我國煤炭資源豐富,現代煤化工是生產各類化工產品的基礎產業。煤化工行業既是用水大戶又是排水大戶,有關資料顯示,生產1t合成氨需耗新鮮水約12.5m3,生產1t甲醇需耗新鮮水約15m3,生產1t二甲醚需耗新鮮水約15m3,直接液化1t油需耗新鮮水約7m3,間接液化1t油需耗新鮮水約12m3,而煤化工廢水排放量占全國工業廢水總量的30%左右。水資源的嚴重匱乏,已經成為制約煤化工行業發展的重要因素。為了使該產業走上可持續發展的道路,發展煤化工“零排放”技術和進行廢水深度回用是十分有效的措施。
煤化工廢水的來源主要有焦化廢水、氣化廢水和液化廢水。煤化工廢水以高濃度煤氣洗漆廢水為主,其組成成分十分復雜煤化工廢水內含污染物質達300多種,主要包括焦油、苯般、氟化物、氨氮、硫化物等。綜合廢水COD可達500mg/L、氨氮在200-500mg/L,是一種典型含有較難降解有機化合物的工業廢水。煤化工廢水經生化處理后還殘留各種生色基團和助色基團物質,如3-甲基1,3,6庚三烯,5-降冰片烯-2-羧酸、苯粉、2-氯2-降冰片烯等,因而還具有較高的色度和濁度。
目前國內大多數煤化工企業廢水處理采用常規“物化預處理+生化處理”的二級處理方法。研究發現,煤化工廢水生化處理進水共檢出244種有機污染物。經過二級處理后,出水中仍然會有一部分難降解、可生化性差的小分子有機物存在,如經A/O生物脫氮工藝處理后的焦化廢水仍有8%左右的有機物難以生化去除。由于難降解有機物的存在,煤化工廢水經過常規二級生化處理之后出水的COD、氨氮等指標不能達到排放和回用標準,用于循環冷卻水系統會造成粘泥生長、結據腐蝕等不良后果,而直接排放不僅會對環境產生危害,也會造成水資源的極大浪費。在這種情況下,對煤化工廢水進行深度處理回用是唯一也是必然的選擇。
膜處理技術由于其高效、實用、可調、節能和工藝簡便等特點,已經被廣泛地應用于污水回用領域其中在煤化工廢水深度回用方面的應用尚屬技術開發前沿,有著廣闊的前景。隨著制造工藝的提高,曾被認為是十分昂貴的膜處理技術成本逐漸降低,具有很強的競爭力。現在應用得較多的膜處理技術有微濾、納濾、超濾、反滲透等。
目前煤化工廢水深度回用的膜技術工藝應用較多的是UF-RO工藝,此工藝中反滲透膜的高脫鹽率有利于處理后的水回用于循環冷卻水,但是也存在著系統運行壓力高、產水率低、濃水產量大、膜容易污堵等問題,進一步造成運行維護成本的增加,也不利于濃縮液的處理。由于納濾膜較反滲透膜具有抗污染力強、運行壓力低、經濟性高等特點,進一步開發出UF-RO工藝,也能夠達到循環冷卻水TDS小于1000mg/L的要求,產水率較高。但是NF對一價離子特別是氯離子沒有去除作用,循環排污水回到污水處理系統易造成氯離子等的累積。為了解決這一問題,在UF-NF之后還是需要反滲透進行處理以維持系統鹽分和氯離子的平衡,同時NF的存在也為RO提供了保護作用。所以釆用UF-NF-RO是經濟可行的工藝,能達到較好的處理效果并且系統運行穩定、清洗周期較長。
UF-NF-RO膜技術用于煤化工廢水的深度回用具有明顯的優勢,主要體現在:
1、系統運行可靠穩定,維護周期延長;
2、連續運行產水水質好且水質波動小;
3、便于廢水處理后分級回用,利于實現物盡其用,降低處理成本;
4、系統集成度高,占地面積小;
5、自動化程度髙,操作及維護簡單;
6、無需使用酸堿,安全性高,無污水排放,環境污染小。
UF-NF-RO膜技術在煤化工廢水深度回用方面具有顯著的經濟效益、環境效益和社會效益及重要的推廣和應用價值,具有國際領先水平。
文章名稱:反滲透在煤化工廢水深度回用中如何應用?
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