摘要：科技的進(jìn)步，促進(jìn)工業(yè)建設得到快速發(fā)展。焦化行業(yè)是一種耗水量大，廢水量大且水質(zhì)復雜的行業(yè)。不僅含有多環(huán)芳烴化合物、酚類(lèi)化合物等有毒有害的有機污染物外，還含有氨、硫等無(wú)機污染物，眾所周知氨氮是水體中的營(yíng)養物質(zhì)，大量的營(yíng)養物質(zhì)進(jìn)入水體會(huì )造成富營(yíng)養化，水中氧量降低，水生植物和動(dòng)物的大量死亡等。因此焦化廢水的直接排放不但對自然環(huán)境造成危害，也會(huì )對人類(lèi)的身體健康造成威脅。本文就焦化廢水膜法深度處理的開(kāi)工調試和過(guò)程控制展開(kāi)探討。
關(guān)鍵詞：焦化廢水；膜法深度處理；再生水；過(guò)程控制焦化廢水作為一種高污染、高濃度、難降解且有毒有害的工業(yè)廢水，在我國工業(yè)廢水排放總量中約占2%，廢水產(chǎn)生量較大。焦化廢水污染物成分復雜，主要包括酚、氰化物、氨氮、硫氰化物、萘、喹啉、吡啶、蒽、油等，目前一般采用常規預處理及生化法進(jìn)行處理，出水可達到《污水綜合排放標準》（GB8978—1996）中的二級排放標準。隨著(zhù)《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》（GB16171—2012）的強制實(shí)施及環(huán)保要求的逐步提高，對于焦化廢水的處理不再局限于達標排放，而是尋求相對經(jīng)濟、更為生態(tài)及資源化的回用技術(shù)，以提高焦化廠(chǎng)的水資源重復利用率。膜分離技術(shù)以運行穩定、處理效率高、操作簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，成為時(shí)下焦化廢水深度處理的研究熱點(diǎn)之一，但其也存在膜污染難以解決、化學(xué)清洗頻繁、濃水處置復雜等弊端。根據進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)和出水水質(zhì)要求，污水生化處理工藝采用了“AA1/O1-A2/O2工藝”的兩級生物脫氮工藝，輔以沉淀池、混合反應、生物流化床等物化處理措施；對生化出水進(jìn)行高級氧化處理和回用處理，采用了“臭氧紫外光接觸氧化+軟化澄清+多介質(zhì)過(guò)濾器+超濾+反滲透”的處理工藝。完整的焦化廢水處理工藝流程包括5個(gè)階段。第1階段是預處理階段，焦化廢水進(jìn)入除油池，上部浮油進(jìn)入輕油池后定期外運，池底重油定期排放，其他廢水經(jīng)過(guò)均合池進(jìn)入旋流反應器后進(jìn)入初次沉淀池。當生化系統異常時(shí)，廢水進(jìn)入事故池，待系統恢復后由事故池進(jìn)入均和池。第2個(gè)階段為生化處理階段。來(lái)水經(jīng)過(guò)厭氧吸水井、厭氧池、一段缺氧池、一段好氧池、一段沉淀池、二段缺氧池、二段好氧池、二段沉淀池、生物流化床、混合反應池、混凝沉淀池后，進(jìn)入第3個(gè)階段氧化處理階段。生化出水進(jìn)入臭氧紫外光接觸氧化池、軟化澄清池后，進(jìn)入第4階段——深度處理回用階段，經(jīng)過(guò)過(guò)濾器、多介質(zhì)過(guò)濾器、超濾裝置、超濾產(chǎn)水池、反滲透裝置后，部分進(jìn)入反滲透產(chǎn)水池后產(chǎn)品水外，部分進(jìn)入臭氧紫外光接觸氧化池、濃水池后濃水外運。第5個(gè)階段是初次沉淀池、一段、二段沉淀池剩余污泥池和混凝沉淀池污泥，全部進(jìn)入污泥濃縮池、疊螺脫水機進(jìn)行處理，然后泥餅外運。一般煤化工廢水深度處理的方法主要可以分為物理化學(xué)處理方法、生物處理方法和膜技術(shù)處理方法三類(lèi)，（1）物理化學(xué)法主要是以活性炭吸附技術(shù)、過(guò)濾技術(shù)、混凝沉淀等為基礎，根據水質(zhì)的不同，選擇不同的工藝及工藝組合。物化法受水質(zhì)波動(dòng)影響較小，且工藝簡(jiǎn)單及運行穩定的特點(diǎn)，但是只能作為焦化廢水的預處理，僅能去除焦化廢水中懸浮物、油類(lèi)、硬度等污染物，還無(wú)法達到排放標準。（2）生物處理法主要是以活性污泥法為基礎，通過(guò)不同工藝的組合對水中的有機物、氨氮、懸浮物等具有一定的去除效果。在國家倡導“零排放”的政策下，制定了更為嚴格的排放標準，將排放標準中的COD從＜150mg/L提高到＜80mg/L，氨氮從＜15mg/L提高到＜10mg/L，僅僅采用生化處理已無(wú)法達到排放標準。（3）膜分離技術(shù)是通過(guò)選擇性透過(guò)膜將水與污染物分離，隨著(zhù)排放標準的提高，水資源的匱乏，全膜法被提出作為焦化廢水的深度處理以達到回用的目的。微濾能夠降低水中的懸浮物含量及一些大分子有機物，納濾可以去除大部分的有機物及二價(jià)離子等，反滲透作為脫鹽技術(shù)是目前使用最為廣泛、成熟的一項技術(shù)。本文針對某一焦化廠(chǎng)，論述全膜法在焦化廢水深度處理回用上的應用。
3 膜法系統的開(kāi)工調試和過(guò)程控制膜系統加藥設備主要包括超濾膜EFM清洗使用的次氯酸鈉投加裝置，反滲透膜進(jìn)水使用的還原劑投加裝置、阻垢劑投加裝置、非氧化性殺菌劑投加裝置，化學(xué)清洗用的酸、堿投加裝置。每套藥劑投加裝置均包括加藥箱和加藥管線(xiàn)，為了杜絕堵塞對膜系統造成的影響，運行前都需要用除鹽水進(jìn)行沖洗。清洗管路時(shí)主要利用超濾、反滲透的清洗裝置進(jìn)行沖洗。沖洗需要使用大量除鹽水，設計加藥裝置和清洗裝置的補水來(lái)源均是反滲透的產(chǎn)水，而調試初期無(wú)自產(chǎn)的除鹽水，因此調試前需提前考慮沖洗用所需除鹽水的來(lái)源。反滲透進(jìn)水管路上安裝在線(xiàn)電導率儀、濁度儀、pH計、氧化還原電位儀。電導率儀檢測進(jìn)水電導率指標，再結合產(chǎn)水電導率指標可以判斷反滲透膜的脫鹽率。濁度儀主要檢測系統進(jìn)水濁度，濁度高容易加速膜的堵塞。氧化還原電位儀主要檢測系統的氧化還原電位，避免因還原劑投加量不足，造成膜被氧化。各種儀表作用都非常關(guān)鍵，使用前需校對。在進(jìn)水中存在各種形式可導致膜表面污染的物質(zhì)，膜元件受到無(wú)機鹽垢、微生物、膠體顆粒和不溶性的有機物質(zhì)的污染，污染物的沉積導致產(chǎn)水量的下降，因此在設計膜系統的同時(shí)要考慮清洗裝置。根據微濾膜元件的性質(zhì)，設計反洗的同時(shí)還要考慮每天進(jìn)行一次EFM清洗，每個(gè)月一次CIP清洗，兩種清洗方式可采用一套清洗裝置。納濾、濃水納濾、反滲透、濃水反滲透采用一套化學(xué)清洗裝置，一般6個(gè)月清洗1次，可根據產(chǎn)水量、壓差、產(chǎn)水電導率等因素調整清洗周期。超濾裝置作為反滲透裝置的預處理裝置，為反滲透裝置提供濁度＜0.2NTU、SDI＜3的進(jìn)水，在降低反滲透裝置的化學(xué)清洗頻率、延長(cháng)反滲透膜的使用壽命及保障反滲透系統的穩定運行等方面起到保安作用。反滲透裝置作為二級脫鹽裝置，可將廢水中剩余的溶解鹽、膠體、有機物等去除。3.5 膜法系統的運行程序調試及聯(lián)動(dòng)試車(chē)膜法系統的運行程序調試需要使用膜系統進(jìn)水，考慮到前端工序焦化廢水水質(zhì)暫時(shí)還達不到進(jìn)膜的水質(zhì)要求，為了減少膜堵塞和加快調試進(jìn)度，一方面利用生產(chǎn)新水來(lái)進(jìn)行膜系統調試，另一方面加快前端焦化廢水的處理，使之達到進(jìn)膜的水質(zhì)條件。然后，逐步用焦化廢水替換生產(chǎn)新水，實(shí)現焦化廢水膜系統的全線(xiàn)貫通。在調試過(guò)程中，原設計是將多介質(zhì)反洗水、超濾正洗、反洗排水、反滲透沖洗、清洗排水引入前端軟化池，但是考慮到進(jìn)水硬度不高，軟化池未投加熟石灰和PAM藥劑，若直接進(jìn)入軟化池，再經(jīng)過(guò)膜系統，將會(huì )造成對膜系統的污堵。因此，將上述排水改為進(jìn)入生化后的生物流化床，進(jìn)行混凝加藥處理，臭氧深度處理后再進(jìn)入膜系統，有利于保證進(jìn)膜的水質(zhì)。焦化廢水成分較復雜，其進(jìn)水COD絕大組分的分子量介于150～100000，因此要求納濾膜具有較強的有機污染耐受能力。納濾系統共設2套，納濾系統進(jìn)水按照70m3/h設計，采用GE膜共計408支，為提高整個(gè)系統的回收率，本系統采用四段流程結構設計，即“一級三段+濃水納濾”的排列形式。每套納濾系統前都單獨設置保安過(guò)濾器，過(guò)濾精度5μm。納濾系統為一級三段，一二段間設置段間增壓泵，二三段間設置段間回流泵，納濾系統的回收率達到70%～85%。隨著(zhù)膜技術(shù)的應用，采用全膜法處理焦化廢水或其他工業(yè)污水經(jīng)進(jìn)一步推廣，水處理效果、經(jīng)濟效果會(huì )大幅度提高。同時(shí)，水資源的嚴重匱乏，焦化廢水復雜性，同時(shí)“零排放”的執行標準，迫使焦化廠(chǎng)或其他化工廠(chǎng)的廢水需要進(jìn)行深度處理。焦化廠(chǎng)廢水處理站出水經(jīng)本工藝深度處理后，產(chǎn)品水可直接作為生產(chǎn)新水回用，降低了廠(chǎng)區新水耗量，減少了污染物排放總量，具有顯著(zhù)的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
