常州自动化一体化污水处理设施工艺指导

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　焦化废水本身属于一种含有氨氮、酚及杂环类化合物和多环芳香烃等的工业废水，其本身的毒性很大，成分复杂，处理起来非常有难度。所以，随着焦化废水处理研究技术不断深入，对焦化废水处理成为污水处理厂一项重要的课题。

　　1、焦化废水

　　焦化废水主要是在制气、炼焦及化工产品回收过程中产生的，其水质较为复杂，.并且产生量非常大。焦化废水产生途径如下：

　　a)剩余氨水。

　　在焦炭的炼制过程中，会有大量熄焦水产生，并且在废水之中含有的化合物成分复杂，而余氨水就是最关键的组成;

　　b)化学工艺排水。

　　在化工产品制作中，会出现大量水源消耗，这样就会有化工废水伴随出现;

　　C)脱硫冷却水。

　　在脱硫过程中，煤炭会产生一定的有害物质，而有害物质融入到脱硫水之中，就会对循环水产生间接污染，使循环水变成废水;

　　d)焦油车间废水。

　　在不同的温度或酸碱洗涤过程中，焦油都会分离出一定的产品，而在高温过程中，就会有含油废水的产生。在进行酸碱洗涤过程中，也会有大量碱性和酸性废水产生。但是这样的废物无法直接进入到生物处理系统之中，需要通过一定的预处理之后才可以继续下一步;

　　e)古马隆废水。

　　古马隆的提取首先需要做好蒸馏和酸碱洗涤处理。在蒸馏过程中，也会有大量有毒有害的物质融入其中，这样也会产生焦化废水。

　　2、实验材料与流程

　　2.1 实验用水的来源

　　实验所使用的是炼焦工程的焦化废水，整体呈现深褐色，并且伴随刺鼻的气味。

　　中水反渗透浓水与一期反渗透浓水在浓水箱混合，进入浓盐水处理单元，包括弱酸阳床、脱碳塔、浓水反渗透、DTRO、MVR和干燥机，设计规模45m3/h。

　　2.2.1 弱酸阳床和脱碳塔

　　中水反渗透经4倍浓缩后的硬度虽不高，且碱度>硬度，以碳酸盐硬度存在，但在进一步的浓缩过程中仍会对后续设备产生结垢风险，故采用弱酸阳床将多价阳离子降到非常低的水平，阳床产水硬度控制在1mg/L以下。

　　系统设置弱酸阳床共2台，1用1备，单台处理量50m3/h，滤速25m/h，树脂采用H+大孔型，装填高度1.6m，上铺压脂层0.2m。弱酸阳床H型运行，配备1套盐酸再生装置，运行周期约3~4天。

　　弱酸阳床出水经pH调节后进入脱碳塔，去除水中溶解性的CO2，经脱碳塔后CO2含量小于5mg/L。设置1台处理量50m3/h的脱碳塔，内部装填高2.5m的塑料小球，配套除碳风机。脱碳塔安装在脱碳水箱之上，底部产水直接进入脱碳水箱，出水管设置水封，防止CO2再溶解于水中。

　　2.2.2 浓水反渗透

　　由于离子交换已将水中的硬度及其他结垢性物质基本去除，为浓水RO在高pH条件下运行而没有结垢风险创造了条件。同时，浓水反渗透在高pH条件下运行，硅主要以离子形式存在，不会产生硅结垢，可以达到高回收率，而水中的有机物在高pH条件下被乳化或被皂化，不会对膜产生污堵。此种运行工况，与反渗透膜元件处于高pH连续碱清洗模式相似，故也可以减少清洗频率，从而延长膜的使用时间。高pH条件下运行，也可有效抑制氯离子对后续管材的腐蚀。

　　浓水反渗透采用2×100%的处理能力设计，进水投加氢氧化钠，调节pH至10.5左右。单套处理量48m3/h，83%回收率，单套产水量40m3/h，浓水量8m3/h，设计膜通量16.6LMH，脱盐率≥95%，选用抗污染聚酰胺复合膜(BW30FR-400/34i)，三段设计，6芯装膜壳，排列方式6:3:2。浓水反渗透产水回用，浓水进入DTRO装置继续浓缩。

　　2.2.3 DTRO

　　经过中水和浓水反渗透浓缩后，原水浓缩23.5倍，此时，水中TDS约11000mg/L，COD约1200mg/L，浓水量8m3/h。要实，必须进一步浓缩减量，以降低蒸发器的投资和运行成本。

　　DTRO是一种碟管式反渗透膜，相较卷式反渗透膜具有通道宽、流程短的特点，具有较强的抗污染能力和较高的操作压力，专门用来处理高浓度污水。

　　DTRO装置采用3×50%的处理能力设计，单套处理量4m3/h，83%回收率，单套产水量3.3m3/h，浓水量0.7m3/h，设计膜通量18LMH，脱盐率≥95%，选用90bar膜柱。浓水中TDS约6%。

　　DTRO的化学清洗和卷式RO膜一样，行5~10min的自动冲洗，再切换到化学清洗，根据膜污染情况选用相应的清洗剂。DTRO清洗频率为2次/月。

城市建设的不断加快和经济的快速发展，造成了极其严重的水污染问题，致使可持续发展的进程受阻，甚至威胁到人民健康。因此，必须加强对污水废水的处理，以达到人与自然和谐共存。

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　1、目前污水处理中存在的问题

　　工业在推动地区经济发展的同时亦成为了污染环境的主要因素，污水问题更是工业污染问题的重中之重。工业污水比普通的生活污水复杂得多，污染物的组成成分和特征不同，所呈现的问题也不同。污水污染物存在着含量较大、有毒性、复合型、压缩型等特点，其特殊性质也导致了处理工艺的高难度性和复杂性。

　　2、电化学技术在废水处理上的研究进展

　　电化学技术是一种新型的环境友好技术，受到大众的普遍关注，该技术的优点也是显而易见：

　　①无二次污染;

　　②即开即停;

　　③电子转移，无需外加药剂;

　　④受外界环境影响小;

　　⑤组合灵活;

　　⑥气浮、絮凝、消毒作用;

　　⑦设备轻巧，操作简便。

　　电化学方法处理废水的提出是在上世纪40年代，但由于经济条件落后、电力资源紧张等因素，该项技术一直难以取得突破性发展。随着电极材料的不断成熟，该技术在70年代后得到了较快的发展。近年来，许多研究人员从性能稳定的电极材料入手，研究了各类有机污染的氧化效率，探索了不同有机物在降解时的机制，考察了与其他处理技术联用的机制，并运用于实际，使得废水处理技术取得了较大的突破。

　　近年来，国内的不少学者也对电化学方法处理实际废水进行了广泛的研究。王鹏等曾采用电化学氧化与上流式厌氧污泥床相结合处理垃圾渗滤液，并得出实验条件，即pH=9,氯离子浓度2000mg/L，电流密度32.3mA/cm2,电解6h后，氨氮和COD的去除率可分别达到100%和87%。杨慧敏等采用电化学氧化法处理微污染河水，在最佳工艺条件下，氨氮和总氮去除率分别可达74.2%和63.8%。欧阳超等选用Ti/Ti-Ru02-Ir02电极，在85mA/cm2电流密度，8g/L氯离子浓度的情况下对养猪废水进行处理，结果发现，氨氮先于COD得到去除，反应3h内去除率可到98.22%。

　　3、电化学法在废水处理中的应用

　　3.1 采用电化学法处理冶金行业中含铬废水

　　铬以Cr(VI)和Cr(III)的形式存在于工业废水中，具有较强的毒性，是冶金行业中常见的重金属污染因子。尤其是Cr(VI)，毒性为Cr(III)的100倍，可致畸、致癌，对环境有持久危害性。含铬废水主要来源于金属矿山、有色冶金、制革等行业。

　　对某厂酸洗和电镀车间产生的最高P[Cr(VD)]为60mg/L的含铬废水进行了模拟试验采用投加氯化钠(0.5g/L)的方式增大污水的电导率，1h取5次样品进行分析，结果显示：电解槽的电压基本不变，电流逐渐减小;pH值从3.5上升到了7.5，Cr含量从45mg/L降至0.3mg/L，满足废水排放标准，处理效果明显。利用铁屑内电解法处理Cr(VI)，极板钝化、锈蚀、损耗等问题均有所减轻，分析和优化停留时间、进水pH值、铁碳比和铁屑粒径等污染物去除效率的主要影响因素，并用铁屑内电解+斜管沉淀池+微孔过滤机这一工艺流程配合优选方案对某厂电镀车间含铬废水进行处理，取得明显效果，对Cr(VI)的去除率达到99.6%，优于国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准。

　　3.2 采用电化学法处理海上平台生活污水

　　海上石油开采产生的环境问题一直备受关注，电解法具有装置体积小、处理效果稳定、维护操作简单、水力停留时间短、维护费用低等优势，可以同时处理黑水和灰水(生物难降解)，也可以随时停开机，在海上平台的特殊环境下也具有良好的适应性。使用电化学法处理污水，铁板作为阳极，将生活污水与海水按1:1进行混合，提高其电导率，保留1h，即可将COD值在1300mg/L左右的污水处理成符合GB4914-2008要求的300mg/L以下的水质，外排水COD检测结果显示COD处理效率可达88.46%。