石化廢水超濾―反滲透工藝深度處理研究

1、工程碩士學(xué)位論文石化廢水超濾反滲透工藝深度處理研究A STUDY ON PETROCHEMICAL WASTE WATER ADVENCEDTREATMENT BYULTRAFILTRATION-REVERSEOSMOSIS PROCESS申慶偉哈爾濱工業(yè)大學(xué)2012年05月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TU998.14 學(xué)校代碼：10213 國(guó)際圖書分類號(hào)：624 密級(jí)：公開工程碩士學(xué)位論文石化廢水超濾反滲透工藝深度處理研究碩 士 研究生：申慶偉導(dǎo) 師：杜茂安 教授副 導(dǎo) 師：柳旭國(guó) 高級(jí)工程師申 請(qǐng) 學(xué) 位：工程碩士學(xué) 科、專 業(yè)：建筑與土木工程所 在 單 位：中國(guó)石化北京化工研究院答 辯 日 期：20

2、12年05月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)Classified Index: TU998.14U.D.C: 624Dissertation for the Master Degree in EngineeringA STUDY ON PETROCHEMICALWASTE WATER ADVANCEDTREATMENT BYULTRAFILTRATION-REVERSEOSMOSIS PROCESSCandidate:Supervisor:Associate Supervisor:Academic Degree Applied for:Speciality:Affiliation:Date of

3、Oral Examination:University:Shen Qingwei Prof. Du Maoan Liu Xuguo Senior Engineer Master of Engineering Architecture and Civil Engineering Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry May, 2012 Harbin Institute of Technology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘 要論文論述了中國(guó)水資源現(xiàn)狀：水資源短缺、水污染嚴(yán)重及水利用率低。石化行業(yè)作為耗水、排水大戶，采取

4、有效的廢水回用技術(shù)，就受到廣泛關(guān)注。本文所論述的石化廢水是指經(jīng)過二次污水處理達(dá)到北京市排放標(biāo)準(zhǔn)的廢水。本課題從石化廢水水質(zhì)特征出發(fā)，著重研究了超濾反滲透處理石化廢水技術(shù)。通過生產(chǎn)性試驗(yàn)，研究了石化廢水超濾反滲透深度處理的運(yùn)行效能及控制參數(shù)。實(shí)驗(yàn)首先研究了石化廢水超濾反滲透技術(shù)處理工藝及設(shè)備、超濾運(yùn)行情況對(duì)反滲透分離技術(shù)的影響、超濾反滲透設(shè)備及運(yùn)行控制參數(shù)與膜材料的選擇。通過檢測(cè)出水的脫鹽率和回收率，以考察超濾反滲透水處理技術(shù)應(yīng)用到石化廢水深度處理的可行性。研究了石化廢水采用超濾反滲透深度處理的影響參數(shù)。對(duì)比進(jìn)入超濾反滲透的進(jìn)水水質(zhì)及出水水質(zhì)控制指標(biāo)，以考察超濾反滲透應(yīng)用于石化廢水的具體特點(diǎn)。試

5、驗(yàn)表明，在石化廢水保證合格穩(wěn)定的水質(zhì)前提下，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，石化廢水采用超濾反滲透深度處理技術(shù)脫鹽率高達(dá)98%，水回收率在75%左右，是目前為止脫鹽率最高的的分離技術(shù)之一。通過一系列試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)進(jìn)水pH 值、進(jìn)水溫度、操作壓力、進(jìn)水水質(zhì)等對(duì)超濾反滲透高效率穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行有很大的影響，并對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題優(yōu)化。本次試驗(yàn)確定了超濾反滲透深度處理石化廢水的最佳控制條件為：COD 30mg/L、含鹽量1000mg/L，濁度5NTU ，pH 值=67，進(jìn)水溫度25左右。通過研究對(duì)比3種生產(chǎn)一級(jí)除鹽水成本，得出了最為合理的運(yùn)行模式。通過長(zhǎng)期的運(yùn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了超濾與反滲透裝置設(shè)備常見的故障及在日常運(yùn)

6、行中經(jīng)常遇到的問題。詳細(xì)分析了膜污染的解決方法。以上述研究為基礎(chǔ)，用于新建超濾反滲透裝置，處理二級(jí)生化處理后的石化廢水工程。并將此工程應(yīng)用作為設(shè)計(jì)實(shí)例，深度介紹了石化廢水超濾反滲透深度處理工藝。關(guān)鍵詞：水資源；超濾；反滲透；工作原理；工藝參數(shù)優(yōu)化哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文AbstractThe paper discusses the situation of water resource in China,including the shortage of water resource , water pollution and low water utilization rate. Pe

7、trochemical industry as a large area of using and drainaging water, must take effective wastewater reuse technique, which is widely concerned by society. The petrochemical wastewater expounded in this paper is to point to the waste water which had been treated by secondary sewage treatment and resea

8、rched the standards for the discharge of wastewater of Beijing city. Based on the characteristics of the petrochemical wastewater, this paper mainly studies on using ultrafiltration-reverse osmosis process to treat it. Through the productive experiments, the operation efficiency and the control para

9、meters of this treatment are studied.The experiments firstly studied the effects of reverse osmosis separation technology by ultrafiltration-reverse osmosis process and equipment for petrochemical wastewater, the parameters of operation control and the selection of membrane material. Through testing

10、 the effluent desalination rate and recovery, it can be examined the feasibility that the ultrafiltration-reverse osmosis process could use in advanced treatment of petrochemical wastewater.The paper studied impact parameters of using ultrafiltration-reverse osmosis as advanced treatment for petroch

11、emical wastewater. The experiment shows that under the promise of qualifiled and stable water quality of petrochemical wastewater, the system can realize long-term and stable operation, with the high desalination rate 98% and the water recovery rate 75% by ultrafiltration-reverse osmosis process, wh

12、ich has been one of separation technology owning the highest desalination rate by far.Through a series of experiments, we discovered the factor such as influent water temperature, pH value, operating pressure, water quality made the great effect on the long and stable operation with high efficiency

13、by ultrafiltration-reverse osmosis process, and made the optimization for the problem during the operation.The best reaction conditions by the tese is as follow: COD less than 30 mg/L, salinity less than 1000 mg/L, turbidity less than 5 NTU, pH = 6 to 7, influent water temperature 20 or so, and chlo

14、rine dosage is 0. 5 1.0 mg/L. Compared three desalination cost by firstly treatment, we choose most reasonable operating mode.Through the long-term operation test, we found the common fault of ultrafiltration and reverse osmosis equipment and the frequent problem during the daily operation, and anal

15、ysis detailed the solution to the membrane pollution.哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文Based on the research above, we bulit the ultrafiltration and reverse osmosis equipment to treat petrochemical wastewater after secondary biochemical treatment. We also made the engineering application as a design example, and detai

16、led introduces the ultrafiltration -reverse osmosis advanced treatment.Keywords: water resource, ultrafiltration, reverse osmosis, operation principle, technical parameters optimization哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文目 錄摘 要 . . I ABSTRACT . II 目 錄 . . I V第1章 緒 論 . 11.1研究背景 . . 11.2石化廢水回用處理技術(shù) . 41.2.1 石化廢水回用常規(guī)處理技術(shù) .

17、. 41.2.2 石化廢水回用深度處理技術(shù) . . 61.3國(guó)內(nèi)外膜技術(shù)現(xiàn)狀 . 71.3.1 國(guó)外膜技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 . 71.3.2 國(guó)內(nèi)膜技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 . 81.4 超濾反滲透膜材料及原理 . . 81.4.1超濾與反滲透膜材料 . 81.4.2反滲透預(yù)處理超濾技術(shù) . . 101.4.3超濾反滲透技術(shù)原理 . . 121.5研究的目的與意義 . 131.6研究對(duì)象及內(nèi)容 . 131.6.1研究對(duì)象 . . 131.6.2研究?jī)?nèi)容 . . 14第2章 確定實(shí)驗(yàn)方案 . . 152.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)設(shè)備 . . 152.1.1超濾反滲透的實(shí)驗(yàn)流程 . . 152.1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備 . . 162

18、.2實(shí)驗(yàn)材料與儀器 . 182.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)げ牧系倪x擇 . 182.2.2實(shí)驗(yàn)儀器 . . 202.3實(shí)驗(yàn)方法 . . 202.3.1水質(zhì)指標(biāo)分析方法 . 202.3.2回收率的計(jì)算方法 . 212.3.3脫鹽率的計(jì)算方法 . 21哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文2.3.4工藝選擇 . . 22第3章 石化廢水超濾反滲透工藝深度處理試驗(yàn) . 233.1對(duì)超濾反滲透運(yùn)行系統(tǒng)的影響參數(shù) . . 233.2設(shè)備運(yùn)行過程中的效能分析 . 253.2.1超濾運(yùn)行效能分析 . 253.2.2反滲透運(yùn)行效能分析 . 283.3設(shè)備運(yùn)行中的效能評(píng)價(jià) . 313.3.1超濾膜運(yùn)行效能評(píng)價(jià) . 313.3.2反滲透

19、膜運(yùn)行效能評(píng)價(jià) . 323.3.3超濾反滲透膜運(yùn)行效能評(píng)價(jià) . 333.4本章小結(jié) . . 34第4章 工藝優(yōu)化及經(jīng)濟(jì)性分析 . 354.1超濾反滲透系統(tǒng)運(yùn)行的影響因素 . 354.1.1濃水排放對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響 . . 354.1.2水質(zhì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響 . 354.1.3膜污染對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響 . . 364.1.4其他常見影響因素 . 364.2優(yōu)化超濾反滲透系統(tǒng)運(yùn)行 . 374.2.1溫度的調(diào)節(jié) . . 374.2.2濃水回收率的確定 . 374.2.3反滲透進(jìn)水加酸的確定 . 384.2.4總體優(yōu)化結(jié)果 . 394.3經(jīng)濟(jì)性比較 . 394.3.1工藝線路 . . 394.3.2生產(chǎn)

20、除鹽水基本運(yùn)行成本分析 . 404.4本章小結(jié) . . 42第5章 石化廢水超濾反滲透深度處理運(yùn)行導(dǎo)則 . 435.1系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行問題識(shí)別與處理 . 435.2設(shè)備運(yùn)行管理導(dǎo)則 . 445.2.1超濾、反滲透日常管理 . 445.2.2新上超濾反滲透設(shè)備 . 445.2.3停運(yùn)超濾反滲透設(shè)備 . 455.2.4膜組件的保管 . 455.2.5膜組件的更換安裝 . 45哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文5.2.6預(yù)處理的選擇 . 465.2.7膜污染處理方案 . 465.3本章小結(jié) . . 50結(jié) 論 . . 51參考文獻(xiàn) . . 52哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明及使用授權(quán)說明 . 56致 謝

21、. . 57個(gè)人簡(jiǎn)歷 . . 58哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文第1章 緒 論1.1研究背景1748年法國(guó)人Abbe Nollet第一個(gè)發(fā)現(xiàn)滲透的現(xiàn)象，由于一些歷史原因，未受到重視。1937年Carothers 第一個(gè)合成了聚酰胺（俗名尼龍），標(biāo)志著現(xiàn)代高分子科學(xué)發(fā)展的里程碑，自此膜分離技術(shù)開始得到廣泛的應(yīng)用1。隨著水資源的日益緊張，應(yīng)該利用先進(jìn)的技術(shù)，解決水資源短缺問題。而解決的方法只有一個(gè)那就是節(jié)水減排，一方面是節(jié)約用水，另一方面是加大水污染防治與治理措施，進(jìn)一步加強(qiáng)生活與工業(yè)廢水深度治理，使有限的水資源得到最大程度的開發(fā)與利用，減少廢水排放。然而要想達(dá)到節(jié)水減排的目的，必須采用新技術(shù)，這

22、時(shí)膜分離技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。膜分離技術(shù)應(yīng)用在石化廢水方面歷史還很短，但用途卻十分廣泛。根據(jù)膜材料孔徑的不同可以分為微濾（MF ）、超濾（UF ）、納濾（NF ）和反滲透（RO ）等。膜分離技術(shù)能有效脫除水中色度、臭味，去除多種離子、有機(jī)物和微生物，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，裝置占地面積小，運(yùn)行操作完全自動(dòng)化，被稱為“21世紀(jì)的水處理技術(shù)”，見表1-1膜分離技術(shù)特點(diǎn)。表1-1 膜分離技術(shù)特點(diǎn)2 分子有機(jī)物有較好的去除效果。納濾對(duì)單價(jià)鹽的截留率僅為10%80%，具有很大的通透性。此外微濾只對(duì)懸浮顆粒截留率較好，因此只能作為前期的預(yù)處理設(shè)備。如今，由于全球性的水資源日趨匱乏和水質(zhì)日趨惡化問題，使水處理技術(shù)越來越

23、受到重視?；捰托袠I(yè)是耗水大戶，也是產(chǎn)生工業(yè)廢水的大戶，節(jié)水減排的重要方向就是污水回用。1993年北京市燕山石化與中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心共同承擔(dān)了國(guó)家“八五”科技攻關(guān)專題“石化地區(qū)污水回用成套技術(shù)”研究，獲得了國(guó)家哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文科委、國(guó)家計(jì)委、財(cái)政部聯(lián)合頒發(fā)的“八五”科技攻關(guān)重大成果獎(jiǎng)和中國(guó)科學(xué)院頒發(fā)的科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。水是人類生產(chǎn)和生命活動(dòng)中不可缺少的物質(zhì)資源4，沒有了水人類將無法生存，然而地球上可供使用的淡水資源非常有限，僅為全球水資源的0.3%。中國(guó)可供使用的水資源總量不算少，約2.81萬億m 3，居世界第6位，但人均水資源僅約合2500 m 3/a，只有世界平均水平

24、的1/3，在世界上排名是第121位，是世界上13個(gè)貧水國(guó)之一 5。（1）水資源短缺中國(guó)人均每年占有徑流量?jī)H為世界人均量的1/4。近年來河流斷流現(xiàn)象日趨突出，黃河號(hào)稱中國(guó)母親河，1972年以來，其下游頻繁斷流，且斷流時(shí)間一年比一年長(zhǎng)，如1996年斷流時(shí)間為133天，1997年斷流時(shí)間更是長(zhǎng)達(dá)226天。此外長(zhǎng)江源頭來水量也減少了10%以上6。中國(guó)主要河流徑流量減少。以黃河水源上游的青海省為例7，青海省境內(nèi)黃河年徑流量占整個(gè)黃河水量的49.2%，是最大的水源儲(chǔ)備區(qū)，近幾年來青海黃河段徑流量減少了23.6%，這是導(dǎo)致黃河斷流嚴(yán)重的重要原因之一。其次，地表水減少，直接影響到地下水的補(bǔ)給，加之許多地區(qū)對(duì)地

25、下水資源過度使用，嚴(yán)重時(shí)能形成大范圍的地下水漏斗區(qū)，致使地面下沉。陜西省目前有7145km 2發(fā)生地下水位下降，每年下降速率達(dá)到1.53.0m ，造成20余萬人畜吃水困難8。中國(guó)城市缺水嚴(yán)重9。660多個(gè)城市中有400多個(gè)城市存在供水不足問題，其中有136個(gè)城市缺水嚴(yán)重，全國(guó)城市總?cè)彼繛?0億m 3，每年因水資源匱乏影響的工業(yè)產(chǎn)值就高達(dá)2300億元10。（2）水污染據(jù)資料顯示，中國(guó)主要流域污染嚴(yán)重，尤以海河、淮海、黃河、遼河是天然水系中污染最嚴(yán)重的，見表1-2主要流域水質(zhì)狀況。中國(guó)北方不僅缺水而且水污染嚴(yán)重，北方一些城市已經(jīng)出現(xiàn)過水資源危機(jī)。黃河流域面臨著生態(tài)破壞和水體污染的雙重壓力，其水質(zhì)

26、以類水體為主，占監(jiān)測(cè)斷面的47.1%。99年1月底至2月中旬，小浪底上游的山西汾河、涑水河入河口化學(xué)需氧量濃度(CODcr 高達(dá)400-1100mg/L11。中國(guó)城市每年排放的生活污水和工業(yè)廢水約420億m 3，據(jù)統(tǒng)計(jì)12，經(jīng)過初級(jí)處理的廢水約有總廢水量的10，經(jīng)過二級(jí)處理的廢水于經(jīng)過處理處理的廢水量相當(dāng)，也就是說，每年未經(jīng)處理過的廢水約為336億m 3排入中國(guó)河、湖水域，這部分水直接排向江河湖海，即浪費(fèi)了資源又污染了環(huán)境。從“中國(guó)可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略” 13中得出，中國(guó)在2010年污水處理率達(dá)到50%，而在2030年污水處理率可達(dá)到80%，雖然中國(guó)的污水處理率提高了，但污水總量并沒有降低，不

27、哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文僅如此，污水量的增加幅度要大于污水處理百分率的增加幅度。中國(guó)城市2010年污水總量為600億m 3。表1-2 主要流域水質(zhì)狀況14 遞增并且遞增幅度越來越大，此外人類的用水行為也進(jìn)一步加劇了水污染，導(dǎo)致水質(zhì)性缺水，見表1-3中國(guó)污廢水排放量。從長(zhǎng)期來看，水質(zhì)性缺水對(duì)水資源供應(yīng)帶來的危害遠(yuǎn)比資源性缺水更嚴(yán)重15。為解決水質(zhì)性缺水，就必須解決廢水的不達(dá)標(biāo)排放，必須推行適合中國(guó)國(guó)情的污水處理技術(shù)及設(shè)施，這才是解決中國(guó)水資源短缺的迫切要求。表1-3 20002004年中國(guó)廢（污）水排放量16 當(dāng)前中國(guó)科技水平還不是很高，全民整體素質(zhì)也有待進(jìn)一步提高，城鎮(zhèn)用水效率較低，節(jié)約

28、用水意識(shí)不強(qiáng)，造成水的大量浪費(fèi)，其萬元工業(yè)增加值取水量是發(fā)達(dá)國(guó)家的510倍17。另外，在輸供水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)與連接上，城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏失率高，是發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍。最后，中國(guó)是個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，因此農(nóng)業(yè)用水占中國(guó)總用水總量的70%左右，而農(nóng)民的素質(zhì)低根本無節(jié)水意識(shí)，導(dǎo)致水資源嚴(yán)重浪費(fèi) 18 。哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文1.2石化廢水回用處理技術(shù)1.2.1 石化廢水回用常規(guī)處理技術(shù)資料顯示，工業(yè)廢水污染大戶石化行業(yè)排第一，石化行業(yè)排放的廢水約占全國(guó)工業(yè)廢水的21%，其中石化廢水具有難生物降解、含鹽量高、高微生物。目前，對(duì)于這樣的廢水處理方法19主要有物理法、物理化學(xué)法、電化學(xué)法及生物法，其中物理法和生物法應(yīng)

29、用普及，就這兩種處理法中，又以生物法的效率高、經(jīng)濟(jì)、無害，而成為首選。 1.2.1.1物理法（1）蒸餾法所謂的蒸餾法就是對(duì)液體進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度達(dá)到液體沸騰時(shí)，產(chǎn)生蒸汽，將這些蒸汽收集冷凝的方法。蒸餾法對(duì)于分離揮發(fā)和不易揮發(fā)的物質(zhì)具有優(yōu)越性，同時(shí)也可分離沸點(diǎn)不同的液體混合物。它只能作為污水回用及達(dá)標(biāo)排放前期處理工藝，不能單獨(dú)使用。蒸餾法設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠安全，技術(shù)成熟，投資及運(yùn)行成本高。（2）膜分離法所謂的膜分離法就是充分利用具有膜的某些特點(diǎn)，這種膜的特點(diǎn)就是對(duì)溶液中的某些成分通過，對(duì)溶液中的另一些成分不能通過的方法。膜分離法20包括超濾、納濾、電滲析脫鹽法、反滲透膜法等等。膜

30、分離過程在常溫下進(jìn)行，因此特別適于熱敏性物料，且裝置簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，分離效果高。但由于膜的運(yùn)行成本高，據(jù)統(tǒng)計(jì)，反滲透法和電滲析法一天處理1 m3污水的費(fèi)用為528793美元，其中一天1 m3的污水運(yùn)行成本為0.260.52美元。當(dāng)然，膜分離法也有它的局限性，就是對(duì)預(yù)處理要求高，一般只用一種膜是無法處理像石化行業(yè)廢水的，因此，膜分離法多和其他方法結(jié)合使用。 1.2.1.2電化學(xué)法電化學(xué)法處理廢水技術(shù)21的提出在20世紀(jì)40年代，污水處理技術(shù)使用電化學(xué)法，還得益于電力工業(yè)的發(fā)展。電化學(xué)法通過氧化降解有機(jī)污染物的方法有兩種：一種是利用電極表面產(chǎn)生的自由基來氧化降解有機(jī)物的直接電氧化法；另一種是間接電

31、氧化法，它是利用具有氧化作用的氧化劑來氧化降解有機(jī)物的，間接電氧化法在含鹽量高的廢水處理中應(yīng)用廣泛。哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文高鹽難降解廢水中含有Cl -、Na +、SO 32-、SO 42-、CO 32-等無機(jī)離子，是電的良導(dǎo)體，適于間接電氧化法。Cl -在廢水中的陽極上失去電子放電，有Cl 2生成，其中有一部分Cl 2溶解在溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯酸鹽和次氯酸鹽，對(duì)溶液中的有機(jī)物起漂白和氧化作用，反應(yīng)方程式如下：3H 2O + 2Cl- ClO - + Cl2O - + 3H2。 1.2.1.3生物法所謂的生物法就是溶液中的微生物在無機(jī)鹽的作用下促進(jìn)了微生物發(fā)生酶反應(yīng)，同時(shí)無機(jī)鹽也

32、起到調(diào)節(jié)滲透壓和維持膜平衡作用的方法。但是并不是無機(jī)鹽濃度越高越好，過高的濃度不僅不能促進(jìn)微生物生長(zhǎng)而且還產(chǎn)生抑制效果。以下四個(gè)原因是產(chǎn)生抑制的原因：（1）過高的無機(jī)鹽濃度引起滲透壓升高，這就促使微生物細(xì)胞脫水引起細(xì)胞原生質(zhì)分離；（2）過高的無機(jī)鹽濃度會(huì)有鹽析出，而鹽析作用能夠降低氫酶活性；（3）假如在無機(jī)鹽溶液中氯離子濃度高，會(huì)對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生毒害作用；（4）過高的無機(jī)鹽濃度，其溶液密度必然也高，這樣活性污泥就會(huì)上浮流失。（1）生物膜法所謂的生物膜法就是在污水處理中通過掛膜減少細(xì)菌的流失，從而增加有效細(xì)菌數(shù)量的方法。一旦生物膜被馴化將提高對(duì)污水的降解作用和適應(yīng)能力，活性污泥法與生物膜法相比，后者具

33、有更強(qiáng)的鹽耐受力。（2）活性污泥法所謂的活性污泥法就是通過馴化活性污泥這一過程來培養(yǎng)出具有良好有機(jī)物降解性能的耐鹽微生物的方法?；钚晕勰喾ㄊ翘幚砗}量高的有機(jī)污水的第一步。傳統(tǒng)的活性污泥法極易受到污水中離子濃度變化的影響。一旦污水中含鹽量增加，就可能破壞微生物的正常代謝功能，降低其代謝途徑。怎樣確保生物反應(yīng)器運(yùn)行正常，這就需要降低污水處理負(fù)荷以達(dá)到處理含鹽量高的污水的目的。還有一種間歇活性污泥反應(yīng)器與連續(xù)流反應(yīng)器相比，其具有耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。（3）厭氧反應(yīng)器所謂厭氧反應(yīng)器就是在厭氧條件下，使難降解鹵代烴和芳香族容易發(fā)生分解。其主要原理是具有易于誘導(dǎo)較為多樣化的厭氧微生物體內(nèi)的開環(huán)酶體系，

34、能夠?yàn)閺?fù)雜有機(jī)物（鹵代烴和芳香烴等）的厭氧水解和酸化提供客觀保證和物質(zhì)條件，促使難降解使鹵代烴和芳香烴發(fā)生裂解，提高生物處理的效率。水解酸化好氧聯(lián)合法是厭氧反應(yīng)器的一種，就是省略甲烷發(fā)酵，利用生物厭氧反應(yīng)中酸化和水解作用，對(duì)污水、廢水進(jìn)行處理的方法。這種發(fā)法在國(guó)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文內(nèi)得到廣泛的研究和應(yīng)用，其中衡量厭氧生物膜反應(yīng)器處理含鹽量高難降解化工行業(yè)污水處理效率的一個(gè)重要參數(shù)就是回流比。其中使污水回流可以延長(zhǎng)污水中生物膜中的微生物與基質(zhì)的接觸時(shí)間，并提高水的利用，能夠有效調(diào)整由于反應(yīng)器高度等引起的濃度梯度，從而有效的降解污染物質(zhì)，大大提高污水處理系統(tǒng)的處理效率。此外，對(duì)于污水處理

35、來說，其酸化水解作用不可小覷，其作用是穩(wěn)定有機(jī)物種類、密度和增加抗沖擊負(fù)荷，此外還有就是為好氧階段提高有機(jī)物降解率、降低有機(jī)物負(fù)荷。通過第一階段的水解酸化細(xì)菌并不能將有機(jī)物完全降解，而只能把大分子物質(zhì)（污水中苯環(huán)類物質(zhì)）開環(huán)并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)（脂肪酸等），同時(shí)為第二階段好氧處理提供較好的條件，達(dá)到縮短第二階段曝氣時(shí)間，降低運(yùn)行成本。1.2.2 石化廢水回用深度處理技術(shù)全球的低碳時(shí)代已經(jīng)來臨，然而中國(guó)對(duì)污廢水回用工程22 主要應(yīng)用在綠化灌溉或景觀等低端用途上，如化工、石油、石化等高耗水行業(yè)。石化行業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)廢水水質(zhì)復(fù)雜，含鹽量高、降解難，尤其是近年來隨著石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝日趨復(fù)雜，廢

36、水中的難降解微生物、有機(jī)質(zhì)增多，給傳統(tǒng)的水處理工藝造成極大的困難，往往出現(xiàn)處理后出水難達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)或達(dá)不到回用要求。但隨著科技的進(jìn)步，一些新的廢水處理會(huì)用技術(shù)將改變現(xiàn)狀。 1.2.2.1電吸附脫鹽技術(shù)所謂電吸附脫鹽技術(shù)就是通過帶電電極表面具有吸附溶液中各種離子，從而使各種離子吸附到電極表面并富集濃縮，達(dá)到降低污廢水中的鹽分使水軟化的新型污廢水處理技術(shù)23。電吸附脫鹽技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用前景，其目前應(yīng)用在廢水再生回用、飲用水水質(zhì)提高、海水淡化等。 1.2.2.2蒸氨新工藝石化廢水中，有一部分是焦化工段排出的污廢水，在蒸氨處理過程中由于焦化工段排放的污廢水具有強(qiáng)腐蝕性，且傳統(tǒng)工藝采用格柵塔板，蒸

37、汽耗量大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，污水平均消耗蒸汽約0.2t/t。通過蒸氨新工藝，采用新型高效斜孔塔板代替?zhèn)鹘y(tǒng)格柵塔板能夠解決上述問題，蒸汽耗量下降到0.120.15t/t，實(shí)現(xiàn)了廢水的處理和回用。 1.2.2.3亞微米分離技術(shù)亞微米分離技術(shù)是近幾年來新開發(fā)的一種污廢水回用技術(shù)，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了污哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文廢水的循環(huán)使用，并能夠處理工業(yè)循環(huán)水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的問題。亞微米分離技術(shù)的裝置具有均勻的過濾介質(zhì)孔徑、較高的機(jī)械性能、較小的阻力系數(shù)、能夠耐酸堿等優(yōu)點(diǎn)，從根本上消除了水中亞微米級(jí)別的固形物。中國(guó)石化行業(yè)的亞微米裝置的過濾介質(zhì)孔徑精度能夠達(dá)到0.1m，當(dāng)懸浮物濃度在600mg/L以下時(shí)，亞微米分離技

38、術(shù)對(duì)水中雜質(zhì)去除率能達(dá)到98.1%，濾速高，是普通過濾介質(zhì)濾速的411倍，過濾純度是同類產(chǎn)品的10倍。亞米分離技術(shù)其分離介質(zhì)的主要原料為高分子聚合物，其濾板機(jī)械性能優(yōu)越，溫度適用范圍廣，為-12105。1.2.2.4雙級(jí)反滲透技術(shù)精制單元的污水系統(tǒng)分為連續(xù)污水和間歇污水兩個(gè)系統(tǒng)，正常情況下，對(duì)于主要污染物為對(duì)苯二甲酸、石油類、對(duì)醛基酸、對(duì)甲基苯甲酸、對(duì)二甲苯、醋酸等的精致單元污水24。傳統(tǒng)的處理方法是連續(xù)廢水經(jīng)沉降中和除油后+間歇廢水混合，通過加堿調(diào)整pH 值，合格后排至污水處理廠處理。為了達(dá)到節(jié)水減排的目的，需要回收這部分污水，經(jīng)過長(zhǎng)期的經(jīng)試驗(yàn)研究，最終確定廢水處理與回用的工藝流程為：連續(xù)廢

39、水+間歇廢水沉淀過濾超濾雙級(jí)反滲透產(chǎn)品水。精制單元出來的連續(xù)廢水，出水溫度較高，達(dá)到了4550，需要冷卻到常溫后，才能進(jìn)入沉淀過濾裝置，在整個(gè)流程中雙級(jí)反滲透裝置起著脫除有機(jī)物和無機(jī)離子的作用，經(jīng)過整個(gè)處理工藝其出水水質(zhì)達(dá)到了二級(jí)除鹽水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，滿足回用要求。1.3國(guó)內(nèi)外膜技術(shù)現(xiàn)狀1.3.1 國(guó)外膜技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)外膜生產(chǎn)主要以美國(guó)、日本、西歐為主，近年來世界膜產(chǎn)品市場(chǎng)達(dá)60億美元左右，年增長(zhǎng)速度達(dá)到10%左右25。美國(guó)膜應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域仍然是紡織領(lǐng)域，其膜應(yīng)用比例達(dá)到了34.5，但隨著時(shí)間的推移，膜在污水領(lǐng)域的應(yīng)用比例會(huì)大幅度提高26。日本非常重視膜分離技術(shù)的應(yīng)用，先后組織一系列的國(guó)家進(jìn)行攻

40、關(guān)項(xiàng)目研究。在多孔陶瓷膜方面，已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位，但有待進(jìn)一步商品化。反滲透膜在日本主要用于海水淡化27。歐洲的膜分離市場(chǎng)，微濾占據(jù)主導(dǎo)地位，2004年約占整個(gè)銷售額的46%。其次是超濾，2004年約占銷售收入的23%。然后是反滲透和納濾共占17.5%，電滲析占10.6%28。中東國(guó)家和地區(qū)的膜技術(shù)主要應(yīng)用于海水淡化和空氣過濾29。哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文反滲透膜(Reverse Osmosis ，簡(jiǎn)稱RO 分離技術(shù)目前在世界膜應(yīng)用領(lǐng)域占到了13的比例，但是目前膜被污染后，在恢復(fù)膜性能上還存在一定困難，有待進(jìn)一步解決。反滲透膜組件的主要供應(yīng)商是陶氏公司(FilmTec和日東電工(海德能

41、 公司，兩家公司市場(chǎng)銷售額比例達(dá)到80，其次還有GE 公司、KOCH 、TriSep 等200多家公司，在市場(chǎng)銷售中也有少量的份額。各納濾膜生產(chǎn)廠家提供的設(shè)計(jì)和計(jì)算軟件較少，給納濾膜過程的設(shè)計(jì)和應(yīng)用帶來一定的難度。目前，納濾技術(shù)已經(jīng)在食品、染料工業(yè)、生化制藥、水處理和污水處理等領(lǐng)域獲得了應(yīng)用。超濾膜與微濾膜占美國(guó)、日本、歐洲整個(gè)分離膜市場(chǎng)的50%60%，其廣泛用于化工過程的分離與精制、廢水凈化處理并回收有用成分、工業(yè)廢水零排放、膜生物反應(yīng)器等，是國(guó)內(nèi)外研究和應(yīng)用最為廣泛的膜分離技術(shù)之一。國(guó)際上，2004年超濾膜市場(chǎng)銷售額達(dá)到了4億美元，到2005年更是達(dá)到了4.8億美元，相關(guān)設(shè)備投資13.67億美元，加上工程費(fèi)用的50億美元，市場(chǎng)銷售額增長(zhǎng)率達(dá)到了9，其中廢水處理領(lǐng)域占到11%3