反滲透在焦化廢水處理中的應(yīng)用研究學(xué)習(xí)資料

1、反滲透在焦化廢水處理中的應(yīng)用研究摘 要：進(jìn)行了（ 510nVd ）“ A2/O+MBR（膜生物反應(yīng)器）+反滲透（ RO ”組合工藝用于 焦化廢水深度處理的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，該組合工藝處理效果優(yōu)良RO系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行。在進(jìn)水 CODcr平均濃度高達(dá) 3000ppm,NH-N濃度220ppm時，RO出水COD20mg/L, NH3-N3 mg/L 。關(guān)鍵詞：A2/0工藝;MBR;RO;焦化廢水；蒸氨廢水；前言焦化廢水是在生產(chǎn)焦炭、 煤氣、焦油及焦化產(chǎn)品的過程中產(chǎn)生的廢水， 含有多種污染物 質(zhì)。其中有機(jī)物以酚類化合物為主， 占總有機(jī)物的一半以上， 有機(jī)物中還包括多環(huán)芳香族化 合物和含氮、氧

2、、硫的雜環(huán)化合物等。無機(jī)污染物主要以氰化物、硫氰化物、硫化物銨鹽等 為主。 其中蒸氨廢水是焦化廢水中濃度最高， 處理難度最大的廢水， 屬難降解的高濃度有機(jī) 工業(yè)廢水類。 傳統(tǒng)處理工藝都是， 將其與生活污水或其他低濃度工藝廢水混合稀釋后，一起進(jìn)行生化處理，達(dá)標(biāo)排放。本次試驗(yàn)采用“ MBR+RO組合工藝作為焦化蒸氨廢水的深度處理，國內(nèi)在此方面尚未有成功的研究報道。試驗(yàn)裝置與方法、試驗(yàn)裝置與方法試驗(yàn)采用的中試裝置在現(xiàn)場完成組裝，其中MBR膜分離裝置和 RO裝置都是一體化設(shè)備，能夠選擇手動和自動運(yùn)行兩種方式。MBR裝置采用的是 DOWTM FLEXELL-2中空纖維膜，膜平均過濾孔徑為 0.1卩m。裝

3、置使 用了 2支FLEXELL-20膜軟件，膜通量在 1020L/m2.h，處理能力為510m3/d。RO裝置使用的是 DOW FILMTECTM BW30-365-F膜元件。裝置產(chǎn)水量為 58 m3/d。連續(xù) 運(yùn)行，膜池來水加還原劑和阻垢劑后進(jìn)入系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)置的回收率為65， 70和 80。圖 1 是中試試驗(yàn)所采用的工藝流程。試驗(yàn)方法蒸氨廢水先經(jīng)過調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池主要是加酸調(diào)節(jié)pH,調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入氣浮池除油。除油后的廢水進(jìn)入水解酸化池。 水解酸化池的作用主要是將其中難生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨?降解物質(zhì),提高廢水的可生化性,以利于后續(xù)的好氧生物處理。酸化后的出水進(jìn)入缺氧池, 缺氧池帶攪拌機(jī), 主

4、要是起到反硝化的作用, 缺氧池的出水在好氧池被有效的生化降解后進(jìn) 入膜池；在膜池進(jìn)行泥水分離，產(chǎn)水進(jìn)入RO裝置進(jìn)行進(jìn)一步的脫鹽處理，活性污泥混合液回流到缺氧池進(jìn)行反硝化。蒸氨廢水T 調(diào)節(jié)池TA2/O T潛水泵T MBR 一體化裝置TRO系統(tǒng)（加HCI、阻垢劑）t混床圖 1 中試系統(tǒng)工藝流程圖試驗(yàn)水質(zhì)及運(yùn)行參數(shù)試驗(yàn)廢水來源為山東焦化集團(tuán)鐵雄能源煤化有限公司二分廠蒸氨廢水。表 1 為該廢水水質(zhì)情況。表1山東焦化二分廠蒸氨廢水水質(zhì)項(xiàng)目CODmg/LNH-NpH揮發(fā)酚氰化物油蒸氨廢水2500-4000150-3007.4-8.1190-24030-3510進(jìn)水平均3000230A2/。出水289107

5、.92103210MBR產(chǎn)水26757.1-8.5110.5試驗(yàn)連續(xù)運(yùn)行了 90天。試驗(yàn)過程中MBR膜生物反應(yīng)器的 HRT為5578小時。焦化廢水 經(jīng)過調(diào)節(jié)，除油后進(jìn)入水解酸化池， 酸化池的水力停留時間為 1524h,缺氧池HRT為16 24h,好氧池的 HRT為2430小時。MLSS$制在810g/L。3結(jié)果及分析3.1 RO進(jìn)水SDI變化情況SDI值是污染指數(shù)的簡稱，在反滲透系統(tǒng)中，用來衡量反滲透進(jìn)水的一個重要指標(biāo)。一般采用15分鐘SDI值稱作SDI15值。反滲透系統(tǒng)進(jìn)水要求SDI15V 5,推薦值SDhv 3。反滲透進(jìn)水SDI15值越小說明進(jìn)水對反滲透膜的污染程度越小，反滲透膜的清洗周期

6、越長。SDI15值測定方法是向45mm的0.45叩的微孔濾膜上連續(xù)加入一定壓力（30PSI，相當(dāng)于2.1kg/cm2 ）的被測定水，記錄下濾得500ml水所需的時間T。（秒）和15分鐘后濾出500ml水所需的時間Tt （秒），按下式計算得SDI15值。SDI15=（1-T 0/Tt） X 100/15試驗(yàn)中，RO進(jìn)水為MBF系統(tǒng)產(chǎn)水，實(shí)驗(yàn)期間共獲得MBR出水SDI15值數(shù)據(jù)共43個。MBR出水SDI值的變化曲線如圖2所示。從圖中可以看出其出水SDI值最大4.33，最小1.62。6 70605040No.(TO/s)302001020304050day/d0圖2 RO系統(tǒng)進(jìn)水SDI變化曲線圖由于

7、來水受前處理蒸氨設(shè)備和生化系統(tǒng)穩(wěn)定性影響，難以保持相對均勻的進(jìn)水水質(zhì)條件。實(shí)驗(yàn)中第25d-37d系統(tǒng)來水為未經(jīng)過蒸氨的焦化廢水，原水加入地表水后配水運(yùn)行，導(dǎo)致MBR產(chǎn)水SDI指數(shù)有明顯劇烈波動。在實(shí)驗(yàn)初期和配水運(yùn)行階段(調(diào)試階段和配水運(yùn)行階段如在圖中標(biāo)示)SDI偏高，原因可能與配水后生化產(chǎn)水水質(zhì)偏移有關(guān)。在停止配水運(yùn)行后 無論SDI指數(shù)還是T。值均恢復(fù)穩(wěn)定時狀況。從圖中綠線可以看出實(shí)驗(yàn)期間在進(jìn)水水質(zhì)相對 穩(wěn)定時SDI均小于3,總體SDI3比例達(dá)到80%同時實(shí)驗(yàn)證實(shí)在進(jìn)水水質(zhì)無顯著變化情況 下改變MBR膜通量對SDI值影響不大。RO系統(tǒng)脫鹽率變化情況反滲透數(shù)據(jù)記錄每小時1次，在400L/h通量下

8、累積運(yùn)行 55h，500L/h通量運(yùn)行120h，600L/h運(yùn)行77h。反滲透進(jìn)出水電導(dǎo)率變化曲線和脫鹽率曲線如圖3。99 -260%率鹽脫92 - 91 -90 _,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_b0102030405060708090100110120130運(yùn)行時間h圖3 RO進(jìn)出水電導(dǎo)率和脫鹽率變化曲線從圖中可以看出，反滲透脫鹽率隨通量提高而提高，經(jīng)濃水循環(huán)后表觀脫鹽率最高可達(dá)98.5%。實(shí)驗(yàn)期間進(jìn)水和濃水壓差為0, RO膜過水流道無污堵現(xiàn)象。反滲透不同產(chǎn)水量時具有不同的脫鹽率，原因在于產(chǎn)水量越高時，進(jìn)水壓力越高，導(dǎo)致脫

9、鹽率越高。3.3進(jìn)水溫度和pH的變化對RO系統(tǒng)的影響RO系統(tǒng)進(jìn)水的溫度和 pH對膜通量以及反滲透產(chǎn)水水質(zhì)都會有較大影響。試驗(yàn)期間測得 的反滲透進(jìn)水溫度和 pH曲線如圖4所示388642口RO水 PH* RO水溫度363432302850100150200250圖4 RO系統(tǒng)進(jìn)水水溫和 PH情況從圖中可以看出，進(jìn)水水溫波動較大對進(jìn)水壓力有一定的影響，在實(shí)驗(yàn)接近完成階段，預(yù)處理生化工藝段受 pH沖擊，硝化細(xì)菌大量失活造成 MBF系統(tǒng)來水pH在8.28.5之間，進(jìn)入R0系統(tǒng)來水出現(xiàn)人為加酸不足，經(jīng)過連續(xù)兩晚運(yùn)行后，R0系統(tǒng)在進(jìn)水電導(dǎo)變化不大時出現(xiàn)壓差上升（相對先前進(jìn)水壓力，P約為0.7bar ）。因

10、此嚴(yán)格控制 R0系統(tǒng)運(yùn)行pH是其能穩(wěn)定產(chǎn)水關(guān)鍵之一。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，溫度低于34C，進(jìn)水pH控制在6.87.5之間時可保持R0系統(tǒng)穩(wěn)定。3.4 R0系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)情況經(jīng)過MBF生化處理后的焦化廢水 C0D在 200300mg/L的水平，同時含鹽量高，成分復(fù) 雜，硬度和氟離子等結(jié)垢離子的含量也高，具有很高的結(jié)垢傾向。為了模擬工業(yè)系統(tǒng)的實(shí)際狀況，R0系統(tǒng)采用濃水循環(huán)的方式運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)期間在保持系統(tǒng) 70%回收率條件下。此時該膜元件的工況和工業(yè)系統(tǒng)中工況最差的最后一只膜類似。R0系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)情況如表 2所示。表2 R0系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)檢測項(xiàng)目單位檢測值備注CODmg/L20均值揮發(fā)酚mg/L0.012均值氨氮

11、mg/L5均值硫化物mg/L0均值產(chǎn)水C0D受進(jìn)水C0D含量影響，對 C0D去除率可達(dá)到98%以上，氨氮去除率約為 90% R0系統(tǒng)在通量自400L/h提升到600L/h各運(yùn)行周期內(nèi)均無發(fā)現(xiàn)有明顯污堵現(xiàn)象，無水質(zhì)沖 擊的進(jìn)水條件下產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。RO系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)較好，在通過混床之后，可以做為鍋爐回用水，節(jié)約了生產(chǎn)成本。3.5 RO系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)水情況分析由于進(jìn)水水質(zhì)中溫度、電導(dǎo)、COD、氨氮等含量波動較大，難以直接衡量RO系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行情況，因此采用陶氏 RO膜產(chǎn)水標(biāo)準(zhǔn)化程序?qū)?RO系統(tǒng)產(chǎn)水進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化分析。產(chǎn)水情 況如圖5。0.6/rh/3 F WOIF PTae s epNormalized Permeate Flow5403020OO05000di50di002003350004運(yùn)行時間(hou rs)圖5 RO系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)水由圖5可以看到，試驗(yàn)期間產(chǎn)水量非常穩(wěn)定，說明RO系統(tǒng)運(yùn)行比較穩(wěn)定， 在運(yùn)行周期內(nèi)沒有較明顯的污堵情況發(fā)生。四結(jié)論在整個試驗(yàn)過程中，本組合工藝運(yùn)行穩(wěn)定，處理效率高，出水COD氨氮，濁度等指標(biāo)都很低，出水水質(zhì)已達(dá)到或優(yōu)于城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。1、MBR膜組件產(chǎn)水水質(zhì)好，出水 SDI基本保持在3以下，大部分時候在 SDI2