超濾、納濾技術(shù)在焦化廢水深度處置中的應(yīng)用
國(guó)家對(duì)環(huán)境維護(hù)規(guī)范和要求不時(shí)提高，2008年工信部對(duì)《焦化行業(yè)準(zhǔn)入條件》進(jìn)行了修訂，規(guī)定“酚氰廢水處置合格后要循環(huán)使用，不得外排”2012年國(guó)家又實(shí)施了新的焦化行業(yè)污染物排放規(guī)范《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放規(guī)范》GB161712012此規(guī)范對(duì)焦化行業(yè)廢水中污染物的排放濃度及排水量均進(jìn)行了規(guī)定，并提出20122015年將不時(shí)提高控制規(guī)范。為達(dá)到國(guó)家相關(guān)發(fā)展要求、合理利用水資源，對(duì)焦化廢水進(jìn)行深度處置并回用已經(jīng)成為焦化企業(yè)亟待解決的問題。
1超濾、納濾技術(shù)在焦化廢水深度處置中的應(yīng)用
中潤(rùn)煤化工有限公司為解決焦化廢水深度處置及回用這個(gè)難題，經(jīng)過試驗(yàn)研究，上海水處理設(shè)備采用超濾－納濾雙膜工藝對(duì)焦化廢水進(jìn)行深度處置取得勝利。經(jīng)過實(shí)踐應(yīng)用，該工藝運(yùn)行穩(wěn)定，出水COD平均小于50mg/L氨氮小于3． 0mg/L對(duì)懸浮物、色度的去除率基本達(dá)到100%系統(tǒng)出水達(dá)到工業(yè)循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，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生物處置和混凝沉淀處置后，出水進(jìn)入超濾－納濾深度處置系統(tǒng)。混凝沉淀出水先進(jìn)入深度處置系統(tǒng)的調(diào)節(jié)池，經(jīng)水質(zhì)、水量調(diào)節(jié)后進(jìn)入砂濾器進(jìn)行過濾，過濾后的水進(jìn)入中間水池，經(jīng)泵提升后經(jīng)過自清洗過濾器進(jìn)入超濾設(shè)備，超濾設(shè)備產(chǎn)水進(jìn)入超濾產(chǎn)水池，經(jīng)泵提升同時(shí)投加還原劑、阻垢劑后進(jìn)入保安過濾器，保安過濾器出水經(jīng)高壓泵增壓后進(jìn)入納濾系統(tǒng)，經(jīng)過納濾處置系統(tǒng)處置后，出水水質(zhì)達(dá)到工業(yè)循環(huán)冷卻水水質(zhì)規(guī)范。
1.2出水水質(zhì)用超濾－納濾膜處理工藝
對(duì)焦化廢水進(jìn)行深度處置，對(duì)廢水中所含有機(jī)物、氨氮、Ca2+Mg2+硬度、色度等均有較好的去除效果，出水達(dá)到污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB503352002規(guī)定的工業(yè)循環(huán)冷卻水水質(zhì)規(guī)范。上海水處理設(shè)備工藝主要進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)詳見表1表2
系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，超濾－納濾膜處置系統(tǒng)出水有機(jī)物可小于50mg/L氨氮可小于3mg/L色度基本去除，其他指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求，標(biāo)明系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行出水滿足《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB503352002規(guī)定的工業(yè)循環(huán)冷卻水水質(zhì)指標(biāo)，見表3
影響因素分析
2.1水質(zhì)對(duì)膜處理系統(tǒng)的影響
膜處置系統(tǒng)根據(jù)篩分、截留、吸附等機(jī)理對(duì)原水進(jìn)行處理，正常生產(chǎn)運(yùn)行情況下膜不易被堵塞，但當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)惡化或污染物濃度超出設(shè)計(jì)值時(shí)，膜處置系統(tǒng)會(huì)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(jìn)水水質(zhì)是膜處置系統(tǒng)臨時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。
深度處置系統(tǒng)的進(jìn)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、混凝處置等多種因素的影響，水質(zhì)復(fù)雜多變。深度處置系統(tǒng)進(jìn)水含有有機(jī)物、微生物、無機(jī)鹽、膠體、絮凝劑等多種物質(zhì)。其中所含的有機(jī)物會(huì)造成膜處置系統(tǒng)污染，導(dǎo)致膜處置系統(tǒng)性能下降；無機(jī)鹽和離子除了會(huì)析出引起膜堵塞外，還會(huì)對(duì)管道造成腐蝕；微生物包括細(xì)菌、藻類和真菌等，氨氮、有機(jī)物充分的情況下會(huì)在管路及膜元件內(nèi)大量滋生，使膜受到污染，從而導(dǎo)致膜處置系統(tǒng)產(chǎn)水率嚴(yán)重下降。為保證膜處置系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、臨時(shí)運(yùn)行，要嚴(yán)格控制膜處理系統(tǒng)的進(jìn)水水質(zhì)。
1嚴(yán)格監(jiān)控深度處置系統(tǒng)進(jìn)水，特別是進(jìn)水中的有機(jī)物、懸浮物、膠體等。一般有機(jī)物都能通過砂濾和100μm自清洗過濾器，污染物質(zhì)的增加會(huì)大大增加超濾系統(tǒng)的負(fù)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。可通過定時(shí)監(jiān)測(cè)及在線裝置來加強(qiáng)進(jìn)水水質(zhì)監(jiān)控和管理。
2對(duì)膜處置系統(tǒng)各階段的進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控。膜處置系統(tǒng)前端的預(yù)處理是保證膜系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，要使納濾穩(wěn)定運(yùn)行，就必需使系統(tǒng)各階段都能有效運(yùn)行，對(duì)各階段出現(xiàn)的問題要及時(shí)發(fā)現(xiàn)。對(duì)砂濾要定期檢查，對(duì)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(duì)各階段出水水質(zhì)要進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)超標(biāo)水質(zhì)要及時(shí)切斷，對(duì)已經(jīng)進(jìn)入系統(tǒng)的超標(biāo)水質(zhì)要及時(shí)排出并清洗，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常并消除系統(tǒng)隱患。
2.2運(yùn)行方式
對(duì)膜處理系統(tǒng)的影響運(yùn)行方式對(duì)膜處置系統(tǒng)影響較大，合理的運(yùn)行方式能延長(zhǎng)膜的使用壽命，上海水處理設(shè)備穩(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(jì)性。膜處置系統(tǒng)操作不當(dāng)會(huì)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系統(tǒng)壓力合理。提高系統(tǒng)運(yùn)行壓力可增加產(chǎn)水量，但壓力過高會(huì)使膜的衰減加劇。所以在實(shí)際運(yùn)行中，滿足處置水量要求時(shí)，適當(dāng)降低系統(tǒng)壓力有利于膜處理系統(tǒng)的臨時(shí)運(yùn)行。而且壓力增高會(huì)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)。
2操作規(guī)范、合理。不能逾越膜處置系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)運(yùn)行，其操作運(yùn)行要以平穩(wěn)為主，不可為追求產(chǎn)水量而隨意延長(zhǎng)過濾時(shí)間、縮短清洗時(shí)間等參數(shù)。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(huì)降低膜壽命。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)下降、TDS增大時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低產(chǎn)水率以降低膜外表濃差極化等。
3停運(yùn)保護(hù)。膜處理系統(tǒng)在停運(yùn)時(shí)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)臨時(shí)停運(yùn)，短時(shí)停運(yùn)應(yīng)進(jìn)行清洗并用產(chǎn)水定期沖洗，長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)需要向系統(tǒng)內(nèi)通入維護(hù)液或定期通水沖洗來保證膜元件正常備用。
2.3清洗對(duì)膜處理系統(tǒng)的影響
超濾膜及納濾膜在運(yùn)行過程中，因截留、吸附等存留在膜上的膠體、微生物、有機(jī)物、鹽類等會(huì)引起膜污染，膜處置系統(tǒng)管理和合理運(yùn)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(yùn)行一段時(shí)間后產(chǎn)水量會(huì)降低，系統(tǒng)壓差會(huì)升高，達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)就需要對(duì)膜元件進(jìn)行清洗。膜受到污染種類不同清洗方法也不同，目前國(guó)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(yàn)。一般超濾膜系統(tǒng)維護(hù)性清洗及化學(xué)清洗會(huì)根據(jù)系統(tǒng)時(shí)間設(shè)定、透膜壓差及系統(tǒng)PLC參數(shù)設(shè)定來自動(dòng)完成。納濾膜化學(xué)清洗需要手動(dòng)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(dāng)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(duì)膜元件進(jìn)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(bào)告、膜性能測(cè)試等對(duì)膜污染程度、主要污染類型進(jìn)行分析后綜合確定，一般由專業(yè)公司進(jìn)行，清洗完成后要對(duì)清洗效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)及驗(yàn)收。
3結(jié)語
1超濾、納濾膜處置工藝對(duì)生化出水進(jìn)行深度處置，可有效去除其中含有的有機(jī)物、氨氮等污染物，并使硬度、色度、濁度大大降低，使出水達(dá)到循環(huán)水補(bǔ)充水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
2要實(shí)現(xiàn)膜處理系統(tǒng)的臨時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行，不只要求系統(tǒng)元件、管線、運(yùn)行參數(shù)設(shè)定、預(yù)處置及工藝設(shè)計(jì)合理，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制與管理也很重要，對(duì)膜處置系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)及各段運(yùn)行情況進(jìn)行整體、詳細(xì)的監(jiān)控，及時(shí)對(duì)超標(biāo)進(jìn)水、問題部件進(jìn)行處置，膜處置系統(tǒng)平安穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。
3不時(shí)完善和改進(jìn)運(yùn)行方式、規(guī)范操作行為、合理選定運(yùn)行參數(shù)、合理進(jìn)行停運(yùn)保護(hù)、正確進(jìn)行化學(xué)清洗對(duì)延長(zhǎng)膜系統(tǒng)使用壽命能起到積極作用。
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