氯丁橡膠污水廠污水深度處理回用介紹與應(yīng)用成果
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摘要：氯丁橡膠污水廠污水深度處理回用工藝選用曝氣生物濾池+混凝沉淀池+多介質(zhì)過濾+微濾+反滲透的工藝。用曝氣生物濾池作為水質(zhì)穩(wěn)定工藝，去除水中的氨氮、COD、BOD等，然后進(jìn)入混凝沉淀池，去除水中的懸浮物和膠體�；炷恋沓氐漠a(chǎn)水經(jīng)過多介質(zhì)過濾，作為反滲透前的預(yù)處理，最終通過反滲透脫鹽，保證產(chǎn)品水滿足各種指標(biāo)的要求達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)目的。
論文關(guān)鍵詞：氯丁橡膠,多介質(zhì)過濾,微濾,反滲透,膜分離
山西省合成橡膠集團(tuán)有限責(zé)任公司（以下簡稱山橡集團(tuán)）每天產(chǎn)生大約12000m3的工業(yè)廢水和生活污水，現(xiàn)有的污水處理廠已經(jīng)通過
進(jìn)水曝氣調(diào)節(jié)前混凝三級活性污泥系統(tǒng)后混凝微絮凝過濾生物炭出水
達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）》第二類污染物最高允許排放濃度一級標(biāo)準(zhǔn)外排或回用，回用率約為20%，大部不能回用的原因主要是主要指標(biāo)與生產(chǎn)用或工藝用水指標(biāo)仍有較大差距。
膜分離技術(shù)是當(dāng)今世界上最為先進(jìn)的物理分離技術(shù)，已經(jīng)在西方發(fā)達(dá)國家廣泛應(yīng)用于城市供水處理、城市污水回用和工業(yè)廢水回用等領(lǐng)域，被稱為“21世紀(jì)的水處理技術(shù)”。 優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：
�。�1）膜分離過程不發(fā)生相變，具有能耗較低的優(yōu)點(diǎn)，因此又稱為節(jié)能技術(shù)；
（2）膜分離過程是在常溫下進(jìn)行的，因此特別使用對熱敏性物質(zhì)的分離和富集；
�。�3）膜分離技術(shù)不僅適用于有機(jī)物和無機(jī)物，從病毒、細(xì)菌到顆粒物的廣泛分離，還適用與許多特殊溶液的分離，如大分子和無機(jī)鹽的分離，共沸物的分離等；
�。�4）膜分離過程常以壓力和化學(xué)勢為推動力，分離過程幾乎不涉及化學(xué)藥品的加入，因此幾乎不造成環(huán)境污染，是一種綠色的物理化學(xué)過程；
�。�5）膜分離裝置簡單，操作容易且易于控制，便于維修且分離效率高，具有占地面積小，處理效率高的特點(diǎn)。
反滲透膜在純水制備領(lǐng)域，比采用傳統(tǒng)的離子交換，電滲析具有更好的經(jīng)濟(jì)性。在污水回用領(lǐng)域，反滲透作為脫鹽工藝的首選工藝，同時對有機(jī)污染物具有其它方法不能達(dá)到的去除效果。
經(jīng)深度處理后可以回用為地面水源補(bǔ)充水，農(nóng)田和公用設(shè)施用水，景觀用水，循環(huán)水補(bǔ)水和工藝水補(bǔ)水等。這樣可充分利用現(xiàn)有的水資源，最大限度的提高水的利用效率，降低生產(chǎn)經(jīng)營成本且具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。對促進(jìn)山橡集團(tuán)持續(xù)、穩(wěn)定的發(fā)展具有重大意義。
1工藝方案
1.1工藝流程
針對山橡公司原水水質(zhì)及回用水水質(zhì)要求，影響污水回用工程的主要污染物為有機(jī)物、懸浮物（SS）、氨氮等。
對于有機(jī)物，可通過生化反應(yīng)去除，同時生化對油、氨氮有較好的去除效果。
對于水中的懸浮顆粒物（SS），通過沉淀和過濾去除。
綜上所述，針對山橡公司原水水質(zhì)、回用要求和回用規(guī)模，并充分考慮水質(zhì)水量的波動，采用曝氣生物濾池混凝沉淀池多介質(zhì)過濾微濾反滲透脫鹽。微濾為反滲透的預(yù)處理工藝，保證進(jìn)反滲透的SDI值，反滲透為系統(tǒng)的核心處理工藝，對微濾水進(jìn)行脫鹽處理。
2主要處理單元
1.1多介質(zhì)過濾單元
多介質(zhì)過濾器是最成熟和最常用的反滲透預(yù)處理工藝單元，多介質(zhì)過濾器為壓力式過濾器。通過濾料的納污截留作用，進(jìn)一步降低水的濁度及SDI值，而且水中的有機(jī)物、細(xì)菌乃至病毒等隨著水的濁度的降低而部分的被去除。多介質(zhì)過濾器利用容器內(nèi)所裝填的專用無煙煤、細(xì)石英砂間的間隙，通過攔截、沉淀、慣性、擴(kuò)散和水動力作用使得懸浮物顆粒在遷移到濾料表面時，在范德華引力和靜電力以及某些化學(xué)鍵和某些化學(xué)吸附力的作用下，粘附于濾料顆粒表面或?yàn)V料表面上原先粘附的顆粒上。
1.2微濾單元
微濾用于去除廢水中大分子物質(zhì)和顆粒。同時，微濾可以作為反滲透的預(yù)處理技術(shù)，提供安全、可靠的反滲透進(jìn)水，能持續(xù)的保持反滲透進(jìn)水的SDI< 3。其結(jié)果是縮小反滲透的系統(tǒng)設(shè)置，延長反滲透的使用壽命，降低反滲透的操作成本。
本工程采用采用日本旭化成公司的高分子材料（PVDF）制成的內(nèi)壓式中空纖維式微濾膜元件---UNA-620A膜元件，主要去除水中的大分子有機(jī)物，部分降低水中的油、COD及細(xì)菌含量。懸浮物的去除率可達(dá)100%，膠體鐵的去除率一般可達(dá)99%，微生物的去除率一般可達(dá)99.9%，出水濁度一般可小于0.1NTU，出水SDI＜3。
1.3反滲透單元
反滲透過程是滲透過程的逆過程，采用半透膜的壓力分離過程。半透膜是只允許溶劑通過而不允許溶質(zhì)通過的膜。當(dāng)兩種不同濃度的溶液分別位于半透膜的兩側(cè)，低濃度側(cè)的溶劑（水）將向高濃度側(cè)滲透，高濃度側(cè)溶液上升，達(dá)到一定高度時，滲透平衡，這種現(xiàn)象稱為滲透作用。當(dāng)滲透平衡時，溶液兩側(cè)的靜壓差稱為滲透壓。如果在高濃度側(cè)施加大于靜壓差的壓力，將會發(fā)生滲透過程的反過程，既高濃度側(cè)的溶劑向低濃度側(cè)溶液滲透，這一過程稱為反滲透。 反滲透不是自發(fā)進(jìn)行的，為了進(jìn)行反滲透過程，就必須加壓，只有工作壓力大于溶液的滲透壓時，水才能通過膜從鹽水中分離出來。
本工藝選用2臺精密過濾器，過濾器直徑600mm，單臺過濾器處理水量為94m3/h。反滲透系統(tǒng)總產(chǎn)水量141m3/h，脫鹽率99.5%，系統(tǒng)回收率75%。反滲透共設(shè)計(jì)2套，單套進(jìn)水量94m3/h，產(chǎn)水量71m3/h。
反滲透膜組是反滲透系統(tǒng)的“心臟”，其作用主要是去除待處理水中的可溶性鹽份，同時能去除水中殘留的大分子有機(jī)物質(zhì)。設(shè)計(jì)參數(shù)：進(jìn)口單只膜元件的通量采用10gfd，膜面積400ft2，按2套設(shè)計(jì)，每套使用300支膜元件，型號為美國陶式BW30-400反滲透膜。
壓力容器采用國產(chǎn)玻璃鋼膜殼，每支膜殼可以裝入6只長40英寸，直徑8英寸的反滲透膜，每套使用18只膜殼，按12：6分一級兩段杉樹型排列
2 主要裝置的運(yùn)行
常規(guī)的運(yùn)行裝置在這里不做介紹，主要介紹微濾過濾單元和反滲透單元
微濾單元設(shè)計(jì)進(jìn)水水量為209m3/h，回收率90%，產(chǎn)水188m3/h。膜通量按10℃時為59.5L/m2·h設(shè)計(jì)，采用面積為50m2的膜元件，過濾精度為0.01um。為保證每小時連續(xù)出水，考慮到反沖間隙和備用需要，分2套設(shè)計(jì)，每套36只膜，即單套產(chǎn)水量94m3/h。設(shè)備運(yùn)行一段時間后，可能會在中空纖維膜表面產(chǎn)生各類污垢，致使膜性能下降，產(chǎn)水量下降，這時必須進(jìn)行反沖洗來恢復(fù)膜的透水量。微濾的運(yùn)行、反沖、快沖采用PLC控制。
反滲透單元選用2臺精密過濾器，過濾器直徑600mm，單臺過濾器處理水量為94m3/h。反滲透系統(tǒng)總產(chǎn)水量141m3/h，脫鹽率99.5%，系統(tǒng)回收率75%。反滲透共設(shè)計(jì)2套，單套進(jìn)水量94m3/h，產(chǎn)水量71m3/h。
反滲透機(jī)組共用1套化學(xué)清洗裝置，清洗裝置包括1臺不銹鋼清洗泵，型號IH150-125-315O，Q=144m3/h，H=35m，配套電機(jī)功率30KW。1只碳鋼襯膠清洗水箱，以及1臺φ600保安過濾器。另設(shè)反滲透沖洗泵一臺，型號為IH150-125-315O，Q=144m3/h，H=35m，配套電機(jī)功率30KW。
3 運(yùn)行的成果與結(jié)論
1）該項(xiàng)目工程總投資約為2560萬元，污水處理能力：208 t/h，處理后回用水量140 t/h，平均每噸污水處理費(fèi)用約為2.5元/t。裝置于2010年9月裝置竣工后，和設(shè)計(jì)和施工單位共同調(diào)試運(yùn)行了兩個月共處理污水回用水約100000t ，出水水質(zhì)達(dá)到了生產(chǎn)工藝用水的要求，用于了循環(huán)水補(bǔ)水和工藝水補(bǔ)水，部分緩解了企業(yè)“水荒”也證實(shí)了選擇該工藝的正確性和合理性。
2）本項(xiàng)目的建設(shè)符合國家節(jié)水、治污、水資源利用的政策，有效利用水資源，不但發(fā)揮工藝裝置的經(jīng)濟(jì)效益，對改善當(dāng)?shù)厮h(huán)境、保護(hù)地下水資源、增強(qiáng)可利用水資源的總量，緩解新建項(xiàng)目用水緊缺的現(xiàn)狀及對污染綜合治理都具有重要意義。其社會效益、環(huán)境效益是十分顯著的。
3）國內(nèi)的水處理的發(fā)展趨勢看，目前的節(jié)水措施已解決不了工業(yè)生產(chǎn)和生活用水的增加與水資源緊缺的矛盾，廢水回用已成為水處理發(fā)展的必然趨勢；山橡集團(tuán)目前在這方面進(jìn)行了有益的嘗試從結(jié)果來看是取得了經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的雙豐收。
參考文獻(xiàn)
1 許振良 馬炳榮編著 膜分離技術(shù)應(yīng)用叢書之微濾技術(shù)與應(yīng)用 化學(xué)工業(yè)出版社
2 ［美］Zahid.Amjad主編 反滲透-膜技術(shù)-水化學(xué)和工業(yè)應(yīng)用 化學(xué)工業(yè)出版社
