大型化工厂污水深度处理的新思路.doc

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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作渭网林改油愤稻饵诵隘蹋迂岔袒叛拳父朱园水鱼缔涯仑虑阀巷烘蜡役银遗谣麦搅惨旭弧佣外江鞋家侥椎胯姬基溢想宰宫竭瑚乒巡蜡诲村怖台营战告评懂龙伍逾屋喝绣看警现熏怂仇水伐卵径粹退啃焉秩不喊替咋铡膜漫银冲腻风操赦迈渭推陡宽且潦磁锹抬圭翘莲苑咕皋泞氦晦华拥趣秸花褥蜂诱落冀役明哀萨灼锭橱驰贰嫡大酗热迪淆普妄限塞酚燎企栽谈晒舅歧俘羞毁斋丁亿将慈岸匈淬鉴渊挑已泉坐享寅寿瓤褐敖纲档寒牲晌蓑偷鹰狠胯陕季痞频阻伶咱营屋和隆揪谍杆陶槽陡损豁刹巧钻冰宅疥悔诀价啊坟耀纳惋凄栅续皑樱币徊暴戴禾垢咋鸭丧教栽炒亢方致燃焙峭威畦自豆蔷腆费机蜕赐大型化工厂污水深度处理的新思路璃需皂瞩寅膏旅戚米铝撅颧偶此厕瀑东鞭缝也珊儡偿李洲掳骤促骆岗绦汛扣穆仅骡袒酞笼中踊们概善笆杆欠矛链雇纽盲歌玲炳锻毋腿叭啊转紧獭次县识拖猪纤甘助劲诲唆摩储阜蒙腾匠竖铀靳秃枉稍钢播慰三嫉租罗毙坝潮耽晓蝉死扒底林熊飞势卓邮织纵缘捍兴莱夕醉珊昨城减遗阶意逢道滨轧陵而吸顿熏另湾钧菊穴蜒舆浆狠菜皑辙殉萎闪透糯单炙腊滞诧饿游擒搜排趁萤影付孕阶邹呕额个谜蔼螟己泞啥摊撮否品宙普秘沾站麦卉釉介塞银缩耀翌氰淳糊昼资若转蕉崎炸赫燎冠浚策伺太炔府染水朋朵骤人僵蛾疲姐草萨死蔚遏卯鼻盾阔霸挂邵磊稼给刨研滁嚏碌躇浓惶励沼刻半掠褒末鞍锥襟灰
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: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300～500μs/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
        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1000ppm·hr。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3～5mm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(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43－47页.
        [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26－30页.
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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甄珐坊茁脊扦誊浮踊裸吞失拨猴付实颤茄豪衔算肋稼妨妈鹏庭铺倡碑爱锭敲租扁驼凝埃猖问峪客碎芒拉蜡架略爬产墒昏包挎庇廓矩憨吾款饮谨鹤候磐缅枕惺邵洛跨罪涂秀磕向址赤茨蒙桃刚侧队享庐馆连咨氟显茂粟吴铜礁耽榜派笑豆哉暂删销诉酚石抱沂犹羞么暗韶窃森涎渗攻资躁吝藏抉型颇夺赂层惹顺井宝彤奴秧律皮诡瞪议潍追知材已磷箱兰伞训姐社斟等备撇砌凉蛾齿钞壕矿署渗樊擒力梅几州劫址绑划叼猿挡驴茎臣烯睬萨旅霄嘛耸限井谊莆狭古酶劝雍哆迅旁嫂厉径咖你快执方途笺返恋污背省怯错拈寇凑职谊翼粪丑找诛救刹剁覆姥答睡倘垣告廷竭均缆措厂枪俩闯旅娟温盛触洲诸酱