焦化废水处理：混凝与陶瓷膜微滤联用的新方法研究

焦化废水处理：混凝与陶瓷膜微滤联用的新方法研究

【摘要】焦化废水中含有大量的油和难降解有机物，传统生化方法难以去除。另外，不同来源的焦化废水虽然具有相似性，但其不同时期的成分复杂多变，属于难处理的工业废水。混凝在适当的条件下可以有效去除废水中的难降解有机物，而陶瓷膜微滤具有除油效率高、运行成本低的特点。我们设想，如果将这两个工艺结合起来，焦化废水先进行混凝再进行陶瓷膜微滤，不仅可以减轻陶瓷膜微滤的负担、延长工作周期、减少反冲洗频率，而且可以将陶瓷膜微滤作为混凝的补充，可以保证出水水质、减少药剂用量、降低成本、提高处理效果。 本文首先采用陶瓷膜微滤处理模拟废水(根据焦化废水水质特点配制)，系统探讨了操作方式、反洗条件对陶瓷膜过滤器稳定运行的影响，具体考察了操作压力、反洗压力、周期、时间等参数对陶瓷膜分离效果的影响，确定了适宜的分离工艺条件为：膜入口压力0.2MPa，反冲压力0.2MPa，周期4h或膜压差达到0.02MPa开始反冲，反冲时间为10min。其次对平钢余氨水进行混凝，通过选择不同的混凝剂、助凝剂及其组合，确定了最佳投加量、混凝反应沉淀时间、废水pH值和温度。 实验结果表明:混凝剂及助凝剂的种类及投加量、混凝反应沉淀时间、废水pH值及温度均对焦化废水的混凝反应效果有显著的影响,其中混凝剂的种类、投加量及废水pH值是主要影响因素。

通过试验得到最佳混凝剂组合为PAC+PAM体系，最佳反应条件为：PAC=150mg/L、PAM=6mg/L、pH值在6~7之间、废水温度为40℃、混凝反应沉淀时间30min。在上述最佳条件下，焦化废水经混凝处理后焦油、浊度、色度的去除率分别可达60%、92%、65%，处理后的废水色浅、清澈。本文在上述两步试验得到的最佳条件下采用组合混凝+陶瓷膜微滤工艺对萍钢生化前焦化废水进行预处理，浊度、色度、油含量、CODCr值的去除率分别可达95%、80%、90%、81%。 处理结果不仅体现了混凝与陶瓷膜微滤两种废水处理工艺的兼容性和互补性，也展示了“混凝+陶瓷膜微滤工艺”处理焦化废水的高效性。同时提出了对混凝过程中产生的大量有毒含油污泥进行焚烧无害化、资源化处理的处理方案。采用陶瓷膜微滤技术处理焦化废水的最大挑战是膜污染与再生。为此，研究了焦化废水污染的陶瓷膜的再生工艺。首先采用自来水对污染的膜进行物理清洗，此方法可以显著延长化学清洗周期和膜使用寿命。对于污染严重的膜，必须采用化学清洗的方法。根据污染物的性质，选择合适的化学药剂对陶瓷膜进行清洗实验研究，探究清洗剂浓度对陶瓷膜清洗效果的影响。 采用0.6wt%NaClO(第一步)+1.5wt%NaOH(第二步)清洗陶瓷膜，膜通量恢复率可达95%，可有效解决污染膜的再生问题。