３００～６００２１７～４６０２５０ＳＳ／（ｍｇ／Ｌ）－７０～８５１００酚类／（ｍｇ／Ｌ）２００～２５００．５～１．０２０苯类／（ｍｇ／Ｌ）２００～４０００．９～１．５－焦油／（ｍｇ／Ｌ）２００～５００－－氰化物／（ｍｇ／Ｌ）１００～５０００．５０．５注：焦化废水排放标准执行ＧＢ８９７８－１９９６《污水综合排放标准》一级标准．第８期王林博，等：关于膜组合工艺技术对焦化废水的深度处理４１１．３实验设备原水箱：１ｍ×１．５ｍ；超滤水箱：０．８ｍ×１ｍ；纳滤水箱：０．２×０．８×１．２ｍ３；保安过滤器：ＪＭＬ－２３０／５；超滤实验装置；纳滤实验装置；超滤膜：ｓａｅｈａｎ公司生产，型号ＵＦ４０４０，材质ＰＶＤＦ，过滤孔径０．１μｍ，产水量１０００Ｌ／ｈ，工作压力０．１ＭＰ、跨膜压差０．１ＭＰ，产水回收率９０％；纳滤膜：ｓａｅｈａｎ公司生产，型号ＮＦ４０４０，材质ＰＡ，过滤孔径１ｎｍ，产水量８０Ｌ／ｈ，工作压力０．６ＭＰ，跨膜压差０．０４ＭＰ，产水回收率９０％．１．４实验原理在超滤－纳滤组合工艺中，焦化废水首先通过超滤膜错流过滤，从超滤膜出来的水分为浓水和产水，浓水中含有大量的悬浮物、胶体、蛋白质和微