隨著國家環(huán)保政策的日趨嚴(yán)格，焦化廢水的深度處理已經(jīng)成為水處理技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。雖然高級(jí)氧化對焦化廢水中大分子有機(jī)物具有開環(huán)、斷鏈的處理效果，但是普遍存在前期投資和運(yùn)行成本高、工業(yè)化應(yīng)用操作復(fù)雜且不易管理、后續(xù)仍需要生化再處理等不足之處。過濾和吸附等物理工藝具有顯著的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性，但是其焦化廢水的深度處理中試研究和工業(yè)化應(yīng)用鮮有報(bào)道。本論文采用絮凝沉淀／活性炭吸附／低壓膜過濾集成工藝深度處理焦化廢水，考察各工藝段的處理效果，以期克服化學(xué)氧化技術(shù)的不足之處，并且為工業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

１實(shí)驗(yàn)部分

１.１試驗(yàn)用水:某鋼鐵聯(lián)合企業(yè)化工廠污水處理站的焦化廢水處理能力為４８００ｍ３／ｄ，試驗(yàn)所用廢水來源于處理站的Ａ２／Ｏ工藝穩(wěn)定運(yùn)行期間的排水。

１.２分析方法:由于焦化廢水中含有一些不能被重鉻酸鉀氧化的有機(jī)物，以及能夠被重鉻酸鉀氧化的氯離子等無機(jī)物，嚴(yán)重影響消解法測定ＣＯＤ的結(jié)果，故選用ＴＯＣ作為定量指標(biāo)。ＴＯＣ的分析采用德國元素公司的ＬｉｑｕｉＴＯＣＩＩ總有機(jī)碳分析儀。

１.３工藝路線:中試試驗(yàn)裝置的處理能力為１.５ｍ３／ｈ，安放在現(xiàn)場二沉池出水附近。工藝路線為，Ａ２／Ｏ生化系統(tǒng)處理后的二沉池出水經(jīng)過加藥后進(jìn)入絮凝沉淀反應(yīng)器，上清液進(jìn)入活性炭吸附罐，出水經(jīng)過加壓后進(jìn)入４級(jí)串聯(lián)的低壓膜過濾罐，最終得到深度處理后的廢水，如圖１所示。

本中試研究的參數(shù)設(shè)定范圍是基于早先的實(shí)驗(yàn)室小試研究的成果，希望以此能夠?yàn)樽罱K的工業(yè)化應(yīng)用奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

２結(jié)果與討論

２.１絮凝沉淀工藝:雖然試驗(yàn)用水來源于現(xiàn)場生化系統(tǒng)處理后的二沉池出水，但是焦化廢水毒害性較大、水質(zhì)波動(dòng)劇烈，使得污泥中的微生物分泌胞外聚合物較多、種群結(jié)構(gòu)松散，從而導(dǎo)致二沉池出水色度大、懸浮物多，經(jīng)常出現(xiàn)少量跑泥的現(xiàn)象。為了減輕后續(xù)吸附和過濾工藝的負(fù)荷，需要對廢水再次進(jìn)行有針對性的絮凝沉淀。

研究表明焦化廢水生物處理二沉池出水所含的懸浮物以不溶性有機(jī)物和膠體為主，往往帶有一定量的同性電荷，相互排斥且難以自動(dòng)聚集成大顆粒。因此試驗(yàn)藥劑采用自主研制的ＸＡＣ高效絮凝藥劑，屬于長鏈的高分子聚合物，其特點(diǎn)是在水中可形成帶電荷的長鏈多功能基團(tuán)，具有壓縮膠體雙電層作用，使基團(tuán)凝聚成較大顆粒絮狀礬花，并快速沉降，易于分離。絮凝劑和聚丙烯酰胺的投加量分別為２７０ｇ／ｔ和０.４ｇ／ｔ，在管道內(nèi)部混合絮凝后的沉淀時(shí)間為４５ｍｉｎ，處理效果如圖２所示。

試驗(yàn)結(jié)果表明，ＸＡＣ絮凝劑對廢水中的ＴＯＣ具有明顯的去除效果，雖然進(jìn)水ＴＯＣ濃度波動(dòng)范圍為２０～４０ｍｇ／Ｌ，但是沉淀后出水濃度在１５～２０ｍｇ／Ｌ，去除率為２０％～４０％。由于生化出水的ｐＨ為７.０左右，滿足ＸＡＣ絮凝劑的工作要求，無需額外的增加調(diào)節(jié)ｐＨ的設(shè)施，便于工業(yè)化的應(yīng)用。該藥劑對廢水的色度同樣具有良好的去除效果，穩(wěn)定在６０～１８０倍，去除率達(dá)到５０％～６５％，同時(shí)水回收率控制在９０％～９５％。

２.２活性炭吸附工藝:活性炭吸附工藝憑借自身的投資節(jié)省、操作簡單和效果顯著等優(yōu)勢，在工業(yè)化廢水處理中具有廣泛地應(yīng)用，特別是對有機(jī)物具有非選擇性的吸附作用。由于存在物料流失和吸附飽和等不足之處，試驗(yàn)裝置配備了自動(dòng)反洗和蒸汽再生系統(tǒng)?；趯?shí)驗(yàn)室小試的研究結(jié)果，中試試驗(yàn)采用廣東鴻生１０號(hào)顆粒木質(zhì)炭，吸附停留時(shí)間為１.５ｈ，處理結(jié)果如圖３所示。

從圖中可以得出，活性炭吸附工藝出水ＴＯＣ穩(wěn)定在１２～１４ｍｇ／Ｌ，去除效率保持在１２％～３２％之間，出水色度達(dá)到５０倍以下，處理效果明顯。由于從Ａ２／Ｏ系統(tǒng)的出水到進(jìn)入活性炭吸附，經(jīng)過了兩級(jí)絮凝沉淀，因此有效的降低了活性炭負(fù)荷，在此試驗(yàn)期間并沒有運(yùn)行反洗和蒸汽再生程序。并且由于試驗(yàn)操作規(guī)范，沒有發(fā)生物料流失的現(xiàn)象。

２.３低壓膜過濾工藝:活性碳纖維是碳纖維技術(shù)和活性炭技術(shù)相結(jié)合發(fā)展起來的新技術(shù)，具有過濾和吸附的雙重作用，國內(nèi)外關(guān)于采用此工藝深度處理含有機(jī)物的廢水的報(bào)道逐漸增加。文章的低壓膜元件由高活性碳纖維制成，裝填在圓柱形過濾罐中，對比傳統(tǒng)的纖維束過濾工藝提高了對較小粒徑懸浮物的處理效果，同時(shí)較大的比表面積具備一定的吸附能力。主要工藝參數(shù)為，工作壓力為０.１５～０.３ＭＰａ，孔隙率為８５％，過水流量為３.５～４.５ｍ３／（ｈ˙ｍ２）。低壓膜工藝出水ＴＯＣ及其去除率如圖４所示，

排水ＴＯＣ穩(wěn)定在９～１２ｍｇ／Ｌ，去除效率范圍保持在５％～３０％之間。結(jié)果表明，低壓膜元件所具備的過濾和吸附雙重功效，能夠有效地降低焦化廢水中殘余的難處理的有機(jī)物。同時(shí)四組膜組件采用獨(dú)特的連接方式，正常工作時(shí)四級(jí)串聯(lián)運(yùn)行，而當(dāng)其中的一組反洗時(shí)，其它三級(jí)能夠正常依次串聯(lián)工作，保證處理效果。除此之外，低壓膜工藝出水色度小于３０倍，ＳＤＩ小于４，為后續(xù)的反滲透脫鹽等工藝的應(yīng)用提供了條件。

綜上所述，由絮凝沉淀／活性炭吸附／低壓膜過濾構(gòu)成的物理處理集成工藝，在進(jìn)水ＴＯＣ濃度波動(dòng)范圍較大時(shí)能夠保證良好的處理效果。絮凝沉淀工藝出水ＴＯＣ穩(wěn)定在１５～２０ｍｇ／Ｌ，去除率為２０％～４０％；活性炭吸附工藝的出水ＴＯＣ穩(wěn)定在１２～１４ｍｇ／Ｌ，去除率為１２％～３２％；而低壓膜的出水ＴＯＣ穩(wěn)定在９～１２ｍｇ／Ｌ，去除率為５％～３０％，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的同時(shí)，為后續(xù)的脫鹽提供了條件。

３結(jié)論

（１）采用絮凝沉淀／活性炭吸附／低壓膜過濾物理處理集成工藝處理焦化廢水的生化尾水，具有良好的處理效果，ＴＯＣ總體去除率在６０％左右，實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物的達(dá)標(biāo)排放。

（２）集成工藝中的絮凝沉淀工藝出水ＴＯＣ穩(wěn)定在１５～２０ｍｇ／Ｌ，去除率為２０％～４０％；活性炭吸附工藝的出水ＴＯＣ穩(wěn)定在１２～１４ｍｇ／Ｌ，去除率為１２％～３２％；而低壓膜的出水ＴＯＣ穩(wěn)定在９～１２ｍｇ／Ｌ，去除率為５％～３０％。

（３）集成工藝出水色度小于３０倍、ＳＤＩ小于４，不僅達(dá)到枟遼寧省地方排放標(biāo)準(zhǔn)枠（ＤＢ２１／１６２７－２００８）的要求，而且為后續(xù)的反滲透脫鹽等工藝的應(yīng)用提供了條件。

來源:《冶金能源》  作者:胡紹偉等

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