超濾在焦化中水回用設施中作為反滲透ro預處理裝置，截留廢水中的膠體、蛋白質、懸浮物，使出水達到sdi<3，濁度<0.5ntu,達到ro進水標準，保證回用水質要求，為企業節省成本。
1.前言
焦化廢水具有以下特點：
（1）成分複雜
焦化廢水組成複雜，其中所含的汙染物可分為無機汙染物和有機汙染物兩大類。
有機物汙染物一般以銨鹽的形式存在,包括（nh4）2co3、nh4hco3、nh4hs、nh4cn、nh4（coo）nh4、(nh4)2s等等。
有機物除酚類化合物以外，還包括脂肪族化合物，雜環類化合物和多環芳烴等。其中以酚類化合物為主，佔總有機物的85%左右。
（2）水質變化幅度大
焦化廢水中氨氮變化係數有些可高達2.7，cod變化係數可達2.3，酚、氰化物濃度變化係數達3.3和3.4。
（3）含有大量的難降解物，可生化性較差
焦化廢水中有機物的含量高，且由於廢水中所含有有機物多為芳香族化合物和稠環化合物及雜環化合物，其bod5/cod值低，有機物穩定，微生物難以利用，廢水的可生化性差。
（4）廢水毒性大
其中氰化物，芳環，稠環，雜環化合物都對微生物有毒害左右，有些水質在廢水中的濃度已超過微生物可耐受的極限。
經生化處理，廢水中的懸浮物、有機汙染物、含鹽量等含量仍較高，必須採用有效的深度處理工藝去除其中的大量雜質成分，才能達到回用要求。在設計的深度處理工藝中，為了保證反滲透系統執行的長期性和穩定性，需設定精密預處理來保障反滲透系統的進水水質要求。預處理+反滲透膜分離的技術處理焦化廢水生化裝置二沉池的出水，膜透過液（即淡水）可作為迴圈水回用，膜濃縮液進一步處理後排放。
2.超濾工程案例技術分析
2.1工程概況
工程名稱：長春某焦化廢水處理工程
工程位置：長春某制氣公司
超濾產水：130t/h
工程投產日期：2023年12月
售後服務日期：2023年11月22日
表1 廢水水質
原液顏色： 紅褐色
原液溫度： 40度
原液其他物質： 硫化物， 氰化物 ， 酚 ， 萘， 氨氮
2.2系統工藝流程
2.3 超濾系統設計引數
2.3.1設計原則
水處理工藝需先進、高效、經濟、操作管理方便、執行穩定可靠。
系統選用裝置執行安全可靠，降低雜訊、操作簡單、執行費用低。
處理系統自動化程度要高，若自動出現保障，可切換手動操作。
表2 超濾進水水質
通過上表可以看出，ss高於超濾系統的進水水質標準，必須經過預處理，使ss值降至60mg/l以下的水平；另外，進水中會殘留有少量的膠體顆粒，這些膠體會對超濾膜和ro膜造成嚴重的堵塞，因此必須通過預處理將這些膠體去除；針對以上進水水質的特點，超濾系統和反滲透系統必須採取有效的預處理措施，才能保證取得良好的處理效果，並能長期穩定執行。
2.3.2超濾預處理
圖2石英砂過濾器
石英砂過濾器的過濾介質為粒徑0.5～0.8mm的石英砂填料，能去除粒徑為100μm以上的顆粒，使濁度達到1左右。
圖3保安過濾器
保安過濾器可以過濾去除廢水中的一些細小顆粒物，以防止這些顆粒物在幫浦的加速作用下劃傷超濾膜元件，造成過濾時膜元件的洩漏。保安過濾器具有結構合理、密封性好、流通能力強、操作簡便等諸多優點。
2.3.3超濾膜選材及設計
表3 超濾膜技術引數
aqu200×1481-100kh（upvc）超濾膜採用材質為改性pvc的中空纖維，其表面活化層緻密，支撐層為雙排脂狀結構，拉伸強度高、跨膜壓差小、反洗效果好、抗汙染、使用壽命長，對膠體、懸浮顆粒、色度、濁度、細菌、大分子有機物具有良好的去除能力。
在設計上，根據產水流量、**率以及產水水質，確定系統串聯元件數及排列。為保證產水水質以及延長膜元件的使用壽命，設計過水通量比膜元件的額定過水通量要低20%～30%。因此，雖然首次的投資會稍高，但卻能保證膜處理系統長期穩定的執行，並降低執行費用。
本工程例項中，單支超濾膜產水量為0.92t/h,共需要160支aqu200×1481-100kh（upvc）超濾膜。為保證超濾系統的布水均勻，長期穩定執行及降低超濾清洗和反洗裝置的投入，設計2套超濾系統，每套超濾系統含2個單元，每個單元40支超濾膜，分四排背靠背安裝在機架上。
2.3.4超濾反洗和清洗設計
超濾膜在使用的過程中，受到外界環境中物質的汙染，導致膜元件產水通量的下降和膜孔的堵塞。為了保障超濾系統的長期穩定執行，需配置反洗裝置和化學清洗裝置來去除汙染物，消除汙染物對膜元件的影響。
採用頻繁的反洗方式，單獨設定反洗水幫浦，反洗水幫浦引數按以下選取
a.流量：膜元件反洗通量按200l/（m2·h）折合成膜元件流量在單套裝置元件數量即可。
b.揚程：考慮管路損失，在滿足流量要求下，一般控制反洗揚程25m水柱。
c.幫浦材質：過流部分不鏽鋼。
綜上所敘反洗幫浦流量為200m3/h，揚程25m水柱。
超濾化學清洗時調節並穩定壓力至0.1mpa，進行迴圈酸洗20-30分鐘，清洗通量為為100l/（m2·h），折合成單套膜元件流量，則清洗幫浦流量為100 m3/h， 揚程20m水柱。
2.3.5超濾後處理
1、超濾後處理裝置配置的技術引數描述
保安過濾器＋ro裝置（50t／h）
圖5 反滲透機組
2.3.6輔助工藝
（1）氧化劑加藥裝置，用於向超濾進水和反洗水中投加氧化劑，抑制細菌等微生物在超濾膜繁殖並去除吸附、汙堵在超濾膜表面的部分有機物。
（2）還原劑裝置，用於向反滲透進水投加還原劑，還原水中的氧化性物質，保護反滲透膜。
（3）阻垢劑加藥裝置，用於向反滲透進水中投加阻垢劑，以防止膜元件結垢。反滲透濃水端，特別是反滲透壓力容器中最後一根膜元件的濃水側往往出現諸如caco3、caso4濃度積大於其平衡溶解度指數而結晶析出，在膜表面結垢造成汙堵，並可能損壞膜元件，因此在進入膜元件之前設定了阻垢劑投加裝置。
3、超濾執行狀況管理及評價
整個超濾膜處理系統的控制引數主要有：溫度、濁度、ph、壓力、流量等。特別是進出水壓力、流量這兩個引數能及時反映膜元件的處理狀況，可判別是否有故障問題，從而及時採取措施解決。
一般來說，膜處理系統在穩定執行一段時間後出現產水量下降、壓降增加的現象，造成以上現象的原因主要有汙堵、氧化破壞、洩漏等，可採取清洗、消毒、維修、更換超濾膜件等措施解決。平時做好日常的執行記錄，掌握膜處理系統執行的規律，將系統調整在最佳的執行狀態，並能及時採取預防性的維護，防止發生重大問題而影響生產。
圖4超濾系統
3.1 初始除錯情況
130 t/h超濾系統除錯確認書
超濾系統膜元件設計為武漢某公司aqu200×1481-100kh（upvc）型產品，共計160支，超濾系統設計的具體引數如下：
系統流量為： 130 t/h；
產水水質為： sdi≤3 濁度≤0.5 ；
武漢某公司於2010 年11月20 日至 2023年12 月4日派技術工程師到專案現場進行安裝除錯，經三方現場確認，超濾系統產水流量為 160 t/h，產水水質為 sdi≤2 ， 濁度≤ 0.3ntu ，完全符合設計要求。
為了該超濾系統能長期穩定執行，武漢某公司建議如下：
（1） 對於原水水質進行監控。
（2） 控制回流水量,保證系統長期的穩定執行。
（3） 定期**殺菌清洗。
3.2超濾系統執行狀況
130 t/h水處理系統除錯記錄表
表5 超濾系統執行引數
表6 超濾產水水質
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