1、反滲透在焦化廢水處理中的應用研究摘 要：進行了（ 510nVd ）“ A2/O+MBR（膜生物反應器）+反滲透（ RO ”組合工藝用于 焦化廢水深度處理的試驗研究。試驗結果表明，該組合工藝處理效果優(yōu)良RO系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定運行。在進水 CODcr平均濃度高達 3000ppm,NH-N濃度220ppm時，RO出水COD20mg/L, NH3-N3 mg/L 。關鍵詞：A2/0工藝;MBR;RO;焦化廢水；蒸氨廢水；前言焦化廢水是在生產焦炭、 煤氣、焦油及焦化產品的過程中產生的廢水， 含有多種污染物 質。其中有機物以酚類化合物為主， 占總有機物的一半以上， 有機物中還包括多環(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 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，一起進行生化處理，達標排放。本次試驗采用“ MBR+RO組合工藝作為焦化蒸氨廢水的深度處理，國內在此方面尚未有成功的研究報道。試驗裝置與方法、試驗裝置與方法試驗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裝置都是一體化設備，能夠選擇手動和自動運行兩種方式。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。裝置產水量為 58 m3/d。連續(xù) 運行，膜池來水加還原劑和阻垢劑后進入系統(tǒng)。系統(tǒng)設置的回收率為65， 70和 80。圖 1 是中試試驗所采用的工藝流程。試驗方法蒸氨廢水先經過調節(jié)池，調節(jié)池主要是加酸調節(jié)pH,調節(jié)池出水進入氣浮池除油。除油后的廢水進入水解酸化池。 水解酸化池的作用主要是將其中難生物降解物質轉變?yōu)橐咨?降解物質,提高廢水的可生化性,以利于后續(xù)的好氧生物處理。酸化后的出水進入缺氧池, 缺氧池帶攪拌機, 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 入膜池；在膜池進行泥水分離，產水進入RO裝置進行進一步的脫鹽處理，活性污泥混合液回流到缺氧池進行反硝化。蒸氨廢水T 調節(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)工藝流程圖試驗水質及運行參數(shù)試驗廢水來源為山東焦化集團鐵雄能源煤化有限公司二分廠蒸氨廢水。表 1 為該廢水水質情況。表1山東焦化二分廠蒸氨廢水水質項目CODmg/LNH-NpH揮發(fā)酚氰化物油蒸氨廢水2500-4000150-3007.4-8.1190-24030-3510進水平均3000230A2/。出水289107

5、.92103210MBR產水26757.1-8.5110.5試驗連續(xù)運行了 90天。試驗過程中MBR膜生物反應器的 HRT為5578小時。焦化廢水 經過調節(jié)，除油后進入水解酸化池， 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結果及分析3.1 RO進水SDI變化情況SDI值是污染指數(shù)的簡稱，在反滲透系統(tǒng)中，用來衡量反滲透進水的一個重要指標。一般采用15分鐘SDI值稱作SDI15值。反滲透系統(tǒng)進水要求SDI15V 5,推薦值SDhv 3。反滲透進水SDI15值越小說明進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試驗中，RO進水為MBF系統(tǒng)產水，實驗期間共獲得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)進水SDI變化曲線圖由于

7、來水受前處理蒸氨設備和生化系統(tǒng)穩(wěn)定性影響，難以保持相對均勻的進水水質條件。實驗中第25d-37d系統(tǒng)來水為未經過蒸氨的焦化廢水，原水加入地表水后配水運行，導致MBR產水SDI指數(shù)有明顯劇烈波動。在實驗初期和配水運行階段(調試階段和配水運行階段如在圖中標示)SDI偏高，原因可能與配水后生化產水水質偏移有關。在停止配水運行后 無論SDI指數(shù)還是T。值均恢復穩(wěn)定時狀況。從圖中綠線可以看出實驗期間在進水水質相對 穩(wěn)定時SDI均小于3,總體SDI3比例達到80%同時實驗證實在進水水質無顯著變化情況 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、累積運行 55h，500L/h通量運行120h，600L/h運行77h。反滲透進出水電導率變化曲線和脫鹽率曲線如圖3。99 -260%率鹽脫92 - 91 -90 _,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_b0102030405060708090100110120130運行時間h圖3 RO進出水電導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，經濃水循環(huán)后表觀脫鹽率最高可達98.5%。實驗期間進水和濃水壓差為0, RO膜過水流道無污堵現(xiàn)象。反滲透不同產水量時具有不同的脫鹽率，原因在于產水量越高時，進水壓力越高，導致脫

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

10、此嚴格控制 R0系統(tǒng)運行pH是其能穩(wěn)定產水關鍵之一。從實驗結果看，溫度低于34C，進水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)產水水質情況經過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 雜，硬度和氟離子等結垢離子的含量也高，具有很高的結垢傾向。為了模擬工業(yè)系統(tǒng)的實際狀況，R0系統(tǒng)采用濃水循環(huán)的方式運行，實驗期間在保持系統(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)產水水質情況如表 2所示。表2 R0系統(tǒng)產水水質檢測項目單位檢測值備注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均值產水C0D受進水C0D含量影響，對 C0D去除率可達到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各運行周期內均無發(fā)現(xiàn)有明顯污堵現(xiàn)象，無水質沖 擊的進水條件下產水水質達到預期目標。RO系統(tǒng)產水水質較好，在通過混床之后，可以做為鍋爐回用水，節(jié)約了生產成本。3.5 RO系統(tǒng)標準化產水情況分析由于進水水質中溫度、電導、COD、氨氮等含量波動較大，難以直接衡量RO系統(tǒng)的穩(wěn)定運行情況，因此采用陶氏 RO膜產水標準化程序對 RO系統(tǒng)產水進行標準化分析。產水情 況如圖5。0.6/rh/3 F WOIF PTae s epNormalized Permeate Flow5403020OO05000di50di002003350004運行時間(hou rs)圖5 RO系統(tǒng)標準化產水由圖5可以看到，試驗期間產水量非常穩(wěn)定，說明RO系統(tǒng)運行比較穩(wěn)定， 在運行周期內沒有較明顯的污堵情況發(fā)生。四結論在整個試驗過程中，本組合工藝運行穩(wěn)定，處理效率高，出水COD氨氮，濁度等指標都很低，出水水質已達到或優(yōu)于城市雜用水水質標準。1、MBR膜組件產水水質好，出水 SDI基本保持在3以下，大部分時候在 SDI2