反渗透在焦化废水处理中的应用研究学习资料

1、反渗透在焦化废水处理中的应用研究摘 要：进行了（ 510nVd ）“ A2/O+MBR（膜生物反应器）+反渗透（ RO ”组合工艺用于 焦化废水深度处理的试验研究。试验结果表明，该组合工艺处理效果优良RO系统能够长期稳定运行。在进水 CODcr平均浓度高达 3000ppm,NH-N浓度220ppm时，RO出水COD20mg/L, NH3-N3 mg/L 。关键词：A2/0工艺;MBR;RO;焦化废水；蒸氨废水；前言焦化废水是在生产焦炭、 煤气、焦油及焦化产品的过程中产生的废水， 含有多种污染物 质。其中有机物以酚类化合物为主， 占总有机物的一半以上， 有机物中还包括多环芳香族化 合物和含氮、氧

2、、硫的杂环化合物等。无机污染物主要以氰化物、硫氰化物、硫化物铵盐等 为主。 其中蒸氨废水是焦化废水中浓度最高， 处理难度最大的废水， 属难降解的高浓度有机 工业废水类。 传统处理工艺都是， 将其与生活污水或其他低浓度工艺废水混合稀释后，一起进行生化处理，达标排放。本次试验采用“ MBR+RO组合工艺作为焦化蒸氨废水的深度处理，国内在此方面尚未有成功的研究报道。试验装置与方法、试验装置与方法试验采用的中试装置在现场完成组装，其中MBR膜分离装置和 RO装置都是一体化设备，能够选择手动和自动运行两种方式。MBR装置采用的是 DOWTM FLEXELL-2中空纤维膜，膜平均过滤孔径为 0.1卩m。装

3、置使 用了 2支FLEXELL-20膜软件，膜通量在 1020L/m2.h，处理能力为510m3/d。RO装置使用的是 DOW FILMTECTM BW30-365-F膜元件。装置产水量为 58 m3/d。连续 运行，膜池来水加还原剂和阻垢剂后进入系统。系统设置的回收率为65， 70和 80。图 1 是中试试验所采用的工艺流程。试验方法蒸氨废水先经过调节池，调节池主要是加酸调节pH,调节池出水进入气浮池除油。除油后的废水进入水解酸化池。 水解酸化池的作用主要是将其中难生物降解物质转变为易生物 降解物质,提高废水的可生化性,以利于后续的好氧生物处理。酸化后的出水进入缺氧池, 缺氧池带搅拌机, 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进 入膜池；在膜池进行泥水分离，产水进入RO装置进行进一步的脱盐处理，活性污泥混合液回流到缺氧池进行反硝化。蒸氨废水T 调节池TA2/O T潜水泵T MBR 一体化装置TRO系统（加HCI、阻垢剂）t混床图 1 中试系统工艺流程图试验水质及运行参数试验废水来源为山东焦化集团铁雄能源煤化有限公司二分厂蒸氨废水。表 1 为该废水水质情况。表1山东焦化二分厂蒸氨废水水质项目CODmg/LNH-NpH挥发酚氰化物油蒸氨废水2500-4000150-3007.4-8.1190-24030-3510进水平均3000230A2/。出水289107

5、.92103210MBR产水26757.1-8.5110.5试验连续运行了 90天。试验过程中MBR膜生物反应器的 HRT为5578小时。焦化废水 经过调节，除油后进入水解酸化池， 酸化池的水力停留时间为 1524h,缺氧池HRT为16 24h,好氧池的 HRT为2430小时。MLSS$制在810g/L。3结果及分析3.1 RO进水SDI变化情况SDI值是污染指数的简称，在反渗透系统中，用来衡量反渗透进水的一个重要指标。一般采用15分钟SDI值称作SDI15值。反渗透系统进水要求SDI15V 5,推荐值SDhv 3。反渗透进水SDI15值越小说明进水对反渗透膜的污染程度越小，反渗透膜的清洗周期

6、越长。SDI15值测定方法是向45mm的0.45叩的微孔滤膜上连续加入一定压力（30PSI，相当于2.1kg/cm2 ）的被测定水，记录下滤得500ml水所需的时间T。（秒）和15分钟后滤出500ml水所需的时间Tt （秒），按下式计算得SDI15值。SDI15=（1-T 0/Tt） X 100/15试验中，RO进水为MBF系统产水，实验期间共获得MBR出水SDI15值数据共43个。MBR出水SDI值的变化曲线如图2所示。从图中可以看出其出水SDI值最大4.33，最小1.62。6 70605040No.(TO/s)302001020304050day/d0图2 RO系统进水SDI变化曲线图由于

7、来水受前处理蒸氨设备和生化系统稳定性影响，难以保持相对均匀的进水水质条件。实验中第25d-37d系统来水为未经过蒸氨的焦化废水，原水加入地表水后配水运行，导致MBR产水SDI指数有明显剧烈波动。在实验初期和配水运行阶段(调试阶段和配水运行阶段如在图中标示)SDI偏高，原因可能与配水后生化产水水质偏移有关。在停止配水运行后 无论SDI指数还是T。值均恢复稳定时状况。从图中绿线可以看出实验期间在进水水质相对 稳定时SDI均小于3,总体SDI3比例达到80%同时实验证实在进水水质无显著变化情况 下改变MBR膜通量对SDI值影响不大。RO系统脱盐率变化情况反渗透数据记录每小时1次，在400L/h通量下

8、累积运行 55h，500L/h通量运行120h，600L/h运行77h。反渗透进出水电导率变化曲线和脱盐率曲线如图3。99 -260%率盐脱92 - 91 -90 _,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_b0102030405060708090100110120130运行时间h图3 RO进出水电导率和脱盐率变化曲线从图中可以看出，反渗透脱盐率随通量提高而提高，经浓水循环后表观脱盐率最高可达98.5%。实验期间进水和浓水压差为0, RO膜过水流道无污堵现象。反渗透不同产水量时具有不同的脱盐率，原因在于产水量越高时，进水压力越高，导致脱

9、盐率越高。3.3进水温度和pH的变化对RO系统的影响RO系统进水的温度和 pH对膜通量以及反渗透产水水质都会有较大影响。试验期间测得 的反渗透进水温度和 pH曲线如图4所示388642口RO水 PH* RO水温度363432302850100150200250图4 RO系统进水水温和 PH情况从图中可以看出，进水水温波动较大对进水压力有一定的影响，在实验接近完成阶段，预处理生化工艺段受 pH冲击，硝化细菌大量失活造成 MBF系统来水pH在8.28.5之间，进入R0系统来水出现人为加酸不足，经过连续两晚运行后，R0系统在进水电导变化不大时出现压差上升（相对先前进水压力，P约为0.7bar ）。因

10、此严格控制 R0系统运行pH是其能稳定产水关键之一。从实验结果看，温度低于34C，进水pH控制在6.87.5之间时可保持R0系统稳定。3.4 R0系统产水水质情况经过MBF生化处理后的焦化废水 C0D在 200300mg/L的水平，同时含盐量高，成分复 杂，硬度和氟离子等结垢离子的含量也高，具有很高的结垢倾向。为了模拟工业系统的实际状况，R0系统采用浓水循环的方式运行，实验期间在保持系统 70%回收率条件下。此时该膜元件的工况和工业系统中工况最差的最后一只膜类似。R0系统产水水质情况如表 2所示。表2 R0系统产水水质检测项目单位检测值备注CODmg/L20均值挥发酚mg/L0.012均值氨氮

11、mg/L5均值硫化物mg/L0均值产水C0D受进水C0D含量影响，对 C0D去除率可达到98%以上，氨氮去除率约为 90% R0系统在通量自400L/h提升到600L/h各运行周期内均无发现有明显污堵现象，无水质冲 击的进水条件下产水水质达到预期目标。RO系统产水水质较好，在通过混床之后，可以做为锅炉回用水，节约了生产成本。3.5 RO系统标准化产水情况分析由于进水水质中温度、电导、COD、氨氮等含量波动较大，难以直接衡量RO系统的稳定运行情况，因此采用陶氏 RO膜产水标准化程序对 RO系统产水进行标准化分析。产水情 况如图5。0.6/rh/3 F WOIF PTae s epNormalized Permeate Flow5403020OO05000di50di002003350004运行时间(hou rs)图5 RO系统标准化产水由图5可以看到，试验期间产水量非常稳定，说明RO系统运行比较稳定， 在运行周期内没有较明显的污堵情况发生。四结论在整个试验过程中，本组合工艺运行稳定，处理效率高，出水COD氨氮，浊度等指标都很低，出水水质已达到或优于城市杂用水水质标准。1、MBR膜组件产水水质好，出水 SDI基本保持在3以下，大部分时候在 SDI2