1、龙源期刊网 http:/大型化工厂污水深度处理的新思路作者：张洪涛 刘俊 熊亚杰 杨举平 薛健来源：科技创新导报2011年第14期摘 要:首先阐述我厂化工污水的 现状,然后论述回用水的用途,回用所采用的技术等。通 过介绍污水回用技术的基本原理、污染物去除机理、主要性能与和基本流程,探讨化工污水经深度处理工艺,以达到回用于生产的目标。化工 污水深度处理可有效去除 废水中的有机物、色度、硬度和大部分离子,出水优于新水,投资省,运行成本低,占地面积小。一方面减少废水排放,减轻环境污染; 另一方面降低生产成本,节约水资源。 关键词:化工污水深度处 理纤维过滤微虑反渗透 中图分类号:X703 文献标识码
2、:A 文章编号:1674-098X(2011)05(b)-0123-03 随着我国经济的迅速发展,工业进程的加快,水资源的紧缺及水污染的日趋加剧已经成为工业发展的制约因素。新疆独山子石化公司 对已达标排放的化工 废水作深度处理,去除其中的有机物、色度、硬度和大部分离子,达到生产工艺用水标准,有效实现化工废水回用于生产,在一定程度上缓解当地水资源匮乏等矛盾。 污水深度处理及回用是一 项有着深远意义的节水及环保举措。 1 化工污水现状 化工污水主要特点为富含石油类,COD、 浊度高且变化范围大。经过“老三套”污水处理装置生化处理后,易被生物分解的有机物已经得到较为充分的降解去除,出水中的COD物质
3、大部分为难生化降解的大分子有机物和芳香族化合物,但还存在部分生化中间产物,且含盐量较高,和工业新鲜水相比其电导率最高可达到2倍以上(工业新鲜水电导率一般为300500s/cm左右)。因此,回用难度很大。 2 污水回用方向 针对不同的回用方向,确定回用水水质需根据水源水质、水量状况、回用技术工艺可行性、投资、运输费用及水价等因素 综合考虑,探求最佳的处理方案 ,确保处理系统高效、 稳定、可靠运行,并取得最大的经济效益。化工企 业的用水主要有四方面 :(1)生产工艺过程及锅炉用的脱盐水及软化水,水质要求较高;(2)循环冷却水系统补充水,用水量较大;(3)生产辅助设施用水,一般充当化工新水,达到新水
4、标准即可;(4)生活用水及其它杂用水。 3 工艺流程简介 3.1 工艺说明 龙源期刊网 http:/从污水处理装置经“老三套”处理的污水,经提升后首先进入生物滤池,然后进入生物滤池出水贮存池暂存,用于生物滤池和纤维过滤器的反冲洗。 为了 节省提升次数,在纤维过滤和微滤之间不设中间水池和二次提升,从纤维过滤器出来的水之间经管道进入微滤装置。纤维过滤器的反洗用水也因此使用生物滤池的出水。微 滤装置的出水经微 滤出水贮存池暂存后经加压后供给反渗透装置,反渗透处理过的水可达到回用锅炉给水或循环水的要求,反渗透的浓水达标排放。为了防止微生物在纤维过滤器内滋生造成滤料板结,在生物滤池的出水总渠上设有次氯酸
5、钠投加点,对生物滤池的出水进行消毒。 预处理水经反渗透处理后 ,其浓水中各种离子被浓缩4倍,因此在进入反渗透系统前需加阻垢剂以防止反渗透浓水侧结垢。反渗透系统采用的是复合膜,这种膜对氯只能耐受1000ppmhr。由于透过水中含有余氯,因此需要在反渗透给水中投加还原剂,脱除给水中的余氯,保护反渗透膜免遭不可逆转的氧化损坏。 3.2 污水深度处理流程图(图1) 4 工艺原理及关键技术 (1)采用曝气生物滤池(BFA)作为双膜前的第一道预处理工艺,其工作原理是在滤池内放置直径只有粒径为35mm的多孔滤料陶粒作为生物群落的附着繁殖 载体,通过设在滤层下面的配气系统(也有置于滤层中间者 )向生物群落供气
6、(气源为鼓风机)。其技术特征是在滤池内充填特殊的陶粒填料,具有巨大的比表面积,可附着很大的生物量,对与低浓度有机污染水具有较好的净化效果。对污水的净化除主要依靠 滤料上的生物膜降解有机物外 ,滤层内还截留了大量类似活性污泥的悬浮生物,对污染物质也具有吸附、降解作用。它成功地降低了原水中的COD、NH3-N、NO2,提高出厂水的水质和生物稳定性。曝气生物滤池具有流程筒单,水力负荷及容积负荷大,占地小,投资省,运行成本较低,出水水质好等优点。但是 ,它的池体 结构较复杂,设备较多,自动化程度较高,要求较高的建造质量及运行管理水平(图2) 。 (2)从BAF出来的水中含有大量的微生物和细菌,会在后续
7、的过滤器中继续存在,并被大量截留在滤料中,这样就很容易造成滤料的板结。因此在 BAF之后设置高效纤维过滤器,纤维滤料的纤维丝可以做得很细,解决了粒状滤料的过滤精度受滤料粒径限制等问题。微小的滤料直径,极大地增加了滤料的比表面积和表面自由能,增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力,从而提高了过滤效率和截污容量,可有效的去除水中的悬浮物,并对水中的有机物、胶体、铁、锰、油类等有明显的去除作用。具有过滤速度快、精度高、截留容量大、操作方便、运行可靠、不需特殊维护等优点。 (3)由于化工废水水质复杂、水量变化大,为此根据原水水质条件,采用Microza压力式外压维滤膜作为反渗透的预处理,膜
8、材料为(聚偏二氟乙烯), 预计其 PVDF膜的使用寿命至少为10年,具有“海绵状”结构。以下图片显示“海绵状”微滤膜与一般微滤膜不同的结构,它具有“海绵状”高度水晶状的均一结构,整层膜都起分离功能,去除水中的生物污染物、颗粒水、胶体、浊度、细菌,以满足反渗透系统的进水水质。而一般的微 滤膜起分离作用的只是其膜 层的外表面,起分离作用的膜厚度不到膜层表观厚度的1/20, 且极易破损和划伤,相比较其机械强度、化学抵抗力及使用寿命 远龙源期刊网 http:/小于“海绵状”微滤膜。“海绵状”微滤膜具有抗污染能力强( 特别是对有机物和生物污染),化学性能稳定,机械强度高,可恢复性能好等特性,对水质适应范
9、围宽,系统安全可靠,运行成本低,综合经济效益高等特点(图3)。 (4)反渗透系统是脱盐的关键。反渗透膜采用美国海德能低污染反渗透膜元件LFC3-LD,是在传统芳香族聚酰胺基 础上,对膜表面进行了根本性的化学改进,在膜表面进行PVA复合涂层技术,将膜表面的电性有通常的负电性改为电中性,从而使RO(反渗透) 进水中的负电、正 电、中性、两性污染物在膜表面上的吸附性大大减弱 ,使膜水通量保持 稳定。此外 ,膜表面与水的接触角由原先的62度降低到47度,增强了膜的亲水性,提高了膜对胶体、有机物、金属离子的抗污染能力。反渗透膜的透过机理有氢键 理论、 选择性吸附毛细管流理 论、溶解扩散理论等,目前尚未见
10、有一致公认的解释,其中以选择性吸附毛细管流理论常被引用。该理 论以Gibs吸附式为依据,认为 膜表面由于亲水性原因,能选择吸附水分子而排斥盐分,因而在固液界面上形成厚度为两个水分子(1nm)的纯水层。在施加压力作用下,纯水层中的水分子便不断通过毛细管流过反渗透膜。膜表皮 层具有大小不同的极细 孔隙,当其中的孔隙为纯水层厚度的一倍时,称为膜的临界孔径,可达到理想的脱除效果(图4) 。 5 进出水水质比较 进出水水质情况见表1。 化工污水经深度处理COD的去除率平均为95.46,去除率较高,在后期经过调整工艺运行参数(前加氯), 使其去除率效果更加稳定。 对油平均脱除率达 93.09,脱除率较高且
11、稳定,对电导率脱除率平均为97.84,对二价离子基本上有100的去除率,对总硬、总溶固、 SiO2等也有较高的去除率,但产水异养菌偏高,平均为20个/ml,超出回用循环水10个/ml 的要求。从总的效果看是比较好的,达到了既定目标。 6 结论 该项工艺技术在实际应用上,具有耗能低,工时少,材料价格低廉,处理水准高,运行费用低等优势。经该项工艺处理过的水 ,水质优于自来水,达到锅炉用水 标准,无需再进行除盐软化。化工 污水深度处理后,可以基本上将废水全部回收利用资源化,减轻了对水资源消耗的同时,也减轻了对环境的污染,在在水资源的匮乏、 经济持续增长、人口增多的今天,化工污水深度处理所产生的环境效益和社会效益也非常显著。 参考文献 1 宋余辉工业污水回用工艺技术方案选择2007年.新疆石油化工第一卷第2期第4347页. 龙源期刊网 http:/2 孙健工业净化水库改扩建工程设计与施工总结2007年新疆石油化工第一卷第4期第2630页.
