改良SBR＋UF＋RO＋MVR工艺处理煤化工废水的研究

改良 SBR＋ UF＋ RO＋ MVR工艺处理煤化工废水的研究

秦伟

徐州水处理研究所 江苏徐州 221000

摘要：针对国内大型煤化工企业和大型精细化工企业生产过程中产生废水的特点难点进行研究。本文介绍了一种专门针对此类废水的处理专用工艺，包括工艺运行参数、工艺设备特点。结合实际生产及运行情况，对该工艺在煤化工和精细化工生产废水处理中的应用效果和经济效益进行分析论证，实际生产结果表明该组合工艺在煤化工化工生产废水和精细化工生产废水运行中能达到较好处理效果，能够实现节能减排和零排放目的。

关键词：SBR UF RO MVR 化工废水零排放

引 言

随着全球经济的高速发展，工业化进程的加快，环境问题日益凸显，环境与发展之间的关系逐渐受到重视。为了应对全球气候变化和环境污染带来的挑战，实现经济的可持续发展，以习总书记为核心的党中央审时度势、高瞻远瞩，实施碳达峰、碳中和的重大战略部署。煤化工及工业污水实现低碳发展的可行绿色路径就是实现近零排放及水资源化。企业要稳步发展就必须贯彻国家号召，节能减排，循环利用，实现碳达峰、碳中和。利用新技术新工艺把生产废水循环利用起来。合理有效利用水资源尤其最要，节约水资源就是保护生态环境。

1、预处理单元

1.1新工艺与传统硝化反硝化脱氮效果对比

传统生物处理硝化反硝化工艺在脱氮处理过程需要硝化和反硝化两个阶段。生物硝化阶段是将废水中的有机氮、氨氮氧化为亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的过程；反硝化阶段是将硝硝酸盐、亚硝酸盐还原成氮气和水的过程。只有当废水中的有机氮和无机氮以亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的形态存在时，此时仅需一个反硝化反应就能去除。AA/O法、、CASS法氧化沟法等工艺就属于比较传统脱氮工艺，一般都可实现生物硝化反应，反硝化效率较低，总氮脱除率低，投资和运行成本较高，处理效果也不稳定，出水水质波动较大。

1.2改良SBR短程硝化反硝化除总氮新工艺

改良SBR工艺采用短程硝化反硝化技术，把传统的硝化反应过程控制在氨氧化产生NO₂^-的阶段，此阶段需要控制各运行参数，防止NO₂^-进一步转化为NO₃^-，直接以NO₂^-作为微生物呼吸链进行反硝化脱氮反应。此反应过程减少了亚硝酸盐转化成硝酸盐的时间，降低了需氧量、减少了反硝化过程中碳源的投加量，降低了电能和碳源费用，整体减少了运行费用。改良SBR与传统的生物脱氮工艺相比具有以下特点：①减少供氧量可以节省25%的风量，降低电费能耗；②节省约40%反硝化所需碳源，在C/N比一定的情况下可提高TN的去除效率；③此工艺可减少污泥量约50%；④减少纯碱投加量约20%；⑤提高反应速率，缩短反应时间，节省反应器容积和占地面积。此改良工艺节省投资和运行费用约30%。运行效果好，出水水质稳定，比传统工艺自动化程度高易操作，节省劳动力提高安全性。

2、工艺指标和流程

2.1设计进水量、水质

2.1.1生化系统处理水量：150m³/h处理污水设计进水水质：

2.1.2吸附器和生物过滤器进出口水质：

2.1.3UF和RO进出口水质：

2.1.4 系统回收率

2.1.4 工艺流程简介

生产废水→调节池→改良SBR系统→缓冲池提升泵→吸附器→中水池→生物过滤器→UF→超滤水箱→超滤水泵→RO装置（淡水送入淡水回用箱）浓水→浓水箱→浓水泵→浓RO浓水装置→高浓水箱→高浓水泵→高浓盐水回收装置（淡水送入淡水箱）浓水→高浓盐水箱→MVR蒸发结晶→固体盐和固废外运。

3 工艺设备简介

3.1.1调节池

作用：储存水量、调节水质，起到均质、均量等目的，为后续工段稳定输送水量，有利于生化处理。设备配置：潜水搅拌机数量：2台；污水提升泵2台。

3.1.2 改良SBR池

作用：改良SBR由缺氧池和好氧池合理分配组合而成。缺氧池里生存大量兼氧菌对进水中难降解有机物发生缺氧微厌氧反应，可使不易降解的大分子COD发生结构改变，变成小分子COD有利于反硝化菌的利用和下步的好氧反应的硝化。

设备配置：潜水搅拌机数量：4台，污泥内循环泵3台，高效微孔曝气装置一套，滗水装置一套，供氧风机3台和PLC自动控制系统。

3.1.4缓冲池 吸附器

作用：缓冲储存生化处理合格后的水量，保证后续工段稳定供水，达到水量连续均衡。吸附器内装有专用填料，吸附污水中的少量有机物和部分阳离子，降低水质的氧化性和污堵性，保证后续工段设备的正常运行。

设备配置提升泵：2 台，吸附器4台。专用填料1批。加药装置一套。

3.1.5生物过滤器

作用：生物过滤器是UF和RO系统的重要预处理装置，它的作用是去除原水中悬浮物、颗粒物、胶体微生物等物质进行去除，同时降低原水中的浊度、色度、SDI,满足系统进水水质要求。

设备配置：系统共设置4台立式生物过滤器，3用1备，单台产水量60 m3/h，生物过滤器通过PLC控制系统实现自动运行、切换、反洗等过程。

3.1.6UF超滤装置

本系统设置超滤2套，单套净产水量Q≥90m3/h,采用进口品牌超滤膜组件，整套超滤采用全自动运行方式。超滤装置的运行、切换、正冲、反洗/气洗、在线化学加强反洗等工序全部自动完成。

作用：是利用超滤膜0.05um的孔隙进行机械过滤。水中残存的微量悬浮颗粒、胶体、微生物等。

3.1.7 RO反渗透装置

本系统设置2套处理量150m³/h的一级反渗透处理膜组。作用：利用半透膜透水不透盐的特性，去除水中的各种盐份。在RO的原水侧加压，使原水中的一部分纯水沿与膜垂直的方向透过膜，水中的盐类和胶体物质在膜表面浓缩，剩余部分原水沿与膜平行的方向将浓缩的物质带走。透过水中仅残余少量盐份，收集利用透过水，即达到了脱盐的目的。

3.2.10 DTRO反渗透装置

DTRO装置是为了减少浓水的排放量，进一步提高水的利用率，将高含盐量的浓水进行更深度的浓缩产生的淡水，回收送入中水回用水箱。浓水回用反渗透系统设置1套，处理水量30m³/h，反渗透膜组件均采用进口碟片式反渗透膜。

3.2.11 MVR蒸发结晶装置

蒸发是采用加热的方法，使溶液沸腾，除去其中被汽化部分，使溶液得以浓缩的单元操作过程。本设备设计宗旨在于广泛处理各式料液，因此设计为间歇式和连续式两者并中。

作用：蒸发是采用加热的方法，使溶液沸腾，除去其中被汽化部分，使溶液得以浓缩的单元操作过程，最终以干物料分离出来。达到液体变为蒸汽冷凝液回收利用，固体为混盐回收利用，达到固液合理化分离的目的。

结 语

本组合工艺在实际生产当中，通过多年的运行参数总结，设备运行平稳，故障率低，出水水质好，自动化程度高，整体运行费用相对较低。处理后淡水回用率高，废水产生量少，比传统的高盐水蒸发更经济，更节能。能实现国家提倡的节能减排以及碳达峰碳中和目标，每年能为国家节约水资源五十多万吨，减少碳排放量约500吨，每年为企业创造节水减排费用约两千万效益。经过以上减排和节能数据体现了本工艺既节能又环保，是化工废水零排放值得使用和推广的新工艺。

参考文献：

[1]预处理+A/O+臭氧氧化+BAF深度处理煤化工废水[J]. 王文豪,高健磊,高镜清.  工业水处理. 2019(06)

[2]探析工业废水“零排放”技术及成效[J]. 刘建松.  环境与可持续发展. 2017(03)

作者简介

秦伟（1986.7）本科，汉族，江苏徐州，工程师，主要从事化工废水研究

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