膜分離技術在焦化廢水處理中的應用
【www.fvqao.cn南京純水設備】焦化廢水是在煤高溫干餾、煤氣凈化、副產品回收與精制等生產過程中產生的工業有機廢水，其組分復雜，含有酚、氨、吡啶鹽基以及萘、輕質焦油等多種污染物質，對環境具有較大的危害性，目前焦化企業主要將焦化廢水經過生化處理后進行熄焦或排放。
國家對環境保護標準和要求不斷提高，2008 年工信部對《焦化行業準入條件》進行了修訂，規定“酚氰廢水處理合格后要循環使用，不得外排”，2012 年國家又實施了新的焦化行業污染物排放標準《煉焦化學工業污染物排放標準》（GB 16171—2012），此標準對焦化行業廢水中污染物的排放濃度及排水量均進行了規定，并提出2012—2015 年將不斷提高控制標準。南京工業純水處理設備為達到國家相關發展要求、合理利用水資源，對焦化廢水進行深度處理并回用已經成為焦化企業亟待解決的問題。
1 超濾、納濾技術在焦化廢水深度處理中的應用
經過試驗研究，采用超濾－ 納濾雙膜工藝對焦化廢水進行深度處理取得成功。經過實踐應用，該工藝運行穩定，出水COD平均小于50mg/L，氨氮小于3． 0mg/L，對懸浮物、色度的去除率基本達到100%，系統出水達到工業循環冷卻水補充水水質標準，可將其回用于循環水系統。
1.1 工藝流程
焦化廢水經A/O 生物處理和混凝沉淀處理后，出水進入超濾－納濾深度處理系統。混凝沉淀出水先進入深度處理系統的調節池，經水質、水量調節后進入砂濾器進行過濾，過濾后的水進入中間水池，經泵提升后經過自清洗過濾器進入超濾設備，超濾設備產水進入超濾產水池，經泵提升同時投加還原劑、阻垢劑后進入保安過濾器，保安過濾器出水經高壓泵增壓后進入納濾系統，經過納濾處理系統處理后，出水水質達到工業循環冷卻水水質標準。
1.2 出水水質用超濾－納濾膜處理工藝
對焦化廢水進行深度處理，對廢水中所含有機物、氨氮、Ca2 +、Mg2 +、硬度、色度等均有較好的去除效果，出水達到《污水再生利用工程設計規范》（GB 50335—2002） 規定的工業循環冷卻水水質標準。
系統長時間運行后對水質進行檢測，超濾－納濾膜處理系統出水有機物可小于50mg /L，氨氮可小于3mg /L，色度基本去除，其他指標均符合設計要求，表明系統實際運行出水滿足《污水再生利用工程設計規范》（GB 50335—2002）規定的工業循環冷卻水水質指標。
2.1 水質對膜處理系統的影響
深度處理系統的進水是生化系統的出水，生化出水水質受到蒸氨廢水、工藝控制、混凝處理等多種因素的影響，水質復雜多變。深度處理系統進水含有有機物、微生物、無機鹽、膠體、絮凝劑等多種物質。其中所含的有機物會造成膜處理系統污染，導致膜處理系統性能下降；無機鹽和離子除了會析出引起膜堵塞外，還會對管道造成腐蝕；微生物包括細菌、藻類和真菌等，在氨氮、有機物充足的情況下會在管路及膜元件內大量滋生，使膜受到污染，從而導致膜處理系統產水率嚴重下降。為保證膜處理系統能夠穩定、長期運行，要嚴格控制膜處理系統的進水水質。
膜處理系統根據篩分、截留、吸附等機理對原水進行處理，正常生產運行情況下膜不易被堵塞，但當進水水質惡化或污染物濃度超出設計值時，膜處理系統會受到較大影響，致使膜受到污染或損壞，所以穩定、良好的進水水質是膜處理系統長期穩定運行的基礎。
1） 對膜處理系統各階段的進水水質進行監控。南通純水處理設備膜處理系統前端的預處理是保證膜系統穩定運行的關鍵，要使納濾穩定運行，就必須使系統各階段都能有效運行，對各階段出現的問題要及時發現。對砂濾要定期檢查，對保安過濾器濾芯要定期檢查和更換，防止過濾器內出現短流和黏泥滋生等現象。對各階段出水水質要進行監測，對超標水質要及時切斷，對已經進入系統的超標水質要及時排出并清洗，及時發現異常并消除系統隱患。
2） 嚴格監控深度處理系統進水，特別是進水中的有機物、懸浮物、膠體等。一般有機物都能通過砂濾和100μm 自清洗過濾器，污染物質的增加會大大增加超濾系統的負荷，使超濾壓差增大、產水量降低，且用常規的反清洗很難清除。可通過定時監測及在線裝置來加強進水水質監控和管理。
2.2 運行方式
對膜處理系統的影響運行方式對膜處理系統影響較大，合理的運行方式能延長膜的使用壽命，穩定產水水質并取得較高收率，從而提高膜系統的經濟性。膜處理系統操作不當會導致膜性能下降，甚至造成損壞，影響膜處理系統的壽命。
1） 操作規范、合理。不能超過膜處理系統設計運行參數運行，其操作運行要以平穩為主，不可為追求產水量而隨意延長過濾時間、縮短清洗時間等參數。在設備啟、停過程中壓力不能升壓過快，不能頻繁開停，這樣會降低膜壽命。當進水水質下降、TDS 增大時應適當降低產水率以降低膜表面濃差極化等。
2） 系統壓力合理。提高系統運行壓力可增加產水量，但壓力過高會使膜的衰減加劇。所以在實際運行中，在滿足處理水量要求時，適當降低系統壓力有利于膜處理系統的長期運行。而且壓力增高會使系統管件、連接接頭等處出現泄漏、損壞等現象，影響正常生產。
3） 停運保護。膜處理系統在停運時應注意穩態鹽類析出和微生物滋生，膜系統不應長期停運，短時停運應進行清洗并用產水定期沖洗，長時間停運需要向系統內通入保護液或定期通水沖洗來保證膜元件正常備用。
2.3 清洗對膜處理系統的影響
超濾膜及納濾膜在運行過程中，因截留、吸附等存留在膜上的膠體、微生物、有機物、鹽類等會引起膜污染，膜處理系統管理和合理運行只能降低膜體污染，要完全消除膜體污染是不可能的，所以膜體在運行一段時間后產水量會降低，系統壓差會升高，達到設計參數時就需要對膜元件進行清洗。膜受到污染種類不同清洗方法也不同，目前國內外有多種膜專用清洗藥劑可供選擇，各種清洗效果均可以通過清洗前后的膜通量、產水率、壓差等性能參數來檢驗。南京反滲透純水處理設備一般超濾膜系統維護性清洗及化學清洗會根據系統時間設定、透膜壓差及系統PLC 參數設定來自動完成。納濾膜化學清洗需要手動完成，化學清洗藥劑要根據膜堵塞情況及污染種類確定。
當膜元件經過多次在線化學清洗無法恢復預定性能后，就需要對膜元件進行離線化學清洗。離線化學清洗一般根據原水全分析報告、膜性能測試等對膜污染程度、主要污染類型進行分析后綜合確定，一般由專業公司進行，清洗完成后要對清洗效果進行監測及驗收。
3 總結與建議
1） 要實現膜處理系統的長期穩定運行，不僅要求系統元件、管線、運行參數設定、預處理及工藝設計合理，對整個系統的控制與管理也很重要，對膜處理系統進水水質及各段運行情況進行整體、詳細的監控，及時對超標進水、問題部件進行處理，是膜處理系統安全穩定運行的基礎。
2） 超濾、納濾膜處理工藝對生化出水進行深度處理，可有效去除其中含有的有機物、氨氮等污染物，并使硬度、色度、濁度大大降低，使出水達到循環水補充水水質標準。
3） 不斷完善和改進運行方式、規范操作行為、合理選定運行參數、合理進行停運保護、正確進行化學清洗對延長膜系統使用壽命能起到積極作用。
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