金鑫

摘要：焦化企業(yè)的生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜，在焦炭生產(chǎn)和煤氣凈化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的焦化廢水。這種類型的廢水危害嚴(yán)重，因?yàn)槠鋬?nèi)部成分更加復(fù)雜，并且焦化廢水的量也非常大。 廢水中的某些成分是劇毒的，容易致癌。在現(xiàn)階段，已成為中國(guó)典型的水污染問(wèn)題之一，受到了整個(gè)社會(huì)的高度關(guān)注。本文將在分析焦炭廢水特性的基礎(chǔ)上，討論膜分離技術(shù)在焦炭廢水處理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：焦化廢水;處理技術(shù);膜分離技術(shù)

1焦化廢水特點(diǎn)

在煤炭產(chǎn)品加工過(guò)程中，廢水是通過(guò)多種環(huán)節(jié)產(chǎn)生的。廢水中含有相對(duì)大量的污染物，因?yàn)槊禾抠|(zhì)量，產(chǎn)品和加工技術(shù)的差異會(huì)導(dǎo)致不同的廢水水質(zhì)。但是，產(chǎn)生的廢水量沒(méi)有明顯變化。實(shí)際上，這類廢水包含更多的有機(jī)物，多環(huán)芳烴和大分子物質(zhì)。主要污染物是苯酚和含有氮，氧和硫的雜環(huán)化合物。這是相對(duì)特殊的工業(yè)廢水之一，其中包含許多難以分解有機(jī)化合物。化學(xué)需氧量（CODcr）占廢水總量的很大一部分。廢水中的生化需氧量（BOD5）小于化學(xué)需氧量（CODcr），但前者與后者的比率較小。該比率通常是廢水可生物降解性和焦炭形成的量度，因?yàn)樵摫嚷释ǔ？梢赃_(dá)到0.28至0.32，并且B/C<0.3是典型的持久性生物降解性。對(duì)微生物有毒的氨氮和總氮成分。因此，需要增添脫氮、深度處理等工序，才能進(jìn)一步滿足廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。

2焦化廢水的處理技術(shù)

按照處理過(guò)程中廢水有害物質(zhì)濃度的差異，焦化廢水處理可以分為三個(gè)階段，即三級(jí)處理：

焦化廢水的一級(jí)處理是對(duì)其中高濃度的有害物質(zhì)進(jìn)行去除，如苯酚、氨、氰化物等。二級(jí)處理主要集中在以生化處理為中心的無(wú)害處理，但還包括生物鐵法和增強(qiáng)曝氣法。三級(jí)處理法主要是指生化處理后的廢水還不夠時(shí)使用的深度凈化法，如活性炭吸附法等標(biāo)準(zhǔn)。大多數(shù)焦化廠沒(méi)有三步法，因?yàn)橘?gòu)買和操作設(shè)備的成本高于之前的兩步法。

二次處理技術(shù)在我國(guó)焦化行業(yè)中應(yīng)用了較長(zhǎng)的時(shí)間，主要集中于我國(guó)頒布新的工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)之前。二級(jí)處理技術(shù)主要是對(duì)污染物中的油和懸浮固體進(jìn)行去除，然后通過(guò)生化技術(shù)進(jìn)行處理?；瘜W(xué)需氧量和氨氮處理預(yù)處理污水的方法。自2012年以來(lái)，我國(guó)就焦化工業(yè)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)制定了新法規(guī)。該標(biāo)準(zhǔn)要求的標(biāo)準(zhǔn)更全面，更嚴(yán)格，并具有其他指標(biāo)，例如氮，磷和硫化物。目前，我國(guó)很多焦炭生產(chǎn)企業(yè)所排放的廢水都不符合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，廢水中的CODcr和氮等有害物質(zhì)的含量不滿足要求。從目前許多焦化廠實(shí)際處理焦化廢水的角度看，廢水處理仍存在隱患。因此，問(wèn)題在于如何用較簡(jiǎn)單的技術(shù)和較低的設(shè)備分三個(gè)階段對(duì)焦化廠的污水進(jìn)行高度處理，這是亟待解決的問(wèn)題。

3膜分離技術(shù)在焦化廢水處理中的應(yīng)用

3.1膜分離技術(shù)原理

膜分離技術(shù)使用天然或合成的聚合物膜來(lái)完成兩組分或多組分溶質(zhì)和溶劑的分離，分類，純化和濃縮。驅(qū)動(dòng)力主要來(lái)自膜兩側(cè)的壓力/濃度/電勢(shì)/溫度等能量水平的差異。根據(jù)發(fā)展情況，通常使用諸如微濾（MF），超濾（UF），納濾（NF），反滲透（RO）和電滲析（ED）之類的方法。該技術(shù)具有節(jié)能，高效，使用方便，成本低等優(yōu)點(diǎn)，可以直接替代早期的分離技術(shù)，如精餾和萃取。

膜分離技術(shù)的原理是膜具有選擇性的滲透性。根據(jù)分離階段推進(jìn)力和膜孔徑的不同，可將其分為MF，UF，NF，RO，滲析，ED，氣體分離（GS），全蒸發(fā)（PVAP）和乳化液膜（ET）等等。在制備膜元件的過(guò)程中通常選擇有機(jī)聚合物或陶瓷材料。膜的孔結(jié)構(gòu)用于支持通過(guò)分離膜對(duì)物質(zhì)的選擇性分離。膜的孔徑直接影響混合系統(tǒng)中不同粒徑物質(zhì)通過(guò)分離膜的能力。MF的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自膜兩端的壓力差，主要涉及聚合物顆粒和材料中懸浮固體的去除。UF的驅(qū)動(dòng)力與MF的來(lái)源相同，但主要涉及各種相對(duì)分子量或各種形狀的高分子物質(zhì)。用于濃縮蛋白質(zhì)或多肽溶液，純化酶制劑等，效果極佳。NF通常自身攜帶相應(yīng)的電荷，并且可以實(shí)現(xiàn)99%的次級(jí)離子（尤其是二價(jià)陰離子）的去除率。它通常用于水凈化領(lǐng)域，并且可以透析RO膜中保留的無(wú)機(jī)鹽。RO是不對(duì)稱膜，可向溶液施加壓力以抵消溶劑的滲透壓，從而使溶劑從溶液中沿相反方向分離。它通常負(fù)責(zé)去除小分子溶質(zhì)，懸浮固體和膠體，主要用于海水淡化以及酒精和糖的濃縮制備。

3.2膜分離技術(shù)在焦化廢水上的應(yīng)用

3.2.1預(yù)處理+超濾+納濾工藝

通過(guò)將該工藝用于焦化廢水的深度處理，可以將除氯離子以外的其他水質(zhì)參數(shù)排放到標(biāo)準(zhǔn)液中并作為循環(huán)水重復(fù)使用。在現(xiàn)實(shí)生活中，該過(guò)程會(huì)增加水的排放量，但納濾膜無(wú)法分離氯離子，從而在廢水回用期間嚴(yán)重腐蝕設(shè)備。

3.2.2預(yù)處理+UF+RO工藝

此過(guò)程用于完成處理站中生化廢水的深度處理，所得水可作為循環(huán)水補(bǔ)充劑再利用?；谶@些事實(shí)，廢水是高質(zhì)量的，可以直接作為循環(huán)水再利用。此外，極低的氯離子含量不會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕作用。

3.2.3預(yù)處理+MBR+RO工藝

一些公司已經(jīng)使用這種方法來(lái)完成焦化廢水的深度處理。處理后，廢水可作為鍋爐補(bǔ)充水再利用。經(jīng)過(guò)處理后，廢水的成分不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，但膜分離活性污泥法在操作過(guò)程中很容易堵塞，清洗頻率高。

3.2.4預(yù)處理+UF+NF+RO工藝

此過(guò)程可用于完成焦炭廢水的深度處理，并且所產(chǎn)生的水可作為循環(huán)水重復(fù)使用。根據(jù)實(shí)際情況，增加納濾分離過(guò)程不僅可以降低反滲透過(guò)濾的負(fù)荷，而且可以延長(zhǎng)反滲透的工作周期和使用壽命，有效地減少了膜的反洗次數(shù)，提高了整體出水率。該過(guò)程中，經(jīng)過(guò)RO處理得到廢水后，廢水中的氯離子含量非常低，對(duì)設(shè)備沒(méi)有嚴(yán)重的腐蝕作用。但是，在此過(guò)程中的一次性投資相對(duì)較高，并且不會(huì)導(dǎo)致大規(guī)模的推廣或使用。

結(jié)語(yǔ)

從煤化工廢水的深度處理的角度來(lái)看，膜技術(shù)具有實(shí)用性，可控性，高效性，節(jié)能性和簡(jiǎn)便性等優(yōu)點(diǎn)。盡管仍處于研發(fā)階段，但市場(chǎng)潛力巨大，已成為各種水處理研究機(jī)構(gòu)的重要研究課題，也是開發(fā)項(xiàng)目之一。

參考文獻(xiàn)

[1]李紅果. 膜分離法分離酸性廢水中易結(jié)垢組分的研究[D].貴州大學(xué)，2019.

[2]沈倩，徐孫杰，許振良，莊黎偉，魏永明，楊虎，馬曉華.含重金屬?gòu)U水膜分離技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展[J].山東化工，2019，48（05）：59-65.

[3]孫久義.我國(guó)膜分離技術(shù)綜述[J].當(dāng)代化工研究，2019（02）：27-28.

[4]李天喜，周亞軍. 膜分離技術(shù)在焦化生產(chǎn)廢水處理中的應(yīng)用與實(shí)踐[C]. 中國(guó)膜工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)金屬學(xué)會(huì)、中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)、中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì).第三屆膜分離技術(shù)在冶金工業(yè)中應(yīng)用研討會(huì)論文集.中國(guó)膜工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)金屬學(xué)會(huì)、中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)、中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)：中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)，2009：216-218+223.

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