2022《安全环境环保技术》之新型膜组件及超滤膜在焦化废水处理中的应用.docx

新型膜组件及超滤膜在焦化废水处理中的应用摘要:介绍了国产PVDF复合膜及新型外置浸没式膜组件在焦化废水深度处理中的应用。PVDF复合膜在确保通量的前提下避免了物理损伤带来的断丝、出水悬浮物超标等问题。新型膜组件具有占地面积小、自动化程度高等优点其出水可以直接回用或作为反渗透膜的进水。关键词:超滤膜;焦化废水;深度处理;产水水质焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机废水。其组成复杂含有大量的酚类、联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染物还含有氰、无机氟离子和氨氮等有毒有害物质污染物色度高属较难生化降解的高浓度有机工业废水。焦化废水通常采用物化方法进行预处理再经厌氧、好氧生化处理后进行中水回用或排放。随着新的《炼焦化学工业污染物排放标准》的颁布实施经上述工艺处理后的焦化废水中COD等指标很难达标。膜技术、催化氧化技术及高效工程菌种等技术在焦化废水处理中得到广泛应用。本文介绍了国产超滤膜及新型膜组件在莱钢焦化厂焦化废水处理中的应用实例。1国产超滤膜在焦化废水处理中的试验1.1试验装置2008年莱钢焦化厂将2#生化2座二沉池改造为MBR膜池每池设置35组常规浸没式膜组件采用进口的日本三菱PE膜。2#生化处理原水30m3/h采用新水稀释产水量40～60m3/hCOD为200～350mg/LSS≤10mg/L。由于PE膜本身强度不够加上传统浸没式内置膜在清洗过程中需吊出水面人工操作导致膜丝物理断裂较多对出水悬浮物指标影响较大。2012年开始陆续更换新的膜组件依然采用三菱PE膜同时在膜池放入2组采用国产带支撑层的PVDF复合膜组件进行对比试验。1.2试验条件与试验方法由于污泥脱水机能力较小膜池MLSS维持在9～10g/L膜出水压力控制在-0.03MPa以下。选取1组新更换的PE膜组件和1组PVDF膜组件进行对比每天记录产水量和负压。1.3试验结果与分析图1为国产PVDF复合膜与日本PE膜的测试结果。通过6个多月的对比测试在平均操作负压0.04MPa、其他工况相同的条件下PVDF中空纤维超滤膜平均通量达到11.26L/(m2·h)PE中空纤维超滤膜平均通量为6.87L/(m2·h)前者是后者的1.64倍。运行中曾2次将膜组件吊出进行药剂浸泡清洗发现PE膜已经出现断丝现象而PVDF复合膜未发现任何物理损伤。期间曾对PE膜、国产PVDF均质膜、国产PVDF复合膜进行抗拉对比其中PE膜和PVDF均质膜抗拉性较差在实际生产过程中容易断裂而PVDF复合膜人力基本不可能拉断。2新型外置浸没式膜组件的应用2.1工程概况2013年莱钢焦化厂在3#生化出水端建成1套超滤膜装置用于过滤生化出水中的悬浮物。目前该项目处于调试阶段各项指标基本达到设计要求。3#生化的出水量为80m3/h共设置4套超滤膜分离装置每套膜分离装置的设计产水(出水)能力为20m3/h。每套超滤膜装置内部分为2个膜组总共8个膜组每个膜组可独立进水、产水、进气(气洗)、在线水洗(反洗+正洗)、在线药洗(反洗+正洗)。项目占地面积约154m2只相当于“沉淀+混凝气浮+多介质过滤+外置超滤”传统工艺占地面积的1/4～1/3。2.2工艺流程由于3#生化本身运行效果较好且结合2#生化MBR膜运行的经验3#生化的超滤装置设置在最终出水端用于过滤生化出水的悬浮物图2为改造后的工艺流程图。超滤系统为3#生化的深度处理单元3#生化现有构筑物及设备仍按原工况运行通过超滤供水泵将现有回用水池内的生化处理出水提升进入超滤装置在超滤产水泵(抽吸泵)提供的负压作用下超滤膜过滤产水从超滤装置流出作为回用水被送至回用水点生化处理出水中的悬浮物和大分子物质则被超滤膜截留形成浓缩液由超滤回流泵加压送回系统。浓缩液回流点有2处一处是混合反应池另一处是好氧池既发挥消泡作用又可以将浓缩液中携带的微生物和污染物送回好氧池继续参与生化反应。2.3超滤装置超滤装置内部集成中空纤维帘式膜组件膜组件浸没安装于膜组器箱体内部产水方式为外压式过滤方式为错流过滤原水靠超滤供水泵提供后经进液管进入膜箱底部压缩空气由膜组器鼓风机提供后经进气管进入膜箱底部最后经布气装置的布气孔扩散出来膜箱内部形成气水混合液的上升流动气水混合液在上升过程中对膜组件进行水力冲刷以此来抑制膜污染确保膜组件始终保持良好的过滤性能。在超滤产水泵提供的负压作用下水和部分小分子物质透过超滤膜进入产水收集管路由超滤产水泵经产水管抽出膜箱污水中的悬浮物和部分大分子物质则被超滤膜截留形成浓缩液浓缩液靠重力自膜箱上部的