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廢水。在我國工業廢水排放總量中約占 2%，廢水產生量較大( 焦化廢水污染物成分復雜，主要包括酚、氰化物、氨氮、硫氰化物、萘、喹啉、吡啶、蒽、油等，目前一般采用常規預處理及生化法進行處理，出水可達到 《污水綜合排放標準》(G B8978- - 1996 )中的二級排放標準 (z- 隨 著 《煉焦化學T 業污染物排放標準 》(G B 1617 1— 2O12 )的強制實施及環保要求的逐步提高。對于焦化廢水的處理 不再局限于達標排放，而是尋求相對經濟、更為生態及資源化 的回用技術。以提高焦化廠的水資源重復利用率。膜分離技術以運行穩定、處理效率高、操作簡單 、無二次污染等優點。成為時下焦化廢水深度處理的研究熱點一 .但其也存在膜污染難以解決、化學清洗頻繁、濃水處置復雜等弊端因此，尋求一種高效、穩定的焦化廢水膜法組合深度處理T藝，實現焦化廢水資源化利用 ，成為筆者的研究重點。

　　1 工程概況及工藝流程

　　1.1 設進出水水量及水質

　　河北省某煤化工煉焦企業的焦化廢水經過二級生化處理后需進行深度處理。深度處理系統設計處水量為 300 m (包含少量雜排水)，設計進水水質見表 1

　　表1設進水水質

　　要求設計出水水質滿足《工業循環冷卻水處 理設計規范》(G B 50050- - 2007 )中再生水水質指標要求(其 中部分指標優于規范要求)，出水作為廠區生產水補充新水使用，設計出水水質如表2 所示。

 表 2 設計出水水質

　　1.2 工藝流程

　　通過對該工程設計進出水水質的分析，該焦化廢水深度處理系統進水B/C 為0.28～0.29 .碳氮比為0.6O～0.74 ，可生化性差，含鹽量及COD 高。且廢水中包含多環芳香族化合物、脂肪族化合物等難生物降解的污染物。經過綜合分析及比較 ，確定采用的工藝流程如圖1所示

　　圖1  工藝流程

　　焦化廢水，二級生化出水深度處理系統的外排濃水經混合后自流進入焦化廢水調節池調節水量及水質后經泵 加壓提 升進入 Fenton 反應器加酸控制 Fenton 反應器的進水pH 并投加 Fenton 試劑，其出水進入絮凝反應池。加堿調節使 絮凝反應池進水呈中性。同時投加PA M 強化絮凝 .出水進入輻、流沉、淀池。沉淀池出水進人沉淀產水池。再次加壓提升后 依次通過多介質過濾器及自清洗過濾器進行預過濾，出水進入電滲析裝 置進行初次脫鹽。其出水進入緩沖水池，電滲析裝置的濃水排入濃水池供內循環利用，多余濃水排出系統進行綜合利用。緩沖水池的出水經泵提升后進人超濾裝置。出水進入超濾產水池。超濾產水池出水經泵提升通過保安過 濾器后進入反滲透裝置進行再次脫鹽，出水進入回用水池，作為廠區生產補充新水使用。反滲透裝置濃水回流至沉淀產水池進行再次循環脫鹽。

　　2 工藝處理單元效能分析

　　2.1 Fenton 反應器、絮凝反應池、輻流沉淀池Fenton 反應器是利用Fenton 試劑 (H202與 FeSO4按照一定比例混合成 的藥劑)產生的羥基自由基在酸性 條件下的超強氧化性，實現對有機污染物的氧化降解，同時其還具有混凝功能。絮凝反應池 、輻流沉淀池是利用物理吸附、架橋、沉淀作用 ，通過投加混凝劑或助凝劑實現對污染物的強化分離去除該工程廢水經調節池 (水力停留時間為 8.2 h )進行水質水量調節后。進入Fenton 反應器 投加H 2SO 4調節 Fenton 反應器 (H R T=2～3 m in )的進水pH為2.5～3.0，控制HO與 FeSO 的投加量分別為O.7～1.2、2.1～3.1 g/L ：絮凝反應池的反應時問設置為0.17 h .PA M 投加 量為4～6 m # L .其進水投加NaO H來調節廢水pH 至中性 ;輻流沉淀池的水力負荷為0.85 m V (m 2.h).沉淀時間設置為4.05 h 。廢 水經Fenton 反應器、絮凝反應池、輻流沉淀池處理后對COD的去除效果如圖2所示.

　　圖2   COD 的去除效果

　　從圖2可知Fenton 反應器進水的 CO D 在179.9～367.2 m g/L 范圍內，變化幅度較大，而輻流沉淀池出水的 CO D 平均為107.1 m g/L 。且穩定保持在158 m g/L 以下 .該部分工藝對 C O D 的平均去除率為60.8%，去除效果顯著，但其出水仍含有部分難降解的污染物，易造成濾膜及反滲透膜的污堵，需要進一步處理。

　　2.2 多介質過 濾器 、自清洗、過濾 器 、電滲析裝置

　　多介質過濾器及自清洗過濾器作為電滲析裝置的預處理設備，可以去除廢水中的懸浮物 、顆粒和膠體 .降低廢水的濁度和 SD I.使其滿足 電滲析裝置的進水要求。電滲析裝置 利用直流電場及離子交換膜實 現廢水的初次脫鹽該工程采用的立式 多介質過濾器設計出力為80m 3/(h ·套 )，直徑為 5.0 m ，共4臺 ，回收率 ≥9O% ;自清洗過濾器的設計出力為 200 m T(h·套 )。過濾精度為100 D m ;電滲析裝置的處理能力為20 m f f(h .套 )，回收率為65%～75%，脫鹽 率 為 60%～70% ，共 22 臺 。廢水經多介質過濾器 、自清洗過濾器 、電滲析裝置處理后對COD、電導率 的去除效果如圖3、圖4 所示。

　　圖3  COD 的去除效果

　　圈4   電導率的去除效果

　　從圖3可知，在輻流沉淀池出水COD 平均為107.1 m g/L 條件下，電滲析裝置出水的COD 平均為77.84 m g L ，平均去除率為 27.3%.說明多介質過濾器、自清洗過濾器對輻流沉淀池出水COD 去除效果穩定，可以保證電滲析裝置正常運行根據工程實際運行工況。電滲析裝置的清洗周期一般為2 個月。

　　從圖4可知，該工藝的調節池出水、輻流沉淀池出水、電滲析裝置出水的電導率分別在 5 672～6 573 、7 090～9 002 、2 127 ～3 600 S/cm 范圍內。 由于在Fenton 反應器進水投加硫酸、絮凝反應池 進水 投 加N aOH .導致輻流沉淀池 出水平均電導率較調節池出水高 31.4%.但經過初次脫鹽后。電滲析裝置出水平均電導率較調節池出水低 53.2%.脫鹽效果顯著.緩解了后續反滲透膜的脫鹽壓力。

　　2.3 超濾裝置 、反滲透裝置

　　超濾裝置作為反滲透裝置的預處理裝置，為反滲透裝置提供濁度 <0.2 N TU 、SDI<3 的進水，在降低反滲透裝置 的化學清洗頻率 、延長反滲透膜的使用。

　　壽命及保障反滲透系統的穩定運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、有機物等去除該工程采用的超濾膜材質為聚偏氟乙烯(PV D F )膜 ，膜數量為60 支/套、平均運行通量為60 L/(m 2.h)、產水量為180 m 3/(h .套 )，共2套超濾產水進入超濾產水池 ( 為0.67 h )。反滲透裝置前設置保安過濾器，孔徑為5Dm .共2臺。反滲透裝置采用渦卷式反滲透膜，膜數量為204 支/套、回收率70%、平均運行通量為15 L/(m 2.h )、產水量為113 m f f(h .套).共2 套。廢水經超濾裝置、反滲透裝置處理后對COD 、電導率的去除效果如圖5 、圖6 所示。

　　圖5  COD的去除效果

　　圖6   電導率的去除效果

　　從圖5 、圖6 可知，盡管電滲析裝置出水的CO D 、電導率分別在45.76～105.3 m g/L 、2 127～3 600~ S/cm 范圍內波動，但經超濾裝置、反滲透裝置處理后，產水中的COD 、電導率分別保持在l4.8 m g/L 、200 ~S/cm 以下。因此，根據含鹽量、電導率、溶解性總固體之間的轉換關系 (含鹽量/電導率 =0.7 .溶解性總固體不大于含鹽量 5%)得出.反滲透裝置產水滿足《工業循環冷卻水處理設計規范》(G B 50050—2007 )中的相應水質指標要求。此外經過檢測，其他指標均滿足設計出水要求。根據工程實際運行工況，反滲透裝置的膜清洗周期一般為 3 個月。

　　3 經濟效益分析

　　采用上述工藝路線 .該工程廢水回用量為225m 3/h 。廢水回收率為75%。按照該企業所在地區水價3.6 元/m 3、電價 0.55 元/(kW ·h)計算 ，其噸水運行成本為l2.22 元 (含 電費 、人工費 、設備維修 、藥劑費 、濾料更換費、膜折舊及檢驗費、后勤保障費 、管理費，不含設備折舊費)。具體參見污水寶商城資料或http://m.dongaorq.cn更多相關技術文檔。

　　4 結論與建議

　　(1)采用該膜法組合深度處理工藝對河北某煤化工企業焦化廢水二級生化出水進行處理。產水水質達到并優于《工業循環冷卻水處理設計規范》(G B50050- - 2007)中的再生水水質指標要求。產水可作為廠區生產補充新水使用 ，減少了工業新水用量 。(2 )對于含高污染物的焦化廢水二級生化 出水 .該膜法組合深度處理工藝 的廢水回收率可穩定達到75%.而 常規 雙膜法工藝處理該廢水時回收率僅 60%～70%.該工藝提高了廠 區水系統回收利用率 .減少了外排廢水量。緩解了煤化工企業對周邊環境造成的污染。(3)采用 Fenton 氧化技術與電滲析粗脫鹽技術相結合的強化預處理設施 ，可以有效地緩解反滲透裝置的膜污染 .延長反滲透膜 的清洗周期至3個月。(4 )該組合工藝為焦化廢水深度處理領域提供了一條可借鑒的工藝路線，具有一定的推廣意義。