煤气化废水回用的浸没式超滤_反渗透的组合工艺_马孟

天津城市建设学院学报第15卷第4期2009年12月JournalofTianjinInstituteofUrbanConstructionVol.15No.4Dec.2009收稿日期：2009-04-29；修订日期：2009-05-24作者简介：马孟(1982—)，男，河南南阳人，天津城市建设学院硕士生．环境与市政$煤气化废水回用的浸没式超滤-反渗透的组合工艺马孟，靖大为(天津城市建设学院膜技术研究中心，天津300384)摘要：采用以浸没式超滤和反渗透为核心的组合工艺对煤气化废水进行了深度处理，并对不同工艺组合中浸没式超滤和反渗透的运行工况进行了比较，得出了煤气化废水深度处理的最佳工艺，该工艺运行下的浸没式超滤和反渗透最佳运行通量分别为30.0L/(m2·h)和16.8L/(m2·h)．关键词：煤气化废水；浸没式超滤；反渗透；工艺比较中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1006-6853(2009)04-0280-05近年来，随着石油化工、煤化工等工业的迅速发展，产生了大量的含难降解有机污染物的工业废水，研究废水的回用处理不仅可以实现废弃资源的回收利用，节约水资源，而且对环境保护具有重要意义．煤气化废水的成分主要以剩余氨水为主，同时含有产品加工过程中产生的酚水、粗苯冷却水、低温甲醇废水以及地坪冲洗水等．煤气化废水是含芳香族化合物和杂环化合物的典型废水，含有的主要有机物有苯酚、喹啉、苯类、吡啶、吲哚、萘等，种类众多而且含量差别很大．苯酚类及其衍生物占很大的比例，其中苯酚类及苯类属易降解有机物，吡咯、萘等属于可降解有机物，吡啶、咔唑等属于难降解有机物[1]．目前，国内煤气化厂的废水处理系统主要采用一级处理和二级处理，采用三级处理的较少．一级处理是指从高浓度污水中回收利用污染物，包括蒸氨法、萃取法、氨水脱酚、终冷水脱氰等．二级处理主要指对污水进行处理以达到排放标准，主要处理工艺以生物法处理为主，包括传统活性污泥法、生物流化床法、A/O工艺、A/A/O工艺、SBR等工艺．二次处理对废水中的高浓度有机物和氨氮等有较好的降解作用．三级处理是指对生化处理后达标排放的水，再采取以膜技术为中心的工艺进行深度处理[2]，从而达到回用的目的．目前美国、日本等国家有用双膜法对焦化废水回用的实例，而对煤气化废水回用的实例则较少．本试验是针对国内某大型煤气化厂的废水回用进行研究．1材料与方法1.1材料试验直接从某煤气化厂污水处理分厂的二沉池取水，水质情况如表1所示.表1二沉池出水水质情况SS/CODCr/氨氮/浊度/Cl-/电导率/项目mg·L-1pHmg·L-1mg·L-1NTUmg·L-1μS·cm-1最大值574.07.83004048.4303.03500最小值78.06.9150209.4201.92140平均值268.57.32253028.9240.72820超滤膜组件采用浙江欧美环境公司生产的浸没式中空纤维超滤膜，膜材质为聚偏氟乙烯(PVDF)，膜面积为20,m2，有效长度为1,450,mm，孔径为0.1,μm；预处理采用的混凝剂为液态聚合氯化铝(其中Al2O3含量≥12%，盐基度为86%)，投加量为5,mg/L(以Al3+计)；反渗透膜组件采用美国海德能公司生产的PROC10系列膜，膜材质为芳香族聚酰，有效膜面积为37.2,m2.1.2试验方法考察三种不同工艺组合的运行效果以及出水天津城市建设学院学报马孟等：煤气化废水回用的浸没式超滤-反渗透的组合工艺281水质.工艺一：二沉池出水＋浸没式超滤(超滤前加絮凝剂)＋,保安过滤器＋反渗透.工艺二：二沉池出水＋浸没式超滤(超滤前不加絮凝剂)+,保安过滤器＋反渗透.工艺三：二沉池出水+,纤维球过滤器＋双介质过滤器＋,浸没式超滤(超滤前不加絮凝剂)＋,保安过滤器＋,反渗透.其中，浸没式超滤系统运行15,min，进行反冲洗1.5,min；反渗透系统为两支膜组件串联，采用浓水回流的方式提高系统回收率，系统回收率控制在65%．1.3水质测定方法试验以浊度、CODCr和氨氮为水质评价指标．浊度采用HACH-2100A浊度分析仪进行测定，氨氮采用纳氏试剂光度法测定，CODCr采用重铬酸钾氧化法测定．2结果与讨论2.1工艺一与工艺二的运行效果比较2.1.1浸没式超滤系统的运行效果比较图1为工艺一、工艺二条件下，浸没式超滤系统的跨膜压差和产水通量随时间的变化．(a)工艺一(b)工艺二图1浸没式超滤运行工况由图1可以看出，随着过滤时间的延长，产水通量由15L/(m2·h)提高至35L/(m2·h)，系统跨膜压差亦随之增长．由图1可以看出，系统连续运行15,d，跨膜压差由原来的0.014,MPa增至0.020,MPa；化学清洗之后，随着产水通量的提升，连续运行15,d，跨膜压差由0.014,MPa增至0