丹陽(yáng)一體化焦化廠廢水處理設(shè)施承重力強(qiáng)

當(dāng)前，全球都面臨著水資源短缺、水質(zhì)惡化的嚴(yán)峻形勢(shì)，水污染問(wèn)題成為當(dāng)今世界面臨的重要環(huán)境問(wèn)題之一。我國(guó)人均水資源占有量?jī)H為0.24萬(wàn)m3，只有世界上人均占有量的1/4，屬世界十二個(gè)貧水國(guó)家之一，所以加強(qiáng)對(duì)新污染源的控制，改善老污染源處理?xiàng)l件，才能從根本上改變我國(guó)水質(zhì)惡化的現(xiàn)狀。今天，跟大家介紹的是焦化廢水處理。

　　焦化廢水處理一直是國(guó)內(nèi)外污水處理領(lǐng)域的一大難題。廢水中污染物組成復(fù)雜，含有揮發(fā)酚、多環(huán)芳烴和氧硫氮等雜環(huán)化合物，屬較難生化降解的高濃度有機(jī)工業(yè)廢水。目前，焦化廢水處理一般要經(jīng)過(guò)預(yù)處理、二級(jí)處理和深度處理后才可能達(dá)標(biāo)排放。焦化廢水的預(yù)處理技術(shù)有：厭氧酸化法、氣浮法、混凝沉淀法；二級(jí)處理方法很多，有生物化學(xué)法、物理法、化學(xué)法、以及物理-化學(xué)法等；焦化廢水深度處理技術(shù)有化學(xué)氧化法、折點(diǎn)氯化法、絮凝沉淀輔以加氯法、吸附過(guò)濾輔以離子交換法等。但目前的方法是焦化廢水經(jīng)隔油池、二級(jí)氣浮池除油后進(jìn)行多段曝氣生物處理，再經(jīng)氧化塘或吸附法深度處理后排放。1、廢水來(lái)源

　　焦化廢水是煉焦、煤氣在高溫干餾、凈化及副產(chǎn)品回收過(guò)程中，產(chǎn)生含有揮發(fā)酚、多環(huán)芳烴及氧、硫、氮等雜環(huán)化合物的工業(yè)廢水，是一種高CODcr、高酚值、高氨氮且很難處理的一種工業(yè)有機(jī)廢水。其主要來(lái)源有三個(gè)：一是剩余氨水，它是在煤干餾及煤氣冷卻中產(chǎn)生出來(lái)的廢水，其水量占焦化廢水總量的一半以上，是焦化廢水的主要來(lái)源；二是在煤氣凈化過(guò)程中產(chǎn)生出來(lái)的廢水，如煤氣終冷水和粗苯分離水等；三是在焦油、粗苯等精制過(guò)程中及其它場(chǎng)合產(chǎn)生的廢水。2 、廢水特點(diǎn)

　　焦化廢水所含污染物包括酚類、多環(huán)芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物等，是一種典型的含有難降解的有機(jī)化合物的工業(yè)廢水。焦化廢水中的易降解有機(jī)物主要是酚類化合物和苯類化合物，砒咯、萘、呋喃、瞇唑類屬于可降解類有機(jī)物。難降解的有機(jī)物主要有砒啶、咔唑、聯(lián)苯、三聯(lián)苯等。

　　焦化廢水的水質(zhì)因各廠工藝流程和生產(chǎn)操作方式差異很大而不同。一般焦化廠的蒸氨廢水水質(zhì)如下：CODcr3000－3800mg／L、酚600－900mg／L、氰10mg／L、油50－70mg/L、氨氮300mg/L左右。如果CODcr按3500mg／L計(jì)，氨氮按280mg/L計(jì)，則每噸焦炭最少可產(chǎn)生0.65kgCODcr和0.05kg氨氮，全國(guó)機(jī)焦產(chǎn)量為7000萬(wàn)噸，則每年可產(chǎn)生45500噸CODcr和3500噸氨氮，如果污水不處理，將對(duì)環(huán)境造成多么大的污染。3 、廢水處理方式

　隨著水處理技術(shù)的發(fā)展及國(guó)家政策對(duì)于大部分工業(yè)水利用率的要求提高，多數(shù)企業(yè)為滿足生產(chǎn)需要，降低用水成本，采取了許多節(jié)水措施，提高重復(fù)利用率，使外排水的鹽度及其他有機(jī)污染物濃度提高。同時(shí)近幾年，我國(guó)環(huán)保要求逐漸提高，對(duì)外排水的含鹽量提出要求，各地方相關(guān)政策也已出臺(tái)，使高鹽廢水的需求逐漸加強(qiáng)。

　　1、不同行業(yè)高鹽廢水特點(diǎn)分析

　　工業(yè)上高鹽廢水一般為循環(huán)排污水、離子交換酸堿再生廢水、中水回用RO濃水或脫硫廢水等。這類廢水含有大量的Cl-，SO42-，Na+，Ca2+，Mg2+等，利用污水回用的濃水還含難降解有機(jī)污染物，處理過(guò)程較為復(fù)雜。目前主要行業(yè)的廢水水質(zhì)有如下特點(diǎn)。

　　1.1 煤化工高鹽廢水

　　煤化工高含鹽廢水水質(zhì)具有以下特點(diǎn)：

　?、冫}分高且成分復(fù)雜，雜質(zhì)離子組分較多;

　?、贑OD含量比較高;

　?、酆幸恍┤菀捉Y(jié)垢的離子，比如硬度及可溶性硅;

　?、懿煌?xiàng)目采用不同的主工藝，廢水組分多變，水質(zhì)不確定性比較大。

　　1.2 電廠脫硫廢水

　　火電廠脫硫廢水主要來(lái)源于濕法脫硫(FGD)工藝產(chǎn)生的廢水，主要特點(diǎn)是高懸浮物，高鹽度(高氯根、高硫酸根)高腐蝕性、高硬度、及含有部分重金屬，且水質(zhì)波動(dòng)大。

　　1.3 煉油及石化行業(yè)廢水

　　煉油及石化行業(yè)廢水屬于難處理廢水，其水質(zhì)特點(diǎn)是高COD、高氨氮，高無(wú)機(jī)鹽，部分油脂、酚類、硫化物及部分含汞廢水。

　　1.4 制藥行業(yè)廢水

　　廢水特點(diǎn)：成分復(fù)雜、有機(jī)物含量高、毒性大、色度深和含鹽量高，特別是生化性很差，且間歇排放，難處理。

　　2、工業(yè)廢主要膜處理技術(shù)介紹

　　實(shí)現(xiàn)工業(yè)高鹽廢水需要系統(tǒng)的解決方案，首先一般通過(guò)物理或化學(xué)的預(yù)處理方法，實(shí)現(xiàn)懸浮物、膠體及一般易結(jié)垢離子的去除，再通過(guò)膜處理工藝實(shí)現(xiàn)淡水的回用，同時(shí)達(dá)到廢水減量的目的，最后濃縮液通過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶等工藝最終實(shí)現(xiàn)廢水的目的。本文主要對(duì)目前常用的膜處理工藝展開介紹。

　　按照膜過(guò)濾孔徑分離，常用膜技術(shù)可分為微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透等。按照過(guò)濾壓力及最終濃縮倍數(shù)來(lái)分，廢常用的反滲透又可進(jìn)一步分為低壓反滲透(類如BWRO)、中壓反滲透(海水膜SWRO)，高壓反滲透(HPRO或DTRO)等。同時(shí)目前市場(chǎng)上還有(電滲析)ED、正滲透(FO)等技術(shù)已應(yīng)用于高放行業(yè)。因其使用范圍不同，針對(duì)不同的工況，其組合式的設(shè)計(jì)項(xiàng)目上已有廣泛應(yīng)用。

　　2.1 微濾及超濾技術(shù)

　　微濾(MF)：又稱為微孔過(guò)濾，它屬于精密過(guò)濾，其基本原理是篩分過(guò)程，在靜壓差作用下濾除0.1～10μm的微粒，微濾膜允許大分子和溶解性固體(無(wú)機(jī)鹽)等通過(guò)，但會(huì)截留住懸浮物、細(xì)菌及大分子量膠體等物質(zhì)。

　　超濾(UF)：能截留0.002～0.1μm之間的大分子物質(zhì)和蛋白質(zhì)。超濾膜允許小分子物質(zhì)和溶解性固體(無(wú)機(jī)鹽)等通過(guò)，同時(shí)將截留下膠體、蛋白質(zhì)、微生物和大分子有機(jī)物。

　　微濾、超濾技術(shù)一般用于反滲透膜或其它膜濃縮技術(shù)的的前處理，主要用于去除來(lái)水中的SS及膠體等，目前煤化工廢水項(xiàng)目上已有將藥劑軟化與微濾或超濾結(jié)合使用的技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)廢水中硬度的去除達(dá)到100mg/L以下，出水硅控制在10mg/L以下，有效減少后續(xù)膜濃縮工藝的結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)。

　　2.2 納濾(NF)技術(shù)

　　納濾(NF)被稱為疏松反滲透，操作區(qū)間介于反滲透和超濾之間。對(duì)一價(jià)鹽的去除率為20%～50%，但對(duì)CODcr及二價(jià)鹽的去除率高達(dá)90%以上。

　　納濾膜的一個(gè)很大特性是膜本體帶有電荷，這是它在很低壓力下具有較高除鹽性能和截留相對(duì)分子質(zhì)量為數(shù)百的物質(zhì)，也可脫除無(wú)機(jī)鹽的重要原因。在高鹽廢水處理工藝中，納濾技術(shù)可用于去除絕大多數(shù)的Ca2+，Mg2+，SO42-等易結(jié)垢離子，同時(shí)其特殊的膜表面電荷及孔徑使它比反滲透更耐COD的污堵，因此可用于反滲透的預(yù)處理，以降低結(jié)垢離子對(duì)RO膜的污染。同時(shí)因納濾膜對(duì)二價(jià)離子的高截留性(對(duì)于硫酸根的截留可達(dá)98%及以上)，目前在部分高鹽廢水中用于分離硫酸根及氯離子，實(shí)現(xiàn)水中氯化鈉的回收。已有電廠脫硫廢水采用通過(guò)軟化預(yù)處理(混凝+微濾)+膜濃縮處理(NF+DTRO)+蒸發(fā)結(jié)晶干燥技術(shù)，制成純度為97.5%的袋裝氯化鈉，作為工業(yè)鹽銷售，實(shí)現(xiàn)了脫硫廢水的資源化回收利用。通過(guò)納濾的選擇性過(guò)濾實(shí)現(xiàn)分鹽的技術(shù)在高鹽廢水資源化的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越多。

丹陽(yáng)一體化焦化廠廢水處理設(shè)施承重力強(qiáng)

2.3 高效反滲透HERO技術(shù)

　　高效反滲透是一種在常規(guī)反滲透基礎(chǔ)上開發(fā)的新工藝，其原理是通過(guò)藥劑軟化預(yù)處理+離子交換技術(shù)，去除來(lái)水中的硬度，再經(jīng)過(guò)脫氣塔去除水中的二氧化碳，最后加堿將反滲透進(jìn)水pH調(diào)到10以上，與常規(guī)RO相比，該工藝的特點(diǎn)：

　　(1)防垢、防粘污、防堵塞：通過(guò)藥劑軟化預(yù)處理+離子交換技術(shù)除去給水中的硬度和其他結(jié)垢性物質(zhì)，達(dá)到防垢效果;在高pH下運(yùn)行時(shí)可在多方面減少污堵：

　　①因硅的溶解度隨pH的提高而增大，所以明顯提高了硅的結(jié)垢極限;

　?、诟遬H是生物的抑制劑，細(xì)菌、病毒、孢子和內(nèi)毒素等被溶解或皂化，有機(jī)物被乳化或皂化，避免黏附于膜上;

　?、垲w粒沾污的表面強(qiáng)度明顯降低，高污泥指數(shù)(SDI)的水能在無(wú)需經(jīng)?；瘜W(xué)清洗的條件下運(yùn)行。

　　(2)清洗次數(shù)減少：高pH運(yùn)行類似于化學(xué)清洗的堿洗工況。

　　(3)回收率高：降低結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)后，相對(duì)傳統(tǒng)反滲透，其回收率可大大提高。高效反滲透HERO技術(shù)最近幾年在國(guó)內(nèi)有較為廣泛的應(yīng)用，濃水側(cè)含鹽量可濃縮至50000mg/L。江蘇某光顯企業(yè)的廢水裝置項(xiàng)目，采用MBR+中水RO+高效RO+DTRO+蒸發(fā)結(jié)晶的組合工藝，最終實(shí)現(xiàn)廢水的。HERO工藝較傳統(tǒng)RO回收率高，電耗4～6kWh/t，該工藝主要缺點(diǎn)是前處理系統(tǒng)較為復(fù)雜，對(duì)進(jìn)水硬需嚴(yán)格控制，且耗堿量大。

　　2.4 高壓反滲透DTRO技術(shù)

　　高壓反滲透DTRO即碟管式反滲透膜，碟管式反滲透是反滲透的一種形式，是專門用來(lái)處理高濃度污水的膜組件，其核心技術(shù)是碟片式膜片膜柱。把反滲透膜片和水力導(dǎo)流盤疊放在一起，用中心拉桿和端板進(jìn)行固定，然后置入耐壓套管中，形成一個(gè)膜柱，最初用于垃圾滲濾液的處理。

　　DTRO壓力等級(jí)有75bar，90bar，120bar，160bar，鹽分濃縮可達(dá)到100000～180000mg/L。DTRO在初期主要用于垃圾滲濾液的處理，其耐高COD，運(yùn)行壓力高，濃縮能力強(qiáng)特點(diǎn)逐漸被用在高鹽高COD工業(yè)廢水的回收利用上。

　　DTRO對(duì)于預(yù)處理的要求比較簡(jiǎn)單，噸水電耗與膜組件的壓力等級(jí)有關(guān)，對(duì)于90bar的DTRO系統(tǒng)，噸水電耗電耗6～10kWh，噸水投資成本約在20萬(wàn)元左右，投資及運(yùn)行費(fèi)用較高。

目前焦化廠廢水處理有多種方式，首要方式應(yīng)將焦化廢水處理綜合考慮。如建廠時(shí)選擇廠址就應(yīng)論證廢水處理方案，充分考慮廠址的上、下游及周圍的情況，不要設(shè)在給水水源附近和有特殊要求的地方；能否將經(jīng)處理后的水送附近洗煤廠、鋼鐵廠的綜合廢水處理廠、城市污水處理廠，使廢水處理方案更趨合理也是必須考慮的問(wèn)題。

　　其次是廢水處理不能單一考慮，而應(yīng)與煤氣凈化工藝等統(tǒng)一考慮設(shè)計(jì)方案。從產(chǎn)生廢水的裝置開始處理，每道工序均按要求設(shè)計(jì)，減輕最終廢水處理裝置的負(fù)擔(dān)。如上海寶鋼三期工程將蒸氨工段與廢水處理合并為一個(gè)車間，使其能達(dá)標(biāo)排放。

　　將處理后的廢水盡量在廠內(nèi)利用，如送作熄焦補(bǔ)充水、除塵補(bǔ)充水、煤場(chǎng)灑水等，從而減少外排水量，同時(shí)采取措施防止對(duì)環(huán)境及設(shè)備產(chǎn)生不良影響。4、國(guó)內(nèi)外焦化廢水處理技術(shù)

　　目前，國(guó)內(nèi)80％的焦化廠普遍采用的是以傳統(tǒng)生物脫氮處理為核心的焦化廢水工藝流程。分為預(yù)處理、生化處理以及深度處理。預(yù)處理主要采用物理化學(xué)方法，如除油、蒸氨、萃取脫酚等；生化處理工藝主要為A/O、A2/O等工藝；深度處理主要工藝有活性炭吸附法、活性炭-生物膜法及氧化塘法。在歐洲，焦化廢水處理普遍的工藝為先去除懸浮物和油類污染物質(zhì)，然后利用蒸氨法去除氨氮， 再采用生物氧化法去除酚硫和硫代硫酸鹽。在某些情況下還對(duì)廢水做排放前的最后深度處理。在美國(guó)，煉焦廠的廢水處理工藝為：脫焦油—蒸氨工藝—活性污泥法及污泥脫水系統(tǒng)。綜合看起來(lái)，國(guó)外的焦化廢水處理方法與我國(guó)基本一致。