膜法處理在焦化廢水深度處理中的應(yīng)用
經(jīng)過AAO工藝處理后，焦化廢水一般能達到國家規(guī)定的排放標(biāo)準。但要達到廢水回用的要求，還要采用超濾、反滲透等膜法處理工藝。膜法處理主要由混凝沉淀為主的預(yù)處理部分、超濾、反滲透膜為核心的產(chǎn)水部分和高級氧化及離子交換為主的中水回用與達標(biāo)排放部分組成。
目前，山西亞鑫煤焦化有限公司已實施焦化廢水回用處理技術(shù)，經(jīng)處理后的水回用于生產(chǎn)，減少了廢水的排放，同時節(jié)約了新水資源。系統(tǒng)經(jīng)過幾個月的運行，各項指標(biāo)均符合設(shè)計要求。
1 水質(zhì)要求
中水經(jīng)處理后，產(chǎn)出水回用于企業(yè)，參照市政自來水的部分水質(zhì)標(biāo)準，處理后中水的水質(zhì)要求已達到了表1中的指標(biāo)。系統(tǒng)額定處理能力為70t/h，外排水COD≤ 100mg/L。
表1 處理后的中水水質(zhì)要求
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2 水處理的工藝流程
水處理系統(tǒng)的工藝流程見圖1。反滲透濃水回收與排放處理流程見圖2。
如圖1所示，經(jīng)生化處理后的廢水首先進入混凝沉淀設(shè)備，并投加絮凝劑發(fā)生混凝沉淀反應(yīng)，以去除絕大部分懸浮物等固體雜質(zhì)。由于原水中的COD大部分是由懸浮物引起的，因此又可降低COD。反滲透膜是一種半透膜，當(dāng)經(jīng)加壓的水流經(jīng)反滲透膜表面時，水分子能透過反滲透膜，成為淡水，而大分子物質(zhì)如無機離子、細菌等都將無法通過而成為濃縮水。反滲透脫鹽系統(tǒng)正是利用反滲透膜的物理分離原理，將無機離子進行物理分離，濃水排放，產(chǎn)出水的無機鹽含量大幅度降低，達到預(yù)脫鹽的目的。在本系統(tǒng)中，除無機離子外，有機物污染物等雜質(zhì)也被分離至濃水中，從而降低了產(chǎn)出水中的COD、氨氮、CN－離子的含量。
設(shè)置的超濾膜作為反滲透膜的預(yù)處理手段，可延長反滲透膜的使用壽命。色、味、細菌、酚、氰、鐵、錳、氨氮及有機物等均不能透過反滲透膜。反滲透膜的產(chǎn)出水中無機物含量也大幅度降低，可達到類似自來水的水質(zhì)標(biāo)準。
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圖2 所示的系統(tǒng)采用了高級氧化技術(shù)分解CN－離子和有機物，CN－離子最終被氧化分解為二氧化碳和氮氣，從而將CN－離子完全無害化。氨氮和其他有機物等也被氧化分解為小分子物質(zhì)。將反滲透濃水經(jīng)高級氧化設(shè)備降低COD后，再進入陰離子交換器，并置換出剩余CN一離子后，廢水即可達標(biāo)排放。 由于廢水的色度是由CN－離子引起的，分解去除CN－離子后，水的顏色變成了無色透明。離子交換器的再生廢液可進行回流處理。本系統(tǒng)水處理工藝可提高水的回收利用率，不會在系統(tǒng)中產(chǎn)生離子的循環(huán)累積，保證了系統(tǒng)長期穩(wěn)定的運行。
3 系統(tǒng)運行效果
系統(tǒng)連續(xù)運行后對進出水水質(zhì)進行了檢測，產(chǎn)出水的電導(dǎo)率遠小于市政自來水的電導(dǎo)率，氨氮完全被去除，其他指標(biāo)均符合設(shè)計要求。產(chǎn)出水可完全回用于循環(huán)水系統(tǒng)、工業(yè)水系統(tǒng)以及焦化生產(chǎn)用水，其平均值見表2。
表2 系統(tǒng)進出水水質(zhì)
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系統(tǒng)按每天運行20h計算。進水量為70t/h, 產(chǎn)水量為49t/h，系統(tǒng)的中水回收率可達70％左右。電費、藥劑費用、膜更換費用、人員工資折水費合計為1.51元/t。目前太原市的工業(yè)用水價格為3.40元/t，經(jīng)計算每年可節(jié)約水費約66.68萬元經(jīng)濟效益非常可觀，社會效益也非常明顯。
4 結(jié)語
系統(tǒng)組合了超濾膜、反滲透膜及高級氧化等新技術(shù)，又有沉淀過濾、離子交換等常規(guī)處理工藝。發(fā)揮了各處理工藝的最大效果，組成了一套完整的水處理系統(tǒng)。
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