膜法處理在焦化廢水深度處理中的應用
經過AAO工藝處理后，焦化廢水一般能達到國家規定的排放標準。但要達到廢水回用的要求，還要采用超濾、反滲透等膜法處理工藝。膜法處理主要由混凝沉淀為主的預處理部分、超濾、反滲透膜為核心的產水部分和高級氧化及離子交換為主的中水回用與達標排放部分組成。
目前，山西亞鑫煤焦化有限公司已實施焦化廢水回用處理技術，經處理后的水回用于生產，減少了廢水的排放，同時節約了新水資源。系統經過幾個月的運行，各項指標均符合設計要求。
1 水質要求
中水經處理后，產出水回用于企業，參照市政自來水的部分水質標準，處理后中水的水質要求已達到了表1中的指標。系統額定處理能力為70t/h，外排水COD≤ 100mg/L。
表1 處理后的中水水質要求
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2 水處理的工藝流程
水處理系統的工藝流程見圖1。反滲透濃水回收與排放處理流程見圖2。
如圖1所示，經生化處理后的廢水首先進入混凝沉淀設備，并投加絮凝劑發生混凝沉淀反應，以去除絕大部分懸浮物等固體雜質。由于原水中的COD大部分是由懸浮物引起的，因此又可降低COD。反滲透膜是一種半透膜，當經加壓的水流經反滲透膜表面時，水分子能透過反滲透膜，成為淡水，而大分子物質如無機離子、細菌等都將無法通過而成為濃縮水。反滲透脫鹽系統正是利用反滲透膜的物理分離原理，將無機離子進行物理分離，濃水排放，產出水的無機鹽含量大幅度降低，達到預脫鹽的目的。在本系統中，除無機離子外，有機物污染物等雜質也被分離至濃水中，從而降低了產出水中的COD、氨氮、CN－離子的含量。
設置的超濾膜作為反滲透膜的預處理手段，可延長反滲透膜的使用壽命。色、味、細菌、酚、氰、鐵、錳、氨氮及有機物等均不能透過反滲透膜。反滲透膜的產出水中無機物含量也大幅度降低，可達到類似自來水的水質標準。
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圖2 所示的系統采用了高級氧化技術分解CN－離子和有機物，CN－離子最終被氧化分解為二氧化碳和氮氣，從而將CN－離子完全無害化。氨氮和其他有機物等也被氧化分解為小分子物質。將反滲透濃水經高級氧化設備降低COD后，再進入陰離子交換器，并置換出剩余CN一離子后，廢水即可達標排放。 由于廢水的色度是由CN－離子引起的，分解去除CN－離子后，水的顏色變成了無色透明。離子交換器的再生廢液可進行回流處理。本系統水處理工藝可提高水的回收利用率，不會在系統中產生離子的循環累積，保證了系統長期穩定的運行。
3 系統運行效果
系統連續運行后對進出水水質進行了檢測，產出水的電導率遠小于市政自來水的電導率，氨氮完全被去除，其他指標均符合設計要求。產出水可完全回用于循環水系統、工業水系統以及焦化生產用水，其平均值見表2。
表2 系統進出水水質
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系統按每天運行20h計算。進水量為70t/h, 產水量為49t/h，系統的中水回收率可達70％左右。電費、藥劑費用、膜更換費用、人員工資折水費合計為1.51元/t。目前太原市的工業用水價格為3.40元/t，經計算每年可節約水費約66.68萬元經濟效益非常可觀，社會效益也非常明顯。
4 結語
系統組合了超濾膜、反滲透膜及高級氧化等新技術，又有沉淀過濾、離子交換等常規處理工藝。發揮了各處理工藝的最大效果，組成了一套完整的水處理系統。
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