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北極星水處理網訊:摘要：科技的進步，促進工業建設得到快速發展。焦化行業是一種耗水量大，廢水量大且水質複雜的行業。不僅含有多環芳烴化合物、酚類化合物等有毒有害的有機汙染物外，還含有氨、硫等無機汙染物，眾所周知氨氮是水體中的營養物質，大量的營養物質進入水體會造成富營養化，水中氧量降低，水生植物和動物的大量死亡等。因此焦化廢水的直接排放不但對自然環境造成危害，也會對人類的身體健康造成威脅。本文就焦化廢水膜法深度處理的開工調試和過程控制展開探討。
關鍵詞：焦化廢水；膜法深度處理；再生水；過程控制
引言
焦化廢水作為一種高汙染、高濃度、難降解且有毒有害的工業廢水，在我國工業廢水排放總量中約佔2%，廢水產生量較大。焦化廢水汙染物成分複雜，主要包括酚、氰化物、氨氮、硫氰化物、萘、喹啉、吡啶、蒽、油等，目前一般採用常規預處理及生化法進行處理，出水可達到《汙水綜合排放標準》（GB8978—1996）中的二級排放標準。隨著《煉焦化學工業汙染物排放標準》（GB16171—2012）的強制實施及環保要求的逐步提高，對於焦化廢水的處理不再局限於達標排放，而是尋求相對經濟、更為生態及資源化的回用技術，以提高焦化廠的水資源重複利用率。膜分離技術以運行穩定、處理效率高、操作簡單、無二次汙染等優點，成為時下焦化廢水深度處理的研究熱點之一，但其也存在膜汙染難以解決、化學清洗頻繁、濃水處置複雜等弊端。
1 完整的焦化廢水處理工藝流程
根據進水水質特點和出水水質要求，汙水生化處理工藝採用了「AA1/O1-A2/O2工藝」的兩級生物脫氮工藝，輔以沉澱池、混合反應、生物流化床等物化處理措施；對生化出水進行高級氧化處理和回用處理，採用了「臭氧紫外光接觸氧化+軟化澄清+多介質過濾器+超濾+反滲透」的處理工藝。完整的焦化廢水處理工藝流程包括5個階段。第1階段是預處理階段，焦化廢水進入除油池，上部浮油進入輕油池後定期外運，池底重油定期排放，其他廢水經過均合池進入旋流反應器後進入初次沉澱池。當生化系統異常時，廢水進入事故池，待系統恢復後由事故池進入均和池。第2個階段為生化處理階段。來水經過厭氧吸水井、厭氧池、一段缺氧池、一段好氧池、一段沉澱池、二段缺氧池、二段好氧池、二段沉澱池、生物流化床、混合反應池、混凝沉澱池後，進入第3個階段氧化處理階段。生化出水進入臭氧紫外光接觸氧化池、軟化澄清池後，進入第4階段——深度處理回用階段，經過過濾器、多介質過濾器、超濾裝置、超濾產水池、反滲透裝置後，部分進入反滲透產水池後產品水外，部分進入臭氧紫外光接觸氧化池、濃水池後濃水外運。第5個階段是初次沉澱池、一段、二段沉澱池剩餘汙泥池和混凝沉澱池汙泥，全部進入汙泥濃縮池、疊螺脫水機進行處理，然後泥餅外運。
2 煤化工廢水深度處理的方法
一般煤化工廢水深度處理的方法主要可以分為物理化學處理方法、生物處理方法和膜技術處理方法三類，（1）物理化學法主要是以活性炭吸附技術、過濾技術、混凝沉澱等為基礎，根據水質的不同，選擇不同的工藝及工藝組合。物化法受水質波動影響較小，且工藝簡單及運行穩定的特點，但是只能作為焦化廢水的預處理，僅能去除焦化廢水中懸浮物、油類、硬度等汙染物，還無法達到排放標準。（2）生物處理法主要是以活性汙泥法為基礎，通過不同工藝的組合對水中的有機物、氨氮、懸浮物等具有一定的去除效果。在國家倡導「零排放」的政策下，制定了更為嚴格的排放標準，將排放標準中的COD從＜150mg/L提高到＜80mg/L，氨氮從＜15mg/L提高到＜10mg/L，僅僅採用生化處理已無法達到排放標準。（3）膜分離技術是通過選擇性透過膜將水與汙染物分離，隨著排放標準的提高，水資源的匱乏，全膜法被提出作為焦化廢水的深度處理以達到回用的目的。
微濾能夠降低水中的懸浮物含量及一些大分子有機物，納濾可以去除大部分的有機物及二價離子等，反滲透作為脫鹽技術是目前使用最為廣泛、成熟的一項技術。本文針對某一焦化廠，論述全膜法在焦化廢水深度處理回用上的應用。
3 膜法系統的開工調試和過程控制
3.1 膜系統加藥設備調試、清洗管路的衝洗
膜系統加藥設備主要包括超濾膜EFM清洗使用的次氯酸鈉投加裝置，反滲透膜進水使用的還原劑投加裝置、阻垢劑投加裝置、非氧化性殺菌劑投加裝置，化學清洗用的酸、鹼投加裝置。每套藥劑投加裝置均包括加藥箱和加藥管線，為了杜絕堵塞對膜系統造成的影響，運行前都需要用除鹽水進行衝洗。清洗管路時主要利用超濾、反滲透的清洗裝置進行衝洗。衝洗需要使用大量除鹽水，設計加藥裝置和清洗裝置的補水來源均是反滲透的產水，而調試初期無自產的除鹽水，因此調試前需提前考慮衝洗用所需除鹽水的來源。
3.2 反滲透膜系統儀表安裝調試
反滲透進水管路上安裝在線電導率儀、濁度儀、pH計、氧化還原電位儀。電導率儀檢測進水電導率指標，再結合產水電導率指標可以判斷反滲透膜的脫鹽率。濁度儀主要檢測系統進水濁度，濁度高容易加速膜的堵塞。氧化還原電位儀主要檢測系統的氧化還原電位，避免因還原劑投加量不足，造成膜被氧化。各種儀表作用都非常關鍵，使用前需校對。
3.3 膜清洗系統
在進水中存在各種形式可導致膜表面汙染的物質，膜元件受到無機鹽垢、微生物、膠體顆粒和不溶性的有機物質的汙染，汙染物的沉積導致產水量的下降，因此在設計膜系統的同時要考慮清洗裝置。根據微濾膜元件的性質，設計反洗的同時還要考慮每天進行一次EFM清洗，每個月一次CIP清洗，兩種清洗方式可採用一套清洗裝置。納濾、濃水納濾、反滲透、濃水反滲透採用一套化學清洗裝置，一般6個月清洗1次，可根據產水量、壓差、產水電導率等因素調整清洗周期。
3.4 超濾裝置、反滲透裝置
超濾裝置作為反滲透裝置的預處理裝置，為反滲透裝置提供濁度＜0.2NTU、SDI＜3的進水，在降低反滲透裝置的化學清洗頻率、延長反滲透膜的使用壽命及保障反滲透系統的穩定運行等方面起到保安作用。反滲透裝置作為二級脫鹽裝置，可將廢水中剩餘的溶解鹽、膠體、有機物等去除。
3.5 膜法系統的運行程序調試及聯動試車
膜法系統的運行程序調試需要使用膜系統進水，考慮到前端工序焦化廢水水質暫時還達不到進膜的水質要求，為了減少膜堵塞和加快調試進度，一方面利用生產新水來進行膜系統調試，另一方面加快前端焦化廢水的處理，使之達到進膜的水質條件。然後，逐步用焦化廢水替換生產新水，實現焦化廢水膜系統的全線貫通。在調試過程中，原設計是將多介質反洗水、超濾正洗、反洗排水、反滲透衝洗、清洗排水引入前端軟化池，但是考慮到進水硬度不高，軟化池未投加熟石灰和PAM藥劑，若直接進入軟化池，再經過膜系統，將會造成對膜系統的汙堵。因此，將上述排水改為進入生化後的生物流化床，進行混凝加藥處理，臭氧深度處理後再進入膜系統，有利於保證進膜的水質。
3.6 納濾系統
焦化廢水成分較複雜，其進水COD絕大組分的分子量介於150～100000，因此要求納濾膜具有較強的有機汙染耐受能力。納濾系統共設2套，納濾系統進水按照70m3/h設計，採用GE膜共計408支，為提高整個系統的回收率，本系統採用四段流程結構設計，即「一級三段+濃水納濾」的排列形式。每套納濾系統前都單獨設置保安過濾器，過濾精度5μm。納濾系統為一級三段，一二段間設置段間增壓泵，二三段間設置段間回流泵，納濾系統的回收率達到70%～85%。
結語
隨著膜技術的應用，採用全膜法處理焦化廢水或其他工業汙水經進一步推廣，水處理效果、經濟效果會大幅度提高。同時，水資源的嚴重匱乏，焦化廢水複雜性，同時「零排放」的執行標準，迫使焦化廠或其他化工廠的廢水需要進行深度處理。焦化廠廢水處理站出水經本工藝深度處理後，產品水可直接作為生產新水回用，降低了廠區新水耗量，減少了汙染物排放總量，具有顯著的經濟效益和環境效益。
原標題:焦化廢水膜法深度處理的開工調試和過程控制
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