蘇州酚氰一體化廢水處理設施性能穩(wěn)定

焦化廢水主要由煉焦生產過程中產生的煤氣冷凝水、蒸氨廢水及焦化生產廢水組成。受原煤性質、煉焦工藝、化工產品回收方式和季節(jié)等因素的影響，焦化廢水的水質成分有顯著差異，總體性質表現(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，對環(huán)境構成嚴重污染，是一種典型的高濃度、高污染、有毒、難降解的工業(yè)廢水。

焦化廢水經過生化處理及后處理可達到《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》（GB16171—2012）表2直接排放的指標要求，但隨著環(huán)保標準的逐步提高，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，這就要求對焦化廢水的處理不再局限于達標排放，而是進一步的資源化利用，以提高水的重復利用率?！半p膜法"即超濾（UF）-反滲透（RO）膜組合工藝，廣泛應用于廢水回用領域，但存在膜污染嚴重、清洗頻繁、回用率低、成本和運行費用較高等問題。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，成為當下的熱點。

1、工程概況及工藝流程設計

1.1 工程概況

某焦化廠于2013年投產運行，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“預處理+AAO+Fenton氧化"，其出水水質已經不能滿足環(huán)保以及企業(yè)對于水資源化利用的要求，現(xiàn)新增回用水處理設施，產水要求回用到循環(huán)水系統(tǒng)作為補充水，濃水送洗煤廠洗煤。

1.2 設計進出水水量和水質

Fenton氧化后廢水進入回用處理裝置，設計處理能力120m3/h。設計進水水質：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。設計出水水質：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。設計出水水質可滿足《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范》（GB50050—2017）中再生水用于間冷開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充水的水質標準，作為廠區(qū)循環(huán)冷卻水補充水使用。

1.3 水質分析

焦化廢水經生化處理和Fenton氧化后，COD已大幅降低，但要確保后續(xù)膜系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，仍需進一步處理至COD≤60mg/L后方可進入膜系統(tǒng)；懸浮物經沉淀后仍不滿足膜系統(tǒng)的進水要求，需進一步過濾去除；系統(tǒng)在整個流程中因加藥、Fenton反應等影響，TDS（溶解性總固體）略有升高，要達到回用水標準，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，無需考慮其對系統(tǒng)的影響。

1.4 重點關注的問題

（1）高COD對產水率的影響。膜法對進水COD要求較高，反滲透裝置的要求尤其嚴格。水溶性大分子會導致膜表面溶質濃度顯著增高而形成凝膠層，難溶性物質會使膜表面溶質濃度迅速增高并超過其溶解度而形成結垢層，二者作用易在膜表面形成濾餅層。溶解性高分子有機物在膜孔表面被吸附，以及難溶性物質在膜孔中的析出等都會產生膜孔堵塞。濾餅層和膜孔堵塞都會引起膜通量的損失，造成膜污堵，降低壽命，影響產水率。

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等強氧化劑將大分子有機物氧化分解，可以較為高效地去除難降解有機物。吸附法主要依靠活性炭、活性焦等吸附劑具有發(fā)達的微孔結構、巨大的比表面積和表面活性官能團等，使難降解有機物吸附在吸附劑表面，從而實現(xiàn)污染物的分離去除。由于后處理單元已經采用氧化的方式，后續(xù)宜采用吸附的方式去除COD。顆?；钚蕴烤哂辛己玫奈叫阅埽c粉末活性炭相比具有機械強度高、不宜脫粉、造價低等特點。因此工藝采用顆?；钚蕴窟M行吸附。

（2）高含鹽量對回收率的影響。高含鹽量會造成反滲透膜兩側的濃度差變大，膜的透鹽率升高，導致其脫鹽率隨之降低。在反滲透過程中，系統(tǒng)鹽度不斷提高，相應的滲透壓也隨之增大，能耗增加，產水率降低。

蘇州酚氰一體化廢水處理設施性能穩(wěn)定

本工程反滲透濃水TDS約25000mg/L，其他污染物如COD也會富集。為了進一步提高產水率，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，提高產水率。電滲析（ED）具有耗藥量少、環(huán)境污染小以及對進水規(guī)模和含鹽量適應性強、設備簡單、操作方便等特點。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

綜合本項目水質特性和工藝選擇的重難點分析，并參照國內其他焦化廢水回用處理成功運行經驗，確定本項目焦化廢水回用處理采用“多介質過濾+活性炭吸附+超濾（UF）+反滲透（RO）+電滲析（ED）"組合工藝。前端多介質過濾器+活性炭吸附塔主要去除懸浮物和COD，減輕對后續(xù)工藝的不利影響，UF裝置進一步脫除懸浮物、膠體以及其帶來的COD，為反滲透裝置的穩(wěn)定運行提供保障。RO作為工藝核心，脫除廢水中絕大多數(shù)鹽分，確保產水水質、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、工藝流程及設計參數(shù)

2.1 工藝流程

焦化廢水經Fenton氧化沉淀后出水用泵加壓提升至多介質過濾器進行過濾，去除原水中的懸浮物，過濾后的水進入活性炭吸附塔，在吸附塔中吸附廢水中難生化、難化學去除的有機污染物，多介質過濾器設有空氣和水反洗裝置，活性炭吸附塔設水反洗、活性炭脫水、補新碳裝置。經過活性炭吸附塔處理的廢水通過超濾給水泵送至超濾裝置（UF），超濾裝置（UF）作為反滲透進水作預處理，進一步降低廢水的COD和濁度，UF產水一部分（約15%）作為配水進入回用水池，其余部分由反滲透增壓泵經保安過濾器、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，反滲透產水進入回用水池，作為循環(huán)水補充水使用。反滲透濃水進入濃水池用泵送至一級電滲析（ED1）脫鹽系統(tǒng)，ED1產生的濃液約35%，送至煤場洗煤；ED1淡水經泵加壓送至二級電滲析（ED2）系統(tǒng)，ED2產生的濃液循環(huán)回流至ED1進水端，ED2產生的淡水回至現(xiàn)有Fenton氧化裝置。多介質過濾、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