CN102320706A

CN102320706A - 一种焦化废水生化出水深度回用处理***

Info

Publication number: CN102320706A
Application number: CN201110190811A
Authority: CN
Inventors: 吴华
Original assignee: Shanghai Sevoo Environmental Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Sevoo Environmental Technology Co Ltd
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2012-01-18

Abstract

本发明涉及一种焦化废水生化出水深度回用处理***，包括由膜生物反应器与多介质过滤器组成的子***、由纳滤单元和与反渗透单元组成的二级反渗透子***。本发明有益效果为：(1)通过利用膜生物反应器替代生化二沉淀池并与多介质过滤器组成预处理工艺，可取代沉淀、混凝过滤及超滤等多道传统工艺；(2)通过利用纳滤(特别是纳滤膜)和普通反渗透膜组成二级反渗透装置，进一步去除有机物、无机盐，使出水能够达到工业补充水标准，***回收率高，膜清洗周期和膜寿命延长；通过结合膜生物反应器、多介质过滤器、纳滤及反渗透，有利于进行深度回用处理，实际应用性较强、***运行稳定、运行成本极低，***所采用的前后工艺之间的过渡无重叠及空档。

Description

一种焦化废水生化出水深度回用处理***

技术领域

本发明涉及焦化废水处理技术，尤其涉及一种焦化废水生化出水深度回用处理***。

背景技术

焦化废水通常含有大量难降解有机物、高浓度氨氮、挥发酚、氰、SCN-等，是处理难度较大的一种工业废水。目前焦化废水主要采用AO法、A₂O法等进行生化处理，这些已对污染物有了一定的去除效果，但仍存在生化出水(COD)、氰偏高，以及无机盐含量(TDS)较高等问题，从而影响废水的达标排放与回用。经过不断的改进与尝试，大多焦化废水生化出水深度回用处理工艺设计在生化二次沉淀池后增设了物化、超滤等预处理手段，再进入反渗透装置进行处理。以上工艺方案存在几个问题：(1)生化出水COD仍然偏高，预处理工艺无法解决这个问题，反渗透膜容易被有机污染，因此造成反渗透装置运行不稳定，反渗透膜频繁清洗(1-2周)、寿命降低，而且产水率(或回收率)低于60％，有些***甚至无法长期运行；(2)由于采用物理化学方法，预处理需要添加大量药剂，导致吨水处理运行成本较高(有些甚至＞10元/吨水)；(3)另外，加药量匹配不能做到完全自动化，造成超滤频繁反洗，此则进一步降低了***的回收率(超滤本身对回收率即有10％的降低)。

为此，现有很多焦化废水回用的新工艺被开发出来，例如增加臭氧、常温常压电解氧化等，主要目的是为了解决焦化废水生化出水有机物COD仍然偏高的问题。但是，这些新工艺不但设备投资高，而且运行费用也非常高(有的处理一吨水甚至高达几十元)。综上所述，焦化废水回用的主要目的是节约水资源并且节能降耗，恰当的处理工艺必须满足方法合理、成本低廉的环保原则。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提供一种***运行稳定、出水水质达到回用要求、运行成本极低的焦化废水生化出水深度回用处理***工艺。(1)通过利用膜生物反应器(MBR)替代生化二沉池，或者采用浸没式微滤改造现有生化二沉池，并且和多介质过滤器(MMF)组成预处理工艺，从而取代沉淀、混凝过滤以及超滤等多道传统工艺。(2)通过利用纳滤(特别是物料分离工艺过程所采用的纳滤膜)和普通反渗透膜组合成二级反渗透装置。

上述工艺能够有效抵抗焦化废水生化处理出水有机物COD、无机盐(TDS)偏高，出水能够达到工业补充水标准，***能够长期保持高回收率(＞67％)，运行稳定，膜清洗周期和膜寿命都得到成倍延长。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种焦化废水生化出水深度回用处理***，包括膜生物反应器(或者沉浸式微、超滤装置)和多介质过滤器组成的预处理工艺，以及纳滤单元和反渗透单元组成的二级反渗透工艺。

所述膜生物反应器的进、出水管分别与生化池及原水箱连接，所述原水箱的出水管设有多介质过滤器，所述多介质过滤器出水管依次顺序连接纳滤单元、中间水箱和反渗透单元，最终进入反渗透产水箱。所述纳滤单元与反渗透单元的进水端还分别连接清洗***(周期性间歇使用)，纳滤单元与反渗透单元的浓水端分别接入各自的浓水池，以待分别再加以回收利用。

所述膜生物反应器(或者沉浸式微、超滤装置)由膜组件、曝气管路、进水及出水管路、混合液循环管路、混合液循环泵、MBR水泵组成；针对焦化废水生化处理，膜生物反应器推荐采用内置式工艺，优选平板膜组件，膜孔径＜0.3um。更加适合于高浓度污泥、低负荷运行，耐冲击负荷，确保膜生物反应器MBR出水稳定，污泥淤塞指数SDI值小于4。

所述多介质过滤器(MMF)部分内部含有石英砂和无烟煤，过滤流速低于6米/小时。在膜生物反应器后设置多介质过滤器主要目的是拦截穿透MBR膜孔的胶体物质。多介质过滤器通过混凝，将这些泄漏的小颗粒胶体物质，凝聚成“团”，通过低速、深层过滤，有效拦截在纳滤、反渗透装置前，以保护后道工艺更加稳定地运行。

MBR+MMF的预处理工艺组合，由于MBR不但适合于在焦化废水生化***恶劣条件下运行，其出水水质又完全达到后续工艺要求，替代、取消了传统工艺(絮凝沉淀、过滤等物化处理)中需要大量添加的各种药剂，大幅度降低了***运行成本，因此经济合理。而MMF在此工艺中起到深度过滤的保障作用，确保出水达到预处理的水质要求。

所述纳滤单元，由高压泵、按一定比例排列的压力膜壳容器(1个压力膜壳内串联放置了多根纳滤膜元件)即纳滤膜组件，以及进水、产水和浓水管组成。高压泵将预处理工艺中原水箱的原水高压泵入纳滤膜组件，纳滤膜产水经由产水管进入中间水箱，浓水经由浓水管进入纳滤浓水池。

针对焦化废水生化处理后的原水，其含盐量(TDS)很高，有时甚至高达10000μs/cm(以电导率计)以上。仅用一级反渗透处理出水难以稳定达到工业补充水标准(电导率＜500μs/cm)，还需要增设二级反渗透处理装置。因此，采用NF纳滤单元作为前置处理工艺，不但可以除去焦化废水中残余的有机物COD和硬度盐份(二价离子)，还可以充当一级反渗透的部分功能(无机盐去除率以电导率计＞40％)。***工艺只需要在纳滤单元后置增设第二级反渗透单元既可以稳定达到工业补充水标准。

针对焦化废水生化处理后的残余有机物质较高(COD＞150mg/l)，我们建议采用工艺过程控制、物料分离纳滤膜组成的纳滤单元(NF)，以强化其去除有机物的优越功能和耐受性。另外，纳滤膜对二价盐还有相当的去除率，经过纳滤的软水(去除了二价离子)再经过反渗透装置(RO)，已没有结垢的倾向，不需要再添加任何阻垢剂，又减少了运行成本。

所述反渗透单元，由高压泵、按一定比例排列的压力膜壳容器(1个压力膜壳内串联放置了多根反渗透膜元件)即反渗透膜组件，以及进水、产水和浓水管组成。高压泵将纳滤单元之后中间水箱的水高压泵入反渗透膜组件，膜产水经由产水管进入反渗透产水箱，浓水经由浓水管进入反渗透浓水池。

本发明所述的焦化废水生化出水深度回用处理***的有益效果为：通过利用膜生物反应器替代生化二沉池，并和多介质过滤器(MMF)组成预处理工艺，从而取代沉淀、混凝过滤以及超滤等多道高能耗、高运行成本的传统工艺；通过利用纳滤和反渗透膜组合成二级反渗透装置，不但能够抵消焦化废水生化出水有机物偏高的不利因素，而且除盐深度得到进一步提高。整个***有效针对焦化废水生化出水处理，具有较高的处理效果使出水水质达到回用要求、实际应用性较强、***运行稳定、运行成本极低；***所采用的前后工艺之间的过渡无重叠及空档，较为精简且完善。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述焦化废水生化出水深度回用处理***的组成原理示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例所述的焦化废水生化出水深度回用处理***，包括由膜生物反应器、原水箱、多介质过滤器、纳滤单元、反渗透单元、反渗透产水箱、清洗装置、浓水池组成。所述膜生物反应器的进、出水管分别与生化池及原水箱连接以备后继***使用，所述原水箱的出水管设有多介质过滤器，所述多介质过滤器出水管依次顺序连接纳滤单元、反渗透单元、反渗透产水箱，其中的纳滤单元与反渗透单元的进水端还分别连接清洗装置，此纳滤单元与反渗透单元的浓水端分别接入浓水池。所述膜生物反应器包括沉浸式板式膜组件、曝气管路、进水及出水管路、混合液循环管路、混合液循环泵、MBR水泵，其工作方式为：MBR水泵经过沉浸式板式膜组件，以***废水处理量恒定抽吸过滤，有效提高固液分离的效率、强化生化处理效果，为而得到优质的出水。部分混合液回流到生化池前端，均化生化***污泥浓度，提高生化前端处理能力，MBR进水(即焦化废水生化出水)COD约为250mg/L，经处理后出水SDI＜4、COD降至160mg/L左右；所述中间水箱的水为膜生物反应器出水，它通过原水泵泵入多介质过滤器进行后继处理，在多介质进水管道处安装管道混合器以便于进行氧化剂、絮凝剂等药剂的投加，加药后的水进入多介质过滤器；所述多介质过滤器是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非颗粒状材料，从而有效吸附、去除悬浮胶体杂质；本实施例中的多介质过滤器部分采用石英砂和无烟煤，利用膜生物反应器和多介质过滤器的联合预处理，出水SDI＜3，能有效优化纳滤进水水质，保证纳滤装置和后继反渗透装置的长期稳定运行。

以上本发明实施例所述的焦化废水生化出水深度回用处理***，其中的纳滤单元即纳滤(NF)，采用新型膜分离技术，在较低的压力下仍具有较高脱盐性能，主要用来去除二价或多价离子及分子量介于200～500之间的有机物，基于这一特性，纳滤部分可有效去除焦化生化出水中残余的难降解COD及硬度盐类物质，达到理想的处理效果，本实施例中该装置进水COD设置在160mg/L左右、电导率在7000μs/cm左右，经过处理，NF装置出水约为COD在40mg/L左右、电导率在3600μs/cm。所述反渗透单元是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作，同纳滤相比，对单价离子和分子量低于200的有机物有较好的截留效果，因而在***中可进一步去除纳滤出水中残余的盐类，降低产水电导率，使其达到工业补充水标准，本实施例的此装置进水COD设置在40mg/L左右、电导率在3600μs/cm左右，经过处理装置出水COD在5mg/L左右、电导率在180μs/cm以下；所述多介质过滤器需定时进行反洗以保证预处理效果，水源可采用膜生物反应器出水、纳滤浓水或反渗透浓水等。由于直接采用膜生物反应器出水作为反洗水源定期对过滤器进行反洗，纳滤和反渗透装置在运行一段时间后，通量会下降，需要进行及时的清洗恢复以其处理能力，此时可利用清洗泵将清洗装置中配置好的药剂泵入纳滤装置或反渗透装置的前端进行清洗。清洗完成后需要冲洗***，为纳滤装置或反渗透装置重新投入使用做好准备。

综上所述，本发明所述焦化废水生化出水深度回用处理***，在膜生物反应器之后设置多介质过滤器，主要目的是拦截穿透MBR微滤膜孔的胶体物质；多介质过滤器通过混凝，将这些泄漏的小颗粒胶体物质，凝聚成“团”，通过低速、深层过滤，有效拦截在纳滤、反渗透装置前，以保护后道工艺更加稳定运行。由于MBR膜生物反应器不但适合于在焦化废水生化***恶劣条件下运行，其出水水质又完全达到后续工艺要求，替代、取消了传统工艺(絮凝沉淀、过滤等物化处理)中需要大量添加的各种药剂，大幅度降低了***运行成本，因此经济合理，而多介质过滤器在此工艺中起到深度过滤的保障作用，进一步确保达到预处理的水质要求。针对焦化废水生化处理后的残余有机物质(COD＞150mg/l)，可采用过程控制、物料分离膜组成的纳滤工艺(NF)，以强化其去除有机物的优越功能和耐受性；另外，纳滤膜对二价盐有相当的去除率，经过纳滤的软水(去除了二价离子)再经过反渗透装置(RO)，已无结垢倾向，不用再添加任何阻垢剂。针对焦化废水生化处理后的原水，其含盐量(TDS)很高，有时甚至高达10000μs/cm(以电导率计)以上，仅用一级反渗透处理出水，不能稳定达到工业补充水标准(电导率＜500μs/cm)，还需要增设二级反渗透处理装置，因此采用NF纳滤作为前道处理工艺，不但可除去焦化废水中残余的COD有机物和硬度盐份，还可充当一级RO的部分功能(无机盐以电导率计去除率＞40％)，***只需要在纳滤后增设一级RO既可稳定达到工业补充水标准。

Claims

1.一种焦化废水生化出水深度回用处理***，包括膜生物反应器(或者浸没式微、超滤装置)、原水箱、多介质过滤器、纳滤单元、中间水箱、反渗透单元、反渗透产水箱及清洗装置。其特征在于：所述膜生物反应器的进、出水管分别与生化池及原水箱连接，所述原水箱的出水管设有多介质过滤器，所述多介质过滤器出水管依次顺序连接纳滤单元、中间水箱和反渗透单元，最终进入反渗透产水箱。

2.根据权利要求1所述的焦化废水生化出水深度回用处理***，其特征在于：利用膜生物反应器或者其它浸没式微滤装置替代生化二沉池，并和多介质过滤器组成预处理工艺，从而取代沉淀、混凝过滤以及超滤等多道高能耗、高运行成本的传统工艺，保证后继纳滤和反渗透装置进水水质。

3.根据权利要求1所述的焦化废水生化出水深度回用处理***，其特征在于：针对焦化废水生化出水有机物质较高，采用物料分离纳滤膜组成的纳滤单元，强化去除此类有机物；针对焦化废水生化出水电导率高，利用纳滤膜去除二价离子等，减少后继反渗透装置结垢倾向。

4.根据权利要求1所述的焦化废水生化出水深度回用处理***，其特征在于：针对焦化废水生化出水经纳滤处理后电导率依旧偏高，采用反渗透对其进行后继处理，达到进一步脱盐的目的。

5.根据权利要求1所述的焦化废水生化出水深度回用处理***，其特征在于：联合使用纳滤和反渗透技术对焦化废水生化出水进行深度处理，使出水满足工业补充水标准，拓展其回用空间。

6.根据权利要求1所述的焦化废水生化出水深度回用处理***，其特征在于：采用“膜生物反应器+多介质过滤器+纳滤+反渗透”工艺对焦化废水生化出水进行深度回用处理，***运行稳定、运行成本低。