焦化廢水作為一種高污染、高濃度、難降解且有毒有害的工業(yè)廢水，在我國工業(yè)廢水排放量中約占2%，廢水產(chǎn)生量較大。焦化廢水污染物成分復(fù)雜，主要包含酚、氰化物、硫化氫、硫氰化物、吡啶、苯、油類等，現(xiàn)在一般選用預(yù)處理及生化法進(jìn)行處理。隨著《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171—2012)的強(qiáng)制實施及環(huán)保要求的逐步提高，關(guān)于焦化廢水的處理不再局限于合格排放，而是尋求相對經(jīng)濟(jì)、更為生態(tài)及資源化的回用技術(shù)，以進(jìn)一步提高焦化企業(yè)的水資源重復(fù)利用率。膜分離技術(shù)以運(yùn)行穩(wěn)定、處理效率高、操作簡單、無二次污染等長處，成為時下焦化廢水深度處理的研討熱點(diǎn)之一，但其也存在膜污染難以解決、化學(xué)清洗頻繁、濃水處置雜亂等壞處。因而，尋求一種高效、穩(wěn)定的焦化廢水膜法組合深度處理工藝，完成焦化廢水資源化利用，成為筆者的探究要點(diǎn)。

　　1 膜法水處理

　　膜法水處理是近年來不斷發(fā)展完善的一種水處理技術(shù)。在污水回用、海水淡化及物料分離等方面皆有廣泛應(yīng)用，其作業(yè)原理是以選擇性透過膜為分離介質(zhì)，使廢水中的成分選擇性的透過膜，從而起到分離凈化的作用。

　　膜法主要包括超濾、逆滲透及納濾技術(shù)。超濾膜技術(shù)是以壓力為動力，利用超濾膜中分布的不同孔徑對液體進(jìn)行分離的物理作業(yè)過程，其過濾孔幾乎能夠截留液體中所有的膠體顆粒、蛋白質(zhì)及大分子有機(jī)物。膜分離系統(tǒng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，同時具有耐酸、耐堿及耐水解的可靠性能，能夠在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及各種有機(jī)溶液條件下使用，適用于焦化廢水的深度處理作業(yè)。

　　納濾是一種精密性膜分離技術(shù)，因其孔徑僅為幾納米，截留分子量在80–1000的范圍之內(nèi)，因此稱之為納濾。納濾技術(shù)是從反滲透技術(shù)中分離出的一種膜分離技術(shù)，屬于超低壓反滲透技術(shù)的延續(xù)及發(fā)展分支。納濾膜系統(tǒng)存在著納米級的細(xì)孔，截留率大于95%，其高效的攔截率適用于海水淡化、污水處理及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。

　　將超濾與納濾工藝組合應(yīng)用于焦化廢水的深度處理中，對各類高濃度的有毒化合物可進(jìn)行有效攔截，且系統(tǒng)過濾精度高，處理效果穩(wěn)定、設(shè)備所需空間有限、處理作業(yè)能力較強(qiáng)，可用于每小時上百噸的工業(yè)廢水處理。

　　2 工藝流程

　　通過對水質(zhì)進(jìn)行工程設(shè)計，焦化廢水深度處理系統(tǒng)進(jìn)水B/C為0.28～0.29，碳氮比為0.60～0.74，可生化性差，含鹽量及COD高，且廢水中包含多環(huán)芳香族化合物、脂肪族化合物等難生物降解的污染物。

　　焦化廢水除油后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，再經(jīng)由生化處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，生化處理后的廢水流經(jīng)芬頓反應(yīng)器，加入芬頓試劑，出水進(jìn)入絮凝反應(yīng)池，加堿調(diào)節(jié)絮凝反應(yīng)池的水至中性，添加PAM絮凝的出水進(jìn)入輻流式沉淀池，沉淀池出水作為焦化廢水深度處理系統(tǒng)的進(jìn)水。進(jìn)水進(jìn)入試驗系統(tǒng)調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)和水量調(diào)節(jié)，再經(jīng)由砂濾器過濾水中顆粒較大的懸浮物后進(jìn)入緩沖水池，再由泵抽入超濾裝置和反滲透裝置進(jìn)行深度處理，最后得到深度處理后的出水用作工業(yè)循環(huán)水，試驗產(chǎn)水率約為70%，產(chǎn)生的濃水直接排出，實際運(yùn)行過程中還需考慮濃水的處置。

　　3 試驗水樣及設(shè)備

　　試驗以大型焦化廠生化系統(tǒng)混凝沉淀池出水的一般廢水為樣，水樣指標(biāo)情況：CODcr150–250 mg/L、氨氮10–30 mg/L、揮發(fā)酚2–10 mg/L、氰化物2–10 mg/L、石油類10–20 mg/L、PH6.5–7.5、濁度實15–120 NTU。

　　試驗設(shè)備：調(diào)節(jié)池，用來進(jìn)行水質(zhì)及水量的調(diào)節(jié);砂濾器，孔徑為600mm，用于初步過濾原水中顆粒較大的懸浮物;超濾系統(tǒng)采用UOF–IV，其孔徑為0.002–0.1微米之間，用于截留大分子物質(zhì)及雜質(zhì);保安過濾器為JML–230/5，用于保護(hù)納濾膜系統(tǒng)部件不被懸浮顆粒所堵塞;納濾膜采用NF8040，用于截留相對分子質(zhì)量為數(shù)百的物質(zhì)。

　　超濾裝置作為反滲透裝置的預(yù)處理裝置，為反滲透裝置提供濁度<0.2NTU、SDI<3的進(jìn)水，在降低反滲透裝置的化學(xué)清洗頻率、延長反滲透膜的使用壽命及保障反滲透系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行等方面起到保安作用。反滲透裝置作為二級脫鹽裝置，可將廢水中剩余的溶解鹽、膠體、有機(jī)物等去除。該工程采用的超濾膜材質(zhì)為聚偏氟乙烯(PVDF)膜，膜數(shù)量為60支/套、平均運(yùn)行通量為60L/(m2?h)、產(chǎn)水量為180m3/(h?套)，共2套，超濾產(chǎn)水進(jìn)入超濾產(chǎn)水池(ht為0.67h)。反滲透裝置前設(shè)置保安過濾器，孔徑為5μm，共2臺。反滲透裝置采用渦卷式反滲透膜，膜數(shù)量為204支/套、回收率70%、平均運(yùn)行通量為15L/(m2?h)、產(chǎn)水量為113m3/(h?套)，共2套。

　　4 試驗過程

　　分析總結(jié)納濾及超濾膜在焦化廢水深度處理中的試驗結(jié)果，試驗水處理工藝流程為：生化混凝沉淀池——調(diào)節(jié)池——砂濾器——中間水槽——保安過濾器——超濾裝置——緩存水槽——保安過濾器——反滲透裝置——出水儲水槽。

　　試驗內(nèi)容：將A2/O生物處理法混凝沉淀處理后的焦化廢水作為超濾和納濾工藝組合系統(tǒng)的原水。檢測處理前后的COD、氨氮濃度、濁度的對比變化進(jìn)行分析，并結(jié)合環(huán)保部頒發(fā)的《污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范》(GB50335—2002)中的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行對比。

　　5 工藝處理效果

　　試驗可知，超濾和納濾組合工藝對廢水的處理效果受原水COD的影響較大，原水中COD增加或減少時，超濾出水中的COD也會隨之增加或減少。經(jīng)60天的連續(xù)試驗表明：超濾與納濾組合對原水中進(jìn)行過濾后的出水COD指標(biāo)基本穩(wěn)定在60 mg/L，顯示出此組合工藝對處理廢水COD的高效穩(wěn)定效率。

　　對氨氮濃度的去除效果：原水中的氨氮指標(biāo)在20 mg/L左右，經(jīng)超濾-納濾設(shè)備處理后，氨氮濃度有明顯降低，基本在10 mg/L以下，超濾的平均去除率為31%，納濾的平均去除率為75%。

　　對濁度的去除效果：原水濁度在15-120NTU，經(jīng)超濾設(shè)備過濾后出水低于1.6NTU，納濾出水低于1.0NTU，且去除效果較為穩(wěn)定，工藝對原水濁度的平均去除率約為98%，對濁度物質(zhì)幾乎能夠?qū)崿F(xiàn)全部截留，具有良好的去濁功能。

　　采用超濾與納濾組合工藝進(jìn)行深度處理后的出水指標(biāo)基本達(dá)到《污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范》(GB50335—2002)中再生水用作冷卻用水的水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)。

　　6 結(jié)論

　　超濾與納濾組合系統(tǒng)對焦化廢水的深度處理效果明顯，該系統(tǒng)對去除廢水中高濃度有機(jī)物及多種化合物的效果較為突出。通過超濾與納濾工藝的聯(lián)合使用，可以使廢水的COD保持在60mg/L以下，使氨氮保持在10mg/L以下，使?jié)岫缺３衷?NTU以下，出水的各項指標(biāo)均能達(dá)到循環(huán)冷卻水補(bǔ)充用水標(biāo)準(zhǔn)，且設(shè)備組合裝置運(yùn)行穩(wěn)定，適用于焦化行業(yè)廢水的深度處理。其自動化的操作，不僅能夠為相關(guān)企業(yè)節(jié)省大量人力，而且出水可直接回用至循環(huán)水系統(tǒng)，能夠有效降低新鮮水消耗，同時實現(xiàn)了焦化廢水的零排放。