超滤在焦化酚氰废水处理中设计应用

超滤在焦化酚氰废水处理中的设计应用摘要：焦化酚氰废水是一种难处理的高浓度有机废水，采用超滤（uf）作为焦化酚氰废水深度回用处理的前级处理，为后续纳滤（nf）和反渗透（ro）提供条件，本文主要阐述在超滤（uf）系统工艺和结构设计时的一些注意事项，以供其它工艺技术人员设计参考。

关键词：焦化酚氰废水、超滤（uf）

一、焦化废水的特点及常规处理方法焦化酚氰废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机) y& u1 x9 |! e! s* g废水。其组成复杂，含有大量的酚类、联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染’ z) a% o+ m” n8 }+ u物，还含有氰、无机氟离子和氨氮等有毒有害物质，属较难7 s! p’ `, w& t- f生化降解的高浓度有机工业废水。现有的焦化废水处理技术主要物理化学法：包括蒸氨法、焚烧法、混凝沉淀法、膜分离法、萃取法、吸附法；生物法：包括普通活性污泥法、生物脱氮法、a/o法、a2/o 法，sbr法等。某钢铁企业焦炉易地大修配套建设的1座焦化酚氰废水处理站，用于接纳焦炉易地大修和煤气净化系统技术升级改造产生的工艺排水、焦炉煤气管道输送过程中排放的冷凝水、循环水站强制外排水等。

本焦化酚氰废水站由生化处理、物化处理和深度回用处理三个大系统组成。深度处理采用传统的超滤（uf）+纳滤（nf）＋反渗透（ro）组成。其详细的工艺流程如下：本文对该钢铁企业焦炉易

地大修配套建设的酚氰废水处理站中的uf系统的设计进行分析和总结

二、超滤系统设计计算

1.uf装置工艺流程：

该钢铁企业焦炉易地大修焦化酚氰废水处理站超滤系统设计总进水量为170m3/h,总产水量为150m3/h,分二套并联运行。其工艺流程如下：

2.uf系统进水水质及出水要求

uf的进水为焦化废水经生化、物化处理后的废水，并经100um 的自清洗过滤器后进入超滤系统。主要是总铁≤4.0 mg/l严重偏高，一般不超过0.5mg/l,总铁超过0.5mg/l时，容易出现明显的铁胶体污染。但该污染仍属可逆污染，可通过增加化学加强反洗（ceb）和在线化学清洗（cip）来解决。

超滤（uf）的出水水质满足后续处理纳滤的进水要求：sdi≤3

3.超滤系统工艺设计

3.1 uf膜组件选型及相关参数

超滤膜组件型号： 8″aquaflex hp pvc 0.8mm诺芮特，内压式，立式安装

膜丝内径 0.8mm

单个膜组件有效膜面积：55m2

每套膜组件数量：29支

超滤装置数量：2套

膜元件总数：58支

超滤运行模式：错流循环过滤模式

设计水通量（净通量）：47lmh

错流循环水量：9m3/h.套

进水压力：≤0.3mpa

正常过滤时的跨膜压差：0.01-0.08mpa

3.2 超滤反洗参数：

水力清洗频率：每运行35分钟反洗一次（可调节）

水力清洗步序：由上述正冲、气擦洗和反洗等步骤组成：

正冲（从上向下）正冲（从下向上）正冲（从下向上）＋气擦洗正冲（从下向上）＋反洗正冲（从下向上）

气擦洗强度：单支膜组件的常规气流量为10nm3/h,

气擦洗持续时间：10秒

水反洗通量250lmh，持续时间20秒

反洗泵流量：400m3/h，扬程：25m，变频

.3.3 超滤化学加强洗（ceb）参数

ceb反洗频率：1次/12.6小时,可调（20次hc后进行了一次ceb）ceb步序：水力清洗加药（反洗流量减半、相应加药泵开启）浸泡漂洗

水力清洗50sec，加药60 sec，浸泡 10min，漂洗70sec。

ceb 所使用的药剂为 naocl、naoh 和 hcl。

naocl反洗浓度 200ppm加药量387 l/h消耗量：24.7l/day naoh反洗浓度575ppm 加药量359 l/h 消耗量：22.9l/day hcl反洗浓度500ppm 加药量 355 l/h 消耗量：22.6l/day

3.4 超滤化学清洗

超滤化学清洗时间：按实际运行状况确定

化学清洗泵流量：80m3/h，（泵的流量设计满足有效膜通量25lmh 的要求）

化学清洗泵扬程：20m（克服系统的设备及管路压降即可）

化学清洗剂：酸，ph＞1；碱，ph＜13。

4.焦化废水uf系统设计的注意点

4.1由于酚氰废水有机物成分复杂，浓度高，含铁离子高，容易堵塞膜丝，所以在选择膜组件时采用内压式过滤，给水中的污染物泵入膜丝的内腔，污染物很容易通过反洗或是化学加强反冼去除掉。内压式过滤的一个突出优点是：保证给水不会与膜的外表面接触，从而保证污垢不会像外压式膜系统那样在膜丝之间堆积，去除膜丝之间的污垢相当困难，特别是在密封树脂处的膜丝之间。

4.2 采用循环错流过滤模式，在超滤单元内增加一个小型循环泵使部分产水连续不断地在膜表面循环，循环水的高流速一方面阻止了微粒在膜表面的堆积，另一方面膜表面的切向流速可以部分冲刷掉膜表面的污物，缓减膜污染，给难处理的给水水质带来有利影响，提高单个膜组件的处理能力

4.3 由于进水水质差，处理难度大，过滤时被截留的固体容易

在膜表面堆积，形成滤饼层，从而引起跨膜压差升高。在确定工艺参数时，选择较小的膜通量（一般过滤通量为50-120lmh）,降低滤饼生面速率，较短的过滤时间（通常为20-60分钟），这样就增加了水力清洗和化学加强反洗的次数，及时将污染物从超滤单元内冲出，从而降低跨膜压差，使过滤得以正常进行。

4.4 由于进水有机物浓度大，污垢在膜丝上不易清除，可以在水反洗时同时选择空气擦洗，利用压缩气体在膜丝内的水中形成震荡，使附着在膜纤维表面的污染物得以剥落，并被冲洗水带走，从而达到强化冲洗效果和节约反洗耗水的目的。

4.5 在uf的标准清洗操作流程中，系统使用的是水力冲洗流程和化学加强反洗流程。在水力清洗流程中，污染物被水力冲走。在化学加强反洗流程中，化学药剂仅仅在静态浸泡过程中发挥杀菌或化学溶解的作用。如果进水水质差出现运行异常，则使用在线化学清洗来去除污染物，使膜组件恢复最低跨膜压差运行的必须途径。在线化学清洗使用高浓度清洗药剂在超滤膜件内部不断高速循环流动以清除污垢。在本超滤装置中，由于在线化学清洗的使用频率高，预设的清洗频率为一次/周，为减轻劳动强度，便于实现自动化操作，在线清洗管线上配置的阀门都为气动阀门。

4.6 一般情况采用循环泵错流过滤时，不设浓排口，考虑到酚氰废水的水质特点，在循环泵管路上预留一个浓排口，以便可以根据实际情况灵活操作。在水质恶劣时能开启浓排口，排出污染物。

4.7 一般情况超滤装置不设cip清洗后的开机冲洗水阀，因本