外置式膜生物反應(yīng)器（CMBR）技術(shù)實(shí)現(xiàn)焦化廢水處理回用
來源：北京特里高膜技術(shù)有限公司 閱讀：3961 更新時(shí)間：2009-08-04 10:011、前言
煉焦行業(yè)每年都產(chǎn)生大量焦化廢水。焦化廢水主要來源于以下幾個(gè)方面：包括剩余氨水、洗氨水、煤氣凈化過程的冷凝水、水封水、粗笨等加工過程中的分離水。
焦化廢水中含有大量的酚、氰、COD以及氨氮等污染物。其中COD大多以芳香族化合物或雜環(huán)化合物的形式存在，生物可降解性差，而廢水中的氨氮含量又非常高，通常在2500－5000mg/L 之間，系嚴(yán)禁直排的高污染廢水。復(fù)雜的COD組成及高濃度氨氮含量，使得焦化廢水處理難度大大增加。
2、目前的焦化廢水處理技術(shù)
目前主要采用的焦化廢水處理方法是傳統(tǒng)的蒸氨＋生化（A2/ O）法，該法存在諸多問題。蒸氨雖適于處理高濃度氨氮廢水，但處理效果往往達(dá)不到生化入水要求。另外，若不回收蒸出氨或回收效果不理想，則會(huì)造成二次污染。生化法雖有一定處理能力，但對入水要求嚴(yán)格。蒸氨出水氨氮若不能小于150mg/L，則會(huì)嚴(yán)重影響生化系統(tǒng)對COD等指標(biāo)的處理效果，出水氨氮和COD等各項(xiàng)控制指標(biāo)均難以達(dá)標(biāo)。不達(dá)標(biāo)的水排至熄焦系統(tǒng)，會(huì)對熄焦設(shè)備造成嚴(yán)重腐蝕。同時(shí)，熄焦排空氣體中，氨含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出國家惡臭氣體排放標(biāo)準(zhǔn)（GB14554-93）。
3、外置式膜生物反應(yīng)器（CMBR）技術(shù)
3.1技術(shù)原理
根據(jù)膜的放置形式不同, 膜生物反應(yīng)器分為浸沒式和外置式兩種。CMBR技術(shù)是一種專門針對高濃度氨氮廢水處理的新型外置式膜生物反應(yīng)器技術(shù)，此法將化學(xué)法脫氮和生化膜處理過程有效結(jié)合，從根本上改變了焦化廢水處理難的問題，大大提高了處理水平。
CMBR技術(shù)是用膜替代傳統(tǒng)活性污泥法的二沉池，通過泵將生化池內(nèi)的污泥-水混合液直接打入膜管內(nèi)，在壓力的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行膜分離，出水透過膜進(jìn)入產(chǎn)水箱，而污泥和濃縮液回到生化池繼續(xù)參與生化反應(yīng)。CMBR技術(shù)采用德國BERGHOF大通道管式超濾膜，該膜的膜管直徑從5mm到12.5mm，截留孔徑可精確到30nm，能有效截留廢水中的污泥、膠體、懸浮物以及大分子有機(jī)物等，使用膜通量高達(dá)70-140L/(m2.h)，是浸沒式的5-10倍。CMBR系統(tǒng)原理如圖1所示。
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圖1 CMBR系統(tǒng)原理圖
由于焦化廢水含有一定的焦油，且生化所需的污泥濃度較高，因此浸沒式MBR很容易造成膜管堵塞、斷絲，系統(tǒng)癱瘓。而脫氮＋CMBR外置式膜處理工藝改變了原有焦化廢水處理過程，因而徹底改變了焦化廢水處理效果。該工藝運(yùn)行維護(hù)簡便，通過超濾(UF)進(jìn)行固液分離，將粒徑大于30nm的顆粒、懸浮物等截留在系統(tǒng)內(nèi)，可使生化池內(nèi)的污泥濃度提高到10-15 g/L，并且無須太多考慮污泥沉降和膨化的問題。出水無懸浮物。由于反應(yīng)器內(nèi)保持較高的活性污泥濃度，難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中也不斷反應(yīng)、降解，而水力停留時(shí)間（HRT）卻能大大縮短。
3.2工藝流程
焦化廢水經(jīng)過隔油池去除焦油后，流入準(zhǔn)備槽。進(jìn)料泵從準(zhǔn)備槽取水，將污水送入脫氮塔脫氮，脫氮塔出水冷卻后，通過氣浮進(jìn)一步去除水中細(xì)小懸浮物和乳化油成分，然后將廢水送至膜生物反應(yīng)池。在生化池里，先后進(jìn)行厭氧、兼氧、好氧反應(yīng)，通過硝化反硝化反應(yīng)，進(jìn)一步脫除焦化廢水中的剩余氨氮和COD等其它污染物，使一些大分子有機(jī)物斷鏈分解脫除。生化綜合池出水再進(jìn)外置式的管式膜組件。管式膜組件的出水進(jìn)清水池，可排放或回用。同時(shí)，管式膜組件要打回流，回流水仍然進(jìn)入?yún)捬醭亍?/p>
整個(gè)工藝流程為：
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目前該技術(shù)已經(jīng)在山西清徐東盛焦化廠，古交銀焱焦化廠，孝義恒山焦化廠、孝義河?xùn)|焦化廠等多個(gè)焦化廠的焦化廢水工程中得到成功應(yīng)用。不僅解決了焦化廢水的處理難題，而且實(shí)現(xiàn)了廢水回用。表1為山西某焦化廠采用CMBR工藝后，焦化廢水的進(jìn)出水效果對比。
表1 山西某焦化廠CMBR工藝污染物去除能力
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從目前焦化廢水處理情況來看，該工藝條件下系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好，超濾產(chǎn)水可直接達(dá)標(biāo)排放，或滿足熄焦等生產(chǎn)回用。由于該技術(shù)流程短，自動(dòng)化程度高，操作容易，系統(tǒng)穩(wěn)定，可滿足節(jié)能減排要求，目前越來越多的工廠有意使用該技術(shù)。
3.3 技術(shù)特點(diǎn)
使用脫氮＋外置式膜處理技術(shù)徹底改變了焦化廢水處理效果，應(yīng)用此法能一舉三得：
（1） 可以取代蒸氨，高濃度氨氮處理技術(shù)可將廢水中的氨氮脫除達(dá)標(biāo)，取代蒸氨系統(tǒng)；該工藝能在脫除氨氮的同時(shí)將其轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，不產(chǎn)生二次污染，簡化了處理過程，節(jié)省了投資和運(yùn)行費(fèi)用。
（2） 生化采用最新的管式膜技術(shù)，大大強(qiáng)化生化處理能力，能充分發(fā)揮生化反應(yīng)器特點(diǎn)，同時(shí)高的污泥濃度可使生化池容積減小30%-50%，不需設(shè)置二沉池，從而大大節(jié)省了生化池的投資和占地面積。使生化過程具有傳統(tǒng)A2/O法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。
（3） 管式膜的截留孔徑精確到30nm，經(jīng)過本工藝處理后，出水可達(dá)標(biāo)排放或回用熄焦、洗煤，實(shí)現(xiàn)了水的循環(huán)利用和企業(yè)零排放。
3.4項(xiàng)目總投資及運(yùn)行費(fèi)用分析
MBR投資成本在1.2萬元/噸水左右，運(yùn)行成本為4.8元/噸水（包含人工、能耗等費(fèi)用）。為了降低成本，CMBR工藝還專門采用了目前世界上最長和最大的BERGHOF管式超濾膜組件，單組系統(tǒng)日處理能力可達(dá)500噸以上，使得投資成本又大大降低。BERGHOF管式膜及膜組件如圖2-4。
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4 工程效益分析
4.1直接效益
焦化廢水處理達(dá)標(biāo)后可回用熄焦、洗氨、洗煤等多項(xiàng)用途，能大量減少新鮮水用量，節(jié)省噸焦生產(chǎn)成本。同時(shí)，也避免了熄焦車及其附屬設(shè)施的嚴(yán)重腐蝕。避免了水資源的浪費(fèi)，且排放的氣體不超標(biāo)。由于各項(xiàng)指標(biāo)能夠達(dá)到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，排污費(fèi)亦可節(jié)省。加上取消了蒸氨和氨回收的投資和運(yùn)行費(fèi)用，簡化了廢水處理流程，由此帶來的種種經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益可以大大沖抵運(yùn)行費(fèi)用。
4.2間接效益
焦化廢水無論直接排放，還是將蒸氨氣排向大氣，或直接用于熄焦，氨氮最終還是要回到地面，污染地表和地下水。事實(shí)上，許多河流都已遭到嚴(yán)重污染，飲用水安全受到嚴(yán)重威脅。CMBR技術(shù)將廢水中的氨氮徹底轉(zhuǎn)化為無污染的物質(zhì)去除，根本上解決了氨氮污染，水體富營養(yǎng)化等問題。只有處理好焦化廢水，才能扎扎實(shí)實(shí)解決流域污染問題，有效遏制地下水變質(zhì)，使老百姓喝上放心水。
本技術(shù)不僅使焦化企業(yè)廢水治理走出新路，而且對各類高濃度氨氮污水處理技術(shù)都具有十分重要的意義。
