膜分离技术处理含酚废水.docx

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膜分离技术处理含酚废水

膜分离技术处理含酚废水

由于酚类物质对生物活体均能产生毒害，它可通过皮肤及粘膜的接触而吸入或经口腔侵入体内，与细胞原浆中蛋白质接触后，形成不溶性蛋白质，使细胞失活。

一般低浓度酚可使蛋白质变性，高浓度酚则使蛋白质凝固，并继续向体内渗透，引起组织损伤、坏死乃至使生物体中毒。

而含酚废水排放到自然环境中又很难通过自然降解过程净化，一直成为化工生产过程中形成的、较难治理的污染物流。

因此，如何合理而有效的处理含酚废水是环境保护及综合利用的重要研究课题。

1传统的处理方法

通常可以概括为两类：

萃取法和吸附法。

近年来，随着技术进步和发展，有一些新的处理含酚废水的方法在开发和使用。

例如，化学药剂法、紫外线氧化法、生物处理法等。

1.1萃取法萃取是利用不同溶剂对苯酚的不同溶解度、共沸点或液体比重，通过向含酚废水中添加具有选择能力的萃取剂，萃取出酚类，再通过蒸馏和沉降分离回收酚类，减少向环境的排放。

此法的优点是过程简单，萃取剂可重复使用，适合于酚含量较高的废水；缺点是能耗大，操作费用高，脱酚效果差，容易产生第三组分所带来的二次污染。

1.2吸附法

其原理是利用含酚废水通过固体吸附剂时酚类被吸附，以减少出水中的酚含量。

解吸后的吸附剂可以再生利用。

此法的优点是操作方便，能耗低，适合于酚含量较低的废水；缺点是设备投资大，吸附剂效率低，同样容易产生第三组分所带来的二次污染。

1.3化学药剂法

此法是向含酚废水中添加化学氧化剂，使酚氧化分解，适合于酚含量较低的废水。

此法没有二次污染，工艺简单。

但条件控制较严，氧化剂无法重复使用且价格昂贵，操作费用高。

1.4紫外线氧化法此法是含酚废水通过装有紫外灯的反应器，通过向反应器中通臭氧或添加双氧水，达到去除酚类的目的。

此法的优点是脱酚效率高。

缺点是对高COD直的含酚废水处理效果差。

1.5生物处理法

此法是向含酚废水中添加活性组分，通过生物降解完成含酚废水的净化。

此法的优点是处理效率高，设备简单。

缺点是占地面积大，且只适用于低COD直的含酚废水处理。

以上这些方法虽各有优缺点，但从综合治理含酚废水的角度出发，都难以达到稳定、可靠和安全的要求。

2膜分离技术

近年来，国内外越来越广泛地应用膜分离技术处理含酚废水，达到了很好的效果，与传统的处理方法比较其优势非常明显。

但对高

COD直且成分复杂的含酚废水，一直未找到一个很好的处理方法。

2.1新技术

1997年，美国STEEDAENTERPRIS公司开发出一种新型膜分离

过滤设备一一V+SEP此设备采用一种新的膜振动剪力增强处理技术，该技术的主要特点如下：

2.1.1高滤速

流体经过膜的平均流速是一般过滤工艺过滤流速的十多倍，且对膜产生的损耗非常小。

2.1.2不结垢

由于采用振动剪力增强处理技术，使膜的表面产生巨大的振动剪力，阻止了滤速降低，从而使膜表面保持干净。

2.1.3高浓缩率膜表面产生的巨大振动剪力能保证其在不结垢的情况下产生高的浓缩率，因而能够使物料的分离达到最佳极限。

由于该技术拥有众多优点，使其在分离过滤领域处于领先地位。

而采用该技术的V+SEP设备应用到高COD直的含酚废水处理上，效果非常明显。

2.2V+SEP设备

该设备使用以聚丙烯为材质的分子膜，以泵为动力，将液体中的水和其它烃类化合物过滤分离。

整个分离过程是不使用任何添加剂和催化剂的物理过程，不产生二次污染。

另外其先进的控制系统，使整个分离过程达到稳定、可靠和安全。

分子膜的使用寿命约为3年。

3膜分离技术处理含酚废水

1998年初，美国STEEDAENTERPRIS公司与天津开发区金福科

工贸有限公司合作，对北京燕化化工二厂苯酚丙酮装置含酚废水的数据进行了分析研究，确定用V+SEP设备处理含酚废水。

通过实验，效果非常明显，一次处理即可将被处理废水的COD直降低85%1998年底，我院根据实验报告完成设计。

3.1工艺流程

3.1.1规模及水质

水量：

5.0m3/h

水质：

COD1500mg/1

PH=4左右

水温：

7OC

成分：

苯酚、丙酮、异丙苯及无机盐类

3.1.2工艺流程简述装置排出的含酚废水先进入调节罐进行调节，然后经进水泵加压

:

1.7MPa（G）］送入V+SEP中进行分离过滤。

为了去除废水中大的悬浮颗粒，减少其对V+SEP设备中滤膜表面的磨损，在进水泵前的管路上设置了管道过滤器。

废水经V+SEP的分离过滤产生出过滤物和滤清液，滤清液被排入滤清液罐］0.1MPa（G）］,然后用排水泵将滤清液送往污水净化厂进一步处理。

分离过滤产生的过滤物］1.5MPa（G）］送去焚烧或装桶外运销售，进一步综合利用或作燃料。

V+SEP设备投入运行时，过滤物

排放自控阀关闭，通过滤膜过滤废水中的有机质和悬浮颗粒被截留到V+SEP设备中。

当被截留物达到一定浓度时，过滤物排放自控阀开启,过滤物被排入过滤物罐。

这是个循环过程，可保证废水被连续不断地处理。

王艺流程简曲

3.1.3出水水质

滤清液：

流量4.68m3/hCOD225Omg/1

过滤物：

流量0.32m3/hCOD199219mg/1

3.1.4控制水平

V+SEP设备的控制系统完全由逻辑程序控制器（PLC）提供，它可自动测试并选择合适的参数来保证设备正常地运行。

此外，它还包括

自动清洗、自动关闭、自动报警、数字检测显示器、遥控检测及监听等一系列措施，保证整个系统安全、可靠、稳定地运行。

3.2技术经济

3.2.1主要设备

1）进料平衡罐（玻璃钢）：

1台

2）进料泵（耐酸泵）：

2台

3）V+SEP设备（进口）：

1台（底座尺寸1.2x1.2m，总高4.6m）

4）出料滤清液罐（玻璃钢）：

1台

5）出料过滤物罐（玻璃钢）：

1台

6）排水泵（耐酸泵）：

2台

7）玻璃钢管道

8）管道过滤器：

1台

3.2.2技术经济分析

1）设备投资：

500万元人民币

2）向酚丙酮装置收排污费（6.8元/吨）：

391万元/年

3）给污水净化厂交排污费（6.8元/吨）：

55万元/年

4）操作运行费：

电费（用电量2O.5KW/h）12万元/年

其它10万元/年

预计总投资回收年限为两年。

4结论

4.1V+SEP设备处理一吨水仅耗电4KVy是一种节能设备且占地面

积非常小

4.2如两台V+SEF设备串联使用，COD勺去除率达98%可极大

地缓解污水净化厂的压力。

膜生物反应器（MBR污水再生工程的运行与优化

水资源与环境问题日益受到人类社会勺重视。

政治、道德及科学技术都在力图控制与全面解决水问题的严重恶化问题。

我国在近几年投入将高达上千亿的资金来达到环保目标，在2010年水处理率不低于60%。

污水再生回用成为解决水问题的关键[1]。

北京的污水回用率要达到50%，最近我国部份城市水价调整，鼓励使用中水，为污水再生回用提供了良好的市场发展空间。

但传统污水再生处理技术存在着出水质量不高，占地大，稳定性差，另外大型处理厂存在设备与运行的资金短缺问题，二级处理厂达到回用标准要增加设备成本，如输送回用水的泵房、管线要增加新设备、空间等。

所以在短期这些技术都不能完全滿足我国对环境治理的要求[2]。

膜技术的快速发展，特别是MBR技术在近3年内得到了突破性的应用发展，为污水再生回用的实现带来了光明的前景[3]。

出水质量高，能够直接由一级污水直接达到回用水标准，其后与反渗透（RO可以达到更高的工艺用水与饮用水要求[4]。

占地小或不占地，自动程度高，方便旧厂升级改造，也灵活的滿足中小处理需求。

2000年MBR处理污水最大规模仅在几千吨/天，而2003年达到几万吨/天。

应用主要集中在生化性好、有回用经济效益的城市生活污水[5]；工艺以运行成本相对要低得多的一体式（也叫沉浸式或淹没式）膜生物反应器有氧活性污泥法为主；使用的膜代表品种之中，中空纤维聚偏氟乙烯（PVDF有出水量大，抗污染性能强，化学稳定性好的特点。

在我国仅局限于实验室阶段，且大多局限于生物方面。

而搞膜材料的研究相对很少，膜技术与MBF技术相对成熟能产业化的就更少了。

在工业应用方面，使用国产膜的工程规模最大仅为几百吨/天，国外膜虽然价格高，为国产膜的2~3倍，但是工艺成熟稳定，主要掌握MBF技术的国外大公司即将全面占领国内市场。

[6]所以本文以国产中空纤维膜沉浸式膜生物反应器处理生活污水为研究对象，来全面阐述膜生物反应器在处理污水再生回用中的工程实现与优化。

实现在中国现有国情条件下，最大可能性的解决水资源与环境问题，为国家建设提供强有力的技术支持。

本项目的示范作用为国产MBF技术的成熟与推广有重要意义。

1、工程概况：

本文以中直苗圃MBF项目为例。

北京中直苗圃是一个旅游疗养地，接待能力为1000个床位，季节性波动性较大。

最少时冬季为100吨/天，在夏季则受人口及雨水影响，水量最高高在500~800吨/天。

另

外，院内有200亩的绿化地。

在处理前采用地下水及集水池补水，用量大，且生活污水没有利用。

经论证采取了MBR亏水再生技术，使水达到回用于景观绿化的目的。

天津工业大学充分发挥在中空纤维膜技术的优势，在经过小试及国内数十个MBR项目的应用实践基础上，全部采用国产化设备技术，独立设计建承。

2、工艺过程

2.1工艺流程

污水再生系统包括以下几个部份

1）、电器自控系统：

PLC变频器、电控阀门、液位记。

2）、生化处理系统：

调节池，水解酸化池、曝气池、产水池。

3）、膜系统：

膜架，帘式膜、在线气水洗、曝气系统、在线化洗、离线清洗部份。

2.2主要构筑件、设备及工艺参数

1）、调节池：

长宽高为9X9X4m,有效体积300用，停留时间为15h.

水解池：

长宽高为8X4X4m,有效体积100m,停留时间为5h.

曝气池：

长宽高为9X2.5x2.4m,有效体积42朋，3个并联，停留时间为6h

产水池：

长宽高为7x8x2m,有效体积100m,停留时间为5h

清洗池：

长宽高为1.6x1.2x2m,有效体积3m

总占用面积：

260平方米

2）、二氧化氯发生器：

H99-300山东华特

三叶罗茨风机：

SSR125P=7.5KW3台,山东章晃

潜水泵：

调节池出水泵：

SSP-51.5~80;水解池出水泵：

SSP-50.4~60;

3台；清洗池出水泵：

SSP-50.4~60;应急泵：

SSP-51.5~80;产水池出水泵：

SSP-51..5~80,GSD公司

污水泵：

曝气池出水泵：

WB70/0903台;清洗泵：

WB70/075;广

东阳江新粤华

加上照明、加药与吊车等总装机容量为43KW

膜：

FR膜内/外径为35/25mm丝根数：

总面积：

产水量清水：

截

留分子量为20万，最大孔径：

0.2卩m产地天津工业大学膜天膜公司.

膜架：

长宽高为1020X700x1300mm,8个帘式膜容量，含清洗曝气系统，产地：

天津工业大学膜天膜公司.

3）、临界通量为10~40L/M2..H根据体水质情况而定，设计通量在10

L/M2。

在临界通量进行恒流量控制；气水比为15：

1~20:

1;酸化池

DO值为小于1mg/l,曝气池DO值5~8mg/l;连续进水，间歇出水，

抽吸泵开13分钟停1分钟；总污泥含量大于8000mg/l，要向酸化池中排泥。

当压力表在最低液面时，清水泵口真空表真空度大于30Kpa,进行在线物理水气清洗。

物理水气清洗的周期间隔小于2周时，进行在