膜组合工艺深度处理焦化废水试验研究

【摘要】焦化废水作为一种高浓度,高色度,毒性大的废水,是一种典型的难降解的工业废水,它的超标排放对人类、水产、作物都构成了很大的危害。对于焦化废水处理,达标排放是最基本的要求,废水回用,减少外排,实现资源的再利用才是最终目的。为实现焦化废水的“零排放”,对废水进行深度处理和回用是最佳的选择。而探索到一种高效率、低成本的深度处理技术是目前焦化废水深度处理的迫切需求。膜分离技术在废水的深度处理方面是近几年来研究的热点之一,特别是应用于工业废水的深度处理及回用。膜分离技术处理后的出水水质好,完全能达到相关工艺用水的回用标准,从而达到节能减排的目的,而且膜分离技术的处理能力稳定高效,运行操作简便,且无二次污染。反渗透是种高脱盐率的膜分离技术,与其他技术形成组合工艺,将大大提高出水的水质标准,从而扩大中水回用范围。本试验以“预处理+微滤+反渗透”工艺作为主体工艺,深度处理焦化废水。微滤作为反渗透的前一个处理装置能有效稳定的保证反渗透的进水水质,减少反渗透膜的污染延长其使用寿命。通过正交试验分析了操作压力、进水温度、进水pH以及回收率这四个因素共同作用下对试验效果的影响,得出了试验最佳运行参数和因素对试验效果影响的主次关系,并通过单因素试验检验和校正最优工况。影响试验效果的因素主次顺序为：操作压力→进水温度→回收率→进水pH。试验的最优工况条件为：操作压力为0.8Mpa,进水温度为40℃,回收率控制为80%,进水pH为7。通过单因素试验可知,废水COD、氨氮的去除率和脱盐率随着操作压力的增加而增大,膜的水通量也在随之增大。温度的升高,会使水的黏滞度下降,提高过滤速度,增加膜通量；但同时过高的温度会导致湍流激烈和膜变得疏松,使得去除效果下降。由于膜对pH都有一定的适用范围,所以进水的pH改变时,对处理效果影响不大,但超出膜的承受范围,会造成膜污染,甚至损坏膜组件,处理效果急剧下降。当过高的回收率,会在膜界面形成浓度极化而导致水质陡然下降,影响处理效果。考虑到实际情况和膜的性能,选取操作压力为0.8Mpa,回收率为80%,pH为6.0-9.0,进水温度为室温的工况条件对实际焦化废水生化出水进行深度处理,其结果为出水COD维持在10mg/L以下,去除率在95%以上；产水电导率始终保持在100uS/cm以下,可溶性无机盐率去除率在97%以上；出水的氨氮的质量浓度均小于1mg/L,去除率达到95%以上；色度几乎为零,浊度的去除率几乎达到100%,总铁的含量小于0.3mg/L,硬度远远小于450mg/L,各项重要指标均能达到循环冷却水的标准。采取物理+化学试剂的组合方式对本试验的膜进行清洗试验。先水力清洗20min,然后用0.2%的盐酸、0.1%的氢氧化钠和0.3%的双氧水进行化学清洗,最后再用反渗透出水冲洗30min,反渗透膜的产水量可以恢复到原来的97.5%。
【作者】王勇军；
【导师】颜幼平；
【作者基本信息】广东工业大学，环境科学与工程，2014，硕士
【关键词】焦化废水；深度处理；膜组合；反渗透；回用；

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