某化工集團生產(chǎn)廢水主要來自該集團各生產(chǎn)單位外排廢水。由于產(chǎn)品和工藝不同，廢水水質(zhì)波動較大，其處理采用收集不同類型廢水進行集中處理、排放地表水體的方式。隨著國家環(huán)保要求的進一步提高，傳統(tǒng)的化工廢水處理方式已不能滿足環(huán)保要求。為此，該集團采用超濾、反滲透工藝對集中處理后的化工廢水進行深度處理，并回用化工生產(chǎn)，以實現(xiàn)化工廢水“近零排放”的目標。集中收集的總廢水經(jīng)兩級石灰—絮凝沉淀法去除部分無機懸浮物、有機污染物及鈣鎂離子，產(chǎn)水一部分供廠區(qū)沖洗地面和衛(wèi)生間，部分供超濾、反滲透膜系統(tǒng)使用。

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1.化工廢水處理工藝

該工程系統(tǒng)進水具有高溶解固體含量(TDS)、高硬度、高pH、高有機物(COD)等特點，處理工藝主要考慮去除無機懸浮物、有機污染物及鈣鎂離子，使系統(tǒng)產(chǎn)水中的離子含量達到可接受范圍，產(chǎn)水回用于化工工藝過程不致對化工產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

反滲透膜技術(shù)可以很好地達到去除離子的目的。根據(jù)原水水質(zhì)，設計采用投加純堿降鈣+常規(guī)絮凝沉淀+多介質(zhì)過濾(MMF)+超濾膜法(UF)+反滲透膜法(RO)工藝進行處理。該工藝具有占地面積小、處理水量大、產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定、全自動PLC+上位機控制運行、操作簡單等特點。工藝流程如圖1所示。

2.工藝流程要點

采用超濾膜與反滲透膜技術(shù)處理廢水，關(guān)鍵是防止膜組件的污堵和結(jié)垢，同時保證膜的產(chǎn)水通量。采用以下措施控制膜的結(jié)垢與污堵風險。

2.1絮凝劑、助凝劑和純堿的投加

在絮凝反應池中投加適量絮凝劑(PAC)、助凝劑(PAM)和足量純堿，經(jīng)斜板沉淀池沉淀后可除去95%以上的Ca2+和部分重金屬離子，以降低后續(xù)反滲透膜表面形成難溶重金屬沉淀的可能性。

由于PAM是長鏈高分子化合物，與RO膜的高分子材質(zhì)類同，過量PAM到達RO膜后會導致RO膜嚴重污堵，且無法通過化學清洗恢復膜通量。因此，只能適量投加助凝劑，蕞佳PAC和PAM聯(lián)合投加量根據(jù)現(xiàn)場小試確定。

2.2酸的投加

由于原廢水呈堿性，pH較高，重金屬離子易在堿性環(huán)境中形成難溶沉淀物，并在膜表面形成結(jié)垢。為防止重金屬離子在膜表面沉淀結(jié)垢，調(diào)節(jié)原水pH至關(guān)重要。在沉淀池產(chǎn)水至多介質(zhì)過濾器的進水管上投加鹽酸，調(diào)節(jié)pH至7~7.5，能有效控制重金屬離子在反滲透膜表面的結(jié)垢。

3.結(jié)論

(1)采用雙膜法處理化工廢水，系統(tǒng)對有機污染物、硬度的去除效果較好，TDS去除率可穩(wěn)定在97%以上，反滲透產(chǎn)水回用于化工生產(chǎn)工藝，反滲透濃水用于沖灰。整個系統(tǒng)運行可實現(xiàn)集團廢水的“近零排放”，經(jīng)濟和環(huán)境效益顯著。

(2)隨著系統(tǒng)的連續(xù)運行，超濾膜和反滲透膜均有一定程度的污染，壓差有所上升，產(chǎn)水量有所下降。經(jīng)過化學清洗后膜通量可以恢復到設計值。

(3)為保證系統(tǒng)長時間連續(xù)運行，可考慮使用過濾孔徑為10μm的保安過濾器濾芯。

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