石化行業(yè)是我國工業(yè)用水大戶，大幅降低煉化企業(yè)的取水和排污總量，可以有效解決石化行業(yè)發(fā)展水資源短缺和環(huán)保容量制約問題，并創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益與環(huán)境效益。筆者采用高效纖維過濾〔1, 2〕＋生物活性炭+電絮凝+超濾+反滲透工藝處理某石化企業(yè)污水場生化出水，產(chǎn)水回用作脫鹽水站補(bǔ)水。針對該污水含有一定有機(jī)物、硬度、鹽的特點(diǎn)，利用生物活性炭〔3〕降低廢水中有機(jī)物，并在電絮凝工藝中〔4〕控制廢水pH 提高對結(jié)垢離子的去除效果。經(jīng)該組合工藝處理后，廢水 中的有機(jī)污染物去除率為30%，除油率為50%，總硬度去除率為35%，保證預(yù)處理出水達(dá)到膜前的進(jìn)水水質(zhì)要求，進(jìn)而確保了超濾+反滲透系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
1 試驗(yàn)部分
1.1 試驗(yàn)原水水質(zhì)
試驗(yàn)原水為污水場生化出水，其水質(zhì)情況見表 1。
綜合考慮離子交換樹脂的水質(zhì)要求與污水回用雙膜系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，原水中應(yīng)去除的主要污染物是COD、氨氮、油、懸浮物、總硬度。
1.2 工藝流程與裝置
試驗(yàn)工藝流程見圖 1。
圖 1 深度處理工藝流程
試驗(yàn)采取連續(xù)式運(yùn)行，其中高效纖維過濾、生物活性炭和電絮凝為原有污水處理裝置�，F(xiàn)場試驗(yàn)裝置規(guī)格及參數(shù)：高效纖維過濾器2 座，處理規(guī)模150 t/h，料層高度1.6 m，型號GXZL-250，設(shè)計(jì)流速25~ 40 m/h�；钚蕴可餅V池3 座，處理規(guī)模30~50 t/h，尺寸為D 3.2 m×9.2 m，填料高度4 m，型號ZWT- 3200。電絮凝裝置1 套，處理規(guī)模70 t/h，反應(yīng)池尺寸5.4 m×9 m×4.3 m，總停留時間2.5~3.5 h，pH 在 10~10.5，電流60 A。超濾裝置1 套，處理規(guī)模3~6 t/h，膜面積50 m2，膜孔徑25~30 nm，型號UF-MB- 10060。反滲透裝置1 套，處理規(guī)模1.2~1.5 t/h，膜面積34 m2，型號BW30-365/FR。
1.3 分析方法
pH 采用玻璃電極法測定，氨氮采用蒸餾中和滴定法測定，COD 采用重鉻酸鉀法及高錳酸鉀法測定，油采用紅外分光光度法測定，懸浮物采用重量法測定，濁度采用分光光度法測定，總硬度采用絡(luò)合滴定法測定，電導(dǎo)率由ZD-2 型自動電位滴定儀（上海精科雷磁公司）測定，TOC 采用T/N3100 TOC 儀（德國耶拿公司）測定。
2 結(jié)果與討論
2.1 預(yù)處理效果
預(yù)處理是為了確保雙膜系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，因此試驗(yàn)中雙膜前預(yù)處理選擇高效纖維過濾+生物活性炭+電絮凝組合工藝。污水場生化出水經(jīng)高效纖維過濾可去除廢水中絕大部分的懸浮物，出水中的有機(jī)污染物經(jīng)生物活性炭處理后進(jìn)一步降低； 在電絮凝工藝中加入氫氧化鈉控制廢水pH 在10.5 左右，可去除廢水中部分離子。試驗(yàn)結(jié)果表明：高效纖維過濾對顆粒物的去除率可達(dá)70％，對油的去除率達(dá)到 45%；生物活性炭對濁度的去除率為41％，對有機(jī)物去除率為11％；電絮凝工藝主要去除硬度，去除率為35％，出水總硬度為160 mg/L，達(dá)到了試驗(yàn)要求。
預(yù)處理工藝各項(xiàng)處理效果見表 2。
2.2 超濾+反滲透處理效果
在穩(wěn)定產(chǎn)水量情況下考察超濾和反滲透系統(tǒng)運(yùn)行情況和產(chǎn)水水質(zhì)。
（1）超濾系統(tǒng)運(yùn)行情況。超濾系統(tǒng)為恒定流量運(yùn)行，考察其運(yùn)行過程中壓力變化是否穩(wěn)定。通過試驗(yàn)確定了超濾穩(wěn)定運(yùn)行條件：通量90 L/（m2·h），反洗周期30 min。該試驗(yàn)條件下超濾系統(tǒng)的運(yùn)行情況見 圖 2。從圖 2 可以看出，在確保預(yù)處理產(chǎn)水穩(wěn)定的前提下，超濾系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。
圖 2 超濾系統(tǒng)運(yùn)行情況
（2）反滲透系統(tǒng)運(yùn)行情況。通過試驗(yàn)確定了反滲透穩(wěn)定運(yùn)行條件：通量25 L/（m2·h），回收率75%。在此條件下反滲透系統(tǒng)運(yùn)行情況見圖 3。從圖 3 可以看出，反滲透系統(tǒng)運(yùn)行到第9 天后壓力上升快，運(yùn)行到25 d 進(jìn)水壓力從1.2 MPa 增高到1.69 MPa，達(dá)到化學(xué)清洗條件，對膜進(jìn)行化學(xué)清洗。
圖 3 反滲透系統(tǒng)運(yùn)行情況
2.3 廢水處理效果
預(yù)處理產(chǎn)水進(jìn)入超濾系統(tǒng)〔5〕進(jìn)一步去除顆粒物和膠體物質(zhì)后經(jīng)反滲透脫鹽〔6〕直接回用至離子交換系統(tǒng)。目前該廠離子交換系統(tǒng)補(bǔ)水為新鮮水。將試驗(yàn)產(chǎn)水與新鮮水和一級除鹽水進(jìn)行水質(zhì)對比，見表 3。從表 3 看出，試驗(yàn)產(chǎn)水水質(zhì)明顯優(yōu)于新鮮水水質(zhì)，可滿足回用要求。
2.4 超濾膜污染物分析
進(jìn)行水質(zhì)惡化試驗(yàn)，即污水場生化出水不經(jīng)預(yù)處理工藝處理直接進(jìn)入超濾+反滲透系統(tǒng)，結(jié)果表明，水質(zhì)改變對超濾系統(tǒng)運(yùn)行影響較大，對反滲透系統(tǒng)幾乎沒有影響。因此對廢水中污染超濾膜的物質(zhì)做了進(jìn)一步分析。
（1）SDI 沉積污染物膜片分析。膜系統(tǒng)運(yùn)行過程中，超濾膜更易發(fā)生污堵，對超濾產(chǎn)水進(jìn)行SDI 測定。對SDI 膜片沉積污染物進(jìn)行分析，獲取污堵膜的主要污染物，結(jié)果見表 4。
（2）超濾反洗脫落物分析。超濾系統(tǒng)運(yùn)行中需定時反洗，剝離并分析污堵超濾膜的污染物，見表 5。
由表 4、表 5 分析結(jié)果可以看出，造成超濾膜污染的主要污染物初步判斷為有機(jī)物，因此當(dāng)超濾系統(tǒng)污堵后對其進(jìn)行化學(xué)清洗時需采用堿洗〔7〕。
2.5 成本分析
現(xiàn)場試驗(yàn)運(yùn)行費(fèi)用分析見表 6。
現(xiàn)場試驗(yàn)運(yùn)行費(fèi)用為1.83 元/t，與該廠所用新鮮水4.9 元/t 相比，該項(xiàng)目實(shí)施后有較好的經(jīng)濟(jì)效益，從經(jīng)濟(jì)角度分析是可行的。同時污水深度處理后回用減少了污水場生化達(dá)標(biāo)污水的排放量，降低了對環(huán)境的污染，真正達(dá)到了節(jié)水減排效果。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
3 結(jié)論與建議
（1）針對該煉油污水的水質(zhì)特點(diǎn)，采用高效纖維過濾+生物活性炭+電絮凝工藝進(jìn)行處理，產(chǎn)水能夠滿足雙膜系統(tǒng)進(jìn)水要求，同時確保超濾與反滲透穩(wěn)定運(yùn)行周期分別在60 d 和30 d 以上。
（2）造成超濾膜污染的主要污染物是有機(jī)物，因此在對超濾系統(tǒng)進(jìn)行加藥反洗和化學(xué)清洗時，主要選擇NaClO、NaOH 等堿洗方法。
（3）該煉油污水經(jīng)預(yù)處理+超濾+反滲透處理后，出水中油＜1 mg/L，CODMn＜1 mg/L，達(dá)到了該廠離子交換樹脂進(jìn)水要求。噸水處理費(fèi)用1.83 元左右，項(xiàng)目實(shí)施后給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。
