化工企業(yè)高濃廢水系統(tǒng)工藝優(yōu)化及改造對(duì)策

張 慧

(陽泉煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司安全監(jiān)察局，山西 陽泉 045000)

陽煤集團(tuán)重視污染源頭的綠色替代方法和生態(tài)環(huán)境污染末端綜合性科學(xué)治理技術(shù)，新建化工企業(yè)引進(jìn)“零排放”技術(shù)，用MBR生物膜、GM除硬、RO/RF/GRO工藝、蒸發(fā)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了污水回用[1]。本文結(jié)合多家化工企業(yè)的污水處理系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)分析。

1 污水水質(zhì)及分類

不同化工工藝產(chǎn)生的廢水水質(zhì)差異較大，按所含介質(zhì)分為有機(jī)廢水和無機(jī)廢水。有機(jī)廢水主要來源于煤氣化廢水、生活污水等環(huán)節(jié)；無機(jī)廢水主要來源于煤氣化洗滌水、循環(huán)水及反滲透排污等環(huán)節(jié)。目前，陽煤集團(tuán)S企業(yè)和B企業(yè)生產(chǎn)污水水質(zhì)情況如表1所示。

2 污水處理現(xiàn)狀

“零排放”是化工企業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，污水深度處理技術(shù)成為制約企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。污水“零排放”工藝，一般分為污水處理、中水回用、污泥處理、高鹽廢水處理等。陽煤新建的化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)了污水的深度處理和回用，但運(yùn)行中也出現(xiàn)了一些問題，主要表現(xiàn)在調(diào)節(jié)池、TMF系統(tǒng)、A/O生物脫氮系統(tǒng)、電絮凝極板等結(jié)垢；藥劑混凝效果不理想，沉淀池出水帶泥；TMF膜清洗及更換頻繁；MBR膜通量下降；蒸發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行效率偏低等問題[2]。工藝流程圖如第187頁圖1。

表1 化工企業(yè)工藝污水的分質(zhì)情況

3 問題分析

3.1 系統(tǒng)結(jié)垢

3.2 藥劑混凝效果差

藥劑選用不當(dāng)、沉降時(shí)間不足是藥劑混凝效果差的主因。污水成分、pH、水溫、停留時(shí)間及混凝劑等影響污水沉降性能。主要表現(xiàn)：一是污水所含污染物、pH、水溫等不斷變化，混凝劑種類、用量等需要根據(jù)水質(zhì)的變化調(diào)整。企業(yè)通常每日8時(shí)、20時(shí)定時(shí)取樣分析。取樣周期長導(dǎo)致混凝劑調(diào)整不及時(shí)是造成藥劑混凝效果差的主因。二是生產(chǎn)廢水排放、處理管控不嚴(yán)導(dǎo)致實(shí)際處理量遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)值。三是企業(yè)污水系統(tǒng)“三查四定”不嚴(yán)格，導(dǎo)致污水系統(tǒng)實(shí)際處理能力達(dá)不到設(shè)計(jì)處理能力[3-4]。

圖1 污水處理及回用工藝流程簡圖

3.3 TMF膜處理能力下降

有機(jī)物污染、硬度、沖擊壓、微生物、清洗等是TMF膜處理能力下降的主要原因。王金祥等發(fā)現(xiàn)TMF膜經(jīng)化學(xué)清洗后，膜通量基本恢復(fù)初始狀態(tài)，但并不能完全恢復(fù)膜的性能，主要因?yàn)槟た孜胶陀俣碌囊恍┎豢汕逑吹奈廴疚铮逑礋o法將其清除。隨著膜的使用，不可清洗污染物累積到一定程度時(shí)，則需要更換新膜。

3.4 電絮凝電極板結(jié)垢

污水前段總硬度高是電絮凝電極板結(jié)垢的主要原因。電絮凝裝置位于污水處理系統(tǒng)前段，能有效沉淀懸浮物，但隨著時(shí)間的積累Ca2+、Mg2+和極性懸浮物造成極板結(jié)垢，導(dǎo)致電絮凝效果下降，電耗增加。

3.5 MBR膜通量下降

污水中的微粒、膠體粒子和溶質(zhì)大分子等在物理化學(xué)相互作用或機(jī)械作用下，引起微生物在膜表面或膜孔內(nèi)吸附、沉積以及膜水界面的積累，造成膜孔徑變小或堵塞導(dǎo)致MBR膜通量下降。

3.6 蒸發(fā)系統(tǒng)效率低

高濃鹽水進(jìn)入高濃水蒸發(fā)系統(tǒng)后，隨著溫度的變化，鹽水濃度升高，蒸發(fā)系統(tǒng)中的懸液分離器、換熱器及管線經(jīng)常性地出現(xiàn)結(jié)晶堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定。

4 工藝優(yōu)化及改造對(duì)策

針對(duì)污水系統(tǒng)結(jié)垢、混凝效果差、沉淀池出水帶泥、TMF膜清洗及更換頻繁、MBR膜通量下降、蒸發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行效率低等現(xiàn)象提出的工藝優(yōu)化及改造對(duì)策。

4.1 改善前系統(tǒng)結(jié)垢

一是對(duì)生產(chǎn)污水進(jìn)行分質(zhì)處理。陽煤S企業(yè)對(duì)生活污水、化工廢水、煤氣化黑水、循環(huán)水排污水、乙二醇草酸二甲酯生產(chǎn)廢水分別建立了獨(dú)立的污水處理系統(tǒng)。B企業(yè)對(duì)生活水、化工廢水、固定床灰水、循環(huán)水、雙氧水廢水分別建立廢水預(yù)處理系統(tǒng)。從S企業(yè)和B企業(yè)運(yùn)行效果看，廢水分質(zhì)處理有效改善了污水系統(tǒng)出水水質(zhì)，解決了污水集中處理水量大、周期長、不易調(diào)控問題。

4.2 改善藥劑絮凝效果

一是建立在線分析系統(tǒng)。化工企業(yè)生產(chǎn)工藝波動(dòng)極易造成污水水質(zhì)變化，水質(zhì)在線分析系統(tǒng)利于及時(shí)掌握污水成分、pH、水溫、攪拌速度等關(guān)鍵要素。二是縮短取樣周期，針對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)不穩(wěn)定或工藝波動(dòng)增加取樣頻次。聚鐵混凝、PAM(陰陽)助凝、PAC助凝等藥劑助凝工藝相對(duì)成熟，但水質(zhì)不同決定藥劑種類和用量，水質(zhì)監(jiān)測(cè)便于工藝控制。三是保證污水處理周期。實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，污水在A/O-MBR系統(tǒng)至少保持5 d～7 d以上，固體懸浮物沉降效果明顯，出水能有效改善。嚴(yán)格廢水排放管控是污水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證，化工企業(yè)嚴(yán)格非污廢水排放及回用標(biāo)準(zhǔn)，杜絕非污廢水進(jìn)入污水系統(tǒng)。

4.3 延緩TMF膜通量下降

嚴(yán)格TMF系統(tǒng)硬度指標(biāo)控制保證TMF進(jìn)水指標(biāo)。

4.4 電絮凝電極板管理

定期對(duì)電絮凝系統(tǒng)結(jié)垢和電流進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)處理電極板污垢,提高電絮凝效率、降低電耗。引進(jìn)電極板在線除垢技術(shù)保證極板結(jié)垢指標(biāo)在范圍內(nèi)。

4.5 恢復(fù)MBR膜通量

一是定期對(duì)MBR進(jìn)行化學(xué)清洗，實(shí)現(xiàn)MBR膜通量的有效恢復(fù)。二是引進(jìn)超聲波在線清洗技術(shù)。針對(duì)MBR膜通量下降的問題，林方敏等對(duì)超聲波膜反應(yīng)器處理污水回用的研究發(fā)現(xiàn)，采用頻率為40 kHz，聲強(qiáng)為60 W的超聲波振源，對(duì)膜組件連續(xù)照射清洗15 min，可使被污染膜組件的膜通量恢復(fù)至80%以上，處理系統(tǒng)的COD去除率達(dá)90%以上。

4.6 提高蒸發(fā)系統(tǒng)效率

實(shí)踐發(fā)現(xiàn),GRO回水是造成蒸發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行效率低的誘發(fā)因素，故對(duì)GRO回水進(jìn)行獨(dú)立處理，改造后蒸發(fā)系統(tǒng)效率明顯提升。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)蒸發(fā)系統(tǒng)壓差工藝監(jiān)測(cè)，及時(shí)調(diào)整蒸發(fā)回流系統(tǒng)，減小進(jìn)液量,加大內(nèi)循環(huán)流量。

5 結(jié)語

化工企業(yè)水處理“零排放”技術(shù)的推廣和應(yīng)用將成為企業(yè)緩解水資源缺乏和節(jié)能減排的重要途徑。結(jié)合多家化工企業(yè)污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)際情況，建議新建化工企業(yè)嚴(yán)格落實(shí)“三查四定”制度，保證設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量符合要求；進(jìn)一步嚴(yán)控廢水進(jìn)入污水系統(tǒng)，同時(shí)強(qiáng)化工藝管理保證污水處理時(shí)間。針對(duì)性地增加污水在線檢測(cè)和分析系統(tǒng)，進(jìn)而提高混凝效率；根據(jù)生產(chǎn)需要引進(jìn)超聲波在線清洗技術(shù)提高運(yùn)行效率。