蘇州酚氰一體化廢水處理設(shè)施性能穩(wěn)定
焦化廢水主要由煉焦生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煤氣冷凝水、蒸氨廢水及焦化生產(chǎn)廢水組成。受原煤性質(zhì)、煉焦工藝、化工產(chǎn)品回收方式和季節(jié)等因素的影響，焦化廢水的水質(zhì)成分有顯著差異，總體性質(zhì)表現(xiàn)為氨氮、酚類及油濃度高，且含有大量苯系物、多環(huán)芳烴（PAHs）、吡啶、喹啉及硫化物等多種難降解物質(zhì)，對(duì)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重污染，是一種典型的高濃度、高污染、有毒、難降解的工業(yè)廢水。
焦化廢水經(jīng)過(guò)生化處理及后處理可達(dá)到《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171—2012）表2直接排放的指標(biāo)要求，但隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的逐步提高，焦化企業(yè)噸焦排水量不得大于0.4m3，噸焦取水量不得大于1.2m3，這就要求對(duì)焦化廢水的處理不再局限于達(dá)標(biāo)排放，而是進(jìn)一步的資源化利用，以提高水的重復(fù)利用率?！半p膜法”即超濾（UF）-反滲透（RO）膜組合工藝，廣泛應(yīng)用于廢水回用領(lǐng)域，但存在膜污染嚴(yán)重、清洗頻繁、回用率低、成本和運(yùn)行費(fèi)用較高等問(wèn)題。因此，尋求一種穩(wěn)定、高效、高回收率的焦化廢水組合回用處理工藝，成為當(dāng)下的熱點(diǎn)。
1、工程概況及工藝流程設(shè)計(jì)
1.1 工程概況
某焦化廠于2013年投產(chǎn)運(yùn)行，焦化廢水處理站處理規(guī)模120m3/h，處理包括蒸氨廢水、生產(chǎn)廢水、生活廢水、初期雨水、循環(huán)水排污水等污廢水。原工藝采用“預(yù)處理+AAO+Fenton氧化”，其出水水質(zhì)已經(jīng)不能滿足環(huán)保以及企業(yè)對(duì)于水資源化利用的要求，現(xiàn)新增回用水處理設(shè)施，產(chǎn)水要求回用到循環(huán)水系統(tǒng)作為補(bǔ)充水，濃水送洗煤廠洗煤。
1.2 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水量和水質(zhì)
Fenton氧化后廢水進(jìn)入回用處理裝置，設(shè)計(jì)處理能力120m3/h。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)：pH6~9、TDS≤5000mg/L、COD≤150mg/L、懸浮物≤70mg/L、NH3-N≤25mg/L、石油類≤0.5mg/L、硬度≤2.5mmol/L。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)：pH6~9、TDS≤1000mg/L、COD≤60mg/L、懸浮物≤10mg/L、Cl-≤250mg/L、濁度≤5NTU、鈣硬度≤2.5mmol/L。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)可滿足《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50050—2017）中再生水用于間冷開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，作為廠區(qū)循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水使用。
1.3 水質(zhì)分析
焦化廢水經(jīng)生化處理和Fenton氧化后，COD已大幅降低，但要確保后續(xù)膜系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，仍需進(jìn)一步處理至COD≤60mg/L后方可進(jìn)入膜系統(tǒng)；懸浮物經(jīng)沉淀后仍不滿足膜系統(tǒng)的進(jìn)水要求，需進(jìn)一步過(guò)濾去除；系統(tǒng)在整個(gè)流程中因加藥、Fenton反應(yīng)等影響，TDS（溶解性總固體）略有升高，要達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)，需選擇合適的脫鹽工藝，如反滲透、電滲析等；氨氮、石油類等在此階段已基本處理，無(wú)需考慮其對(duì)系統(tǒng)的影響。
1.4 重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題
（1）高COD對(duì)產(chǎn)水率的影響。膜法對(duì)進(jìn)水COD要求較高，反滲透裝置的要求尤其嚴(yán)格。水溶性大分子會(huì)導(dǎo)致膜表面溶質(zhì)濃度顯著增高而形成凝膠層，難溶性物質(zhì)會(huì)使膜表面溶質(zhì)濃度迅速增高并超過(guò)其溶解度而形成結(jié)垢層，二者作用易在膜表面形成濾餅層。溶解性高分子有機(jī)物在膜孔表面被吸附，以及難溶性物質(zhì)在膜孔中的析出等都會(huì)產(chǎn)生膜孔堵塞。濾餅層和膜孔堵塞都會(huì)引起膜通量的損失，造成膜污堵，降低壽命，影響產(chǎn)水率。
去除難降解COD主要有氧化法和吸附法。氧化法主要利用如H2O2、O3等強(qiáng)氧化劑將大分子有機(jī)物氧化分解，可以較為高效地去除難降解有機(jī)物。吸附法主要依靠活性炭、活性焦等吸附劑具有發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積和表面活性官能團(tuán)等，使難降解有機(jī)物吸附在吸附劑表面，從而實(shí)現(xiàn)污染物的分離去除。由于后處理單元已經(jīng)采用氧化的方式，后續(xù)宜采用吸附的方式去除COD。顆粒活性炭具有良好的吸附性能，與粉末活性炭相比具有機(jī)械強(qiáng)度高、不宜脫粉、造價(jià)低等特點(diǎn)。因此工藝采用顆?；钚蕴窟M(jìn)行吸附。
（2）高含鹽量對(duì)回收率的影響。高含鹽量會(huì)造成反滲透膜兩側(cè)的濃度差變大，膜的透鹽率升高，導(dǎo)致其脫鹽率隨之降低。在反滲透過(guò)程中，系統(tǒng)鹽度不斷提高，相應(yīng)的滲透壓也隨之增大，能耗增加，產(chǎn)水率降低。
蘇州酚氰一體化廢水處理設(shè)施性能穩(wěn)定
本工程反滲透濃水TDS約25000mg/L，其他污染物如COD也會(huì)富集。為了進(jìn)一步提高產(chǎn)水率，可采用耐高壓、耐污堵的膜組件，如DTRO（碟管式反滲透）等；也可采用降膜蒸發(fā)的手段進(jìn)一步濃縮；或采用電滲析工藝，從濃液中脫除鹽分，從而降低反滲透脫鹽壓力，提高產(chǎn)水率。電滲析（ED）具有耗藥量少、環(huán)境污染小以及對(duì)進(jìn)水規(guī)模和含鹽量適應(yīng)性強(qiáng)、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便等特點(diǎn)。綜合比較投資、脫鹽率、能耗、操作壓力等因素，選擇電滲析作為濃水脫鹽工藝。
1.5 主體工藝確定
綜合本項(xiàng)目水質(zhì)特性和工藝選擇的重難點(diǎn)分析，并參照國(guó)內(nèi)其他焦化廢水回用處理成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，確定本項(xiàng)目焦化廢水回用處理采用“多介質(zhì)過(guò)濾+活性炭吸附+超濾（UF）+反滲透（RO）+電滲析（ED）”組合工藝。前端多介質(zhì)過(guò)濾器+活性炭吸附塔主要去除懸浮物和COD，減輕對(duì)后續(xù)工藝的不利影響，UF裝置進(jìn)一步脫除懸浮物、膠體以及其帶來(lái)的COD，為反滲透裝置的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。RO作為工藝核心，脫除廢水中絕大多數(shù)鹽分，確保產(chǎn)水水質(zhì)、水量滿足要求；ED裝置作為最終脫鹽手段，去除反滲透濃水中大部分鹽分，維持系統(tǒng)鹽膠?，租値さ现系统高回收率前提下的稳定哉b小
2、工藝流程及設(shè)計(jì)參數(shù)
2.1 工藝流程
焦化廢水經(jīng)Fenton氧化沉淀后出水用泵加壓提升至多介質(zhì)過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，去除原水中的懸浮物，過(guò)濾后的水進(jìn)入活性炭吸附塔，在吸附塔中吸附廢水中難生化、難化學(xué)去除的有機(jī)污染物，多介質(zhì)過(guò)濾器設(shè)有空氣和水反洗裝置，活性炭吸附塔設(shè)水反洗、活性炭脫水、補(bǔ)新碳裝置。經(jīng)過(guò)活性炭吸附塔處理的廢水通過(guò)超濾給水泵送至超濾裝置（UF），超濾裝置（UF）作為反滲透進(jìn)水作預(yù)處理，進(jìn)一步降低廢水的COD和濁度，UF產(chǎn)水一部分（約15%）作為配水進(jìn)入回用水池，其余部分由反滲透增壓泵經(jīng)保安過(guò)濾器、反滲透高壓泵加壓送至反滲透裝置（RO），RO主要脫除水中鹽分，反滲透產(chǎn)水進(jìn)入回用水池，作為循環(huán)水補(bǔ)充水使用。反滲透濃水進(jìn)入濃水池用泵送至一級(jí)電滲析（ED1）脫鹽系統(tǒng)，ED1產(chǎn)生的濃液約35%，送至煤場(chǎng)洗煤；ED1淡水經(jīng)泵加壓送至二級(jí)電滲析（ED2）系統(tǒng)，ED2產(chǎn)生的濃液循環(huán)回流至ED1進(jìn)水端，ED2產(chǎn)生的淡水回至現(xiàn)有Fenton氧化裝置。多介質(zhì)過(guò)濾、活性炭吸附塔、UF的反洗廢水排入反洗廢水池，后由泵送回到Fenton氧化裝置
