焦化废水膜法组合深度处理工艺设计与应用-第2页-北极星水处理网

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2.2 多介质过滤器、自清洗过滤器、电渗析装置:多介质过滤器及自清洗过滤器作为电渗析装置的预处理设备，可以去除废水中的悬浮物、颗粒和胶体，降低废水的浊度和SDI，使其满足电渗析装置的进水要求，电渗析装置利用直流电场及离子交换膜实现废水的初次脱盐。

该工程采用的立式多介质过滤器设计出力为80m3/(h˙套)，直径为5.0 m，共4 台，回收率≥90%;自清洗过滤器的设计出力为200m3/(h˙套)，过滤精度为100 μm;电渗析装置的处理能力为20 m3/(h˙套)，回收率为65%~75%，脱盐率为60%~70%，共22 台。废水经多介质过滤器、自清洗过滤器、电渗析装置处理后对COD、电导率的去除效果如图3、图4 所示。

从图3 可知，在辐流沉淀池出水COD 平均为107.1 mg/L 条件下，电渗析装置出水的COD 平均为77.84 mg/L，平均去除率为27.3%，说明多介质过滤器、自清洗过滤器对辐流沉淀池出水COD 去除效果稳定，可以保证电渗析装置正常运行。根据工程实际运行工况，电渗析装置的清洗周期一般为2 个月。从图4 可知，该工艺的调节池出水、辐流沉淀池出水、电渗析装置出水的电导率分别在5 672~6 573、7 090~9 002、2 127~3 600 μS/cm范围内。由于在Fenton 反应器进水投加硫酸、絮凝反应池进水投加NaOH，导致辐流沉淀池出水平均电导率较调节池出水高31.4%，但经过初次脱盐后，电渗析装置出水平均电导率较调节池出水低53.2%，脱盐效果显著，缓解了后续反渗透膜的脱盐压力。

2.3 超滤装置、反渗透装置:超滤装置作为反渗透装置的预处理装置，为反渗透装置提供浊度<0.2 NTU、SDI<3 的进水，在降低反渗透装置的化学清洗频率、延长反渗透膜的使用寿命及保障反渗透系统的稳定运行等方面起到保安作用。反渗透装置作为二级脱盐装置，可将废水中剩余的溶解盐、胶体、有机物等去除。该工程采用的超滤膜材质为聚偏氟乙烯(PVDF)膜，膜数量为60 支/套、平均运行通量为60 L/(m2˙h)、产水量为180 m3/(h˙套)，共2 套，超滤产水进入超滤产水池(ht为0.67 h)。反渗透装置前设置保安过滤器，孔径为5 μm，共2 台。反渗透装置采用涡卷式反渗透膜，膜数量为204 支/套、回收率70%、平均运行通量为15 L/(m2˙h)、产水量为113 m3/(h˙套)，共2 套。废水经超滤装置、反渗透装置处理后对COD、电导率的去除效果如图5、图6 所示。

焦化废水膜法组合深度处理工艺设计与应用

从图5、图6 可知，尽管电渗析装置出水的COD、电导率分别在45.76~105.3 mg/L、2 127~3 600μS/cm 范围内波动，但经超滤装置、反渗透装置处理后，产水中的COD、电导率分别保持在14.8 mg/L、200μS/cm 以下。因此，根据含盐量、电导率、溶解性总固体之间的转换关系(含盐量/电导率=0.7，溶解性总固体不大于含盐量5%)得出，反渗透装置产水满足《工业循环冷却水处理设计规范》(GB 50050—2007)中的相应水质指标要求。此外经过检测，其他指标均满足设计出水要求。根据工程实际运行工况，反渗透装置的膜清洗周期一般为3 个月。

3 经济效益分析

采用上述工艺路线，该工程废水回用量为225m3/h，废水回收率为75%。按照该企业所在地区水价3.6 元/m3、电价0.55 元/(kW˙h)计算，其吨水运行成本为12.22 元(含电费、人工费、设备维修、药剂费、滤料更换费、膜折旧及检验费、后勤保障费、管理费，不含设备折旧费)。

4 结论与建议

(1)采用该膜法组合深度处理工艺对河北某煤化工企业焦化废水二级生化出水进行处理，产水水质达到并优于《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050—2007)中的再生水水质指标要求，产水可作为厂区生产补充新水使用，减少了工业新水用量。

(2)对于含高污染物的焦化废水二级生化出水，该膜法组合深度处理工艺的废水回收率可稳定达到75%，而常规双膜法工艺处理该废水时回收率仅为60%~70%，该工艺提高了厂区水系统回收利用率，减少了外排废水量，缓解了煤化工企业对周边环境造成的污染。

(3)采用Fenton 氧化技术与电渗析粗脱盐技术相结合的强化预处理设施，可以有效地缓解反渗透装置的膜污染，延长反渗透膜的清洗周期至3个月。

(4)该组合工艺为焦化废水深度处理领域提供了一条可借鉴的工艺路线，具有一定的推广意义。

原标题：焦化废水膜法组合深度处理工艺设计与应用

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