剩余氨水是焦化廢水中最難處理一股廢水,其水質成分復雜,污染物濃度高,寧波鋼鐵和萍鄉鋼鐵產生的剩余氨水主要含有較大量的焦油、苯環化合物、吡啶類難降解的污染物質,色度較高, COD值高,可生化性差。在經過預處理和生化處理后,這些物質仍不能被有效去除,廢水不能達標排放。因此本文采用了混凝-陶瓷膜微濾法對生化處理前的剩余氨水進行了預處理,通過一系列的理論分析及實驗,得出以下結論:
1、采用陶瓷膜過濾器處理剩余氨水,因為具有獨特的結構特點,能高效的去除廢水中的污染物質,容易再生;在投資費用、使用壽命方面都有著傳統過濾器無法比擬的優勢。陶瓷膜過濾器的操作條件對膜的分離性能有很大的影響,從實驗得到陶瓷膜過濾的操作條件為,原水濁度在150NTU,操作壓力控制在0.2MPa左右,流量在1.8m3/m2.h,反沖周期為4h或膜壓差達到0.02MPa啟動反沖,反沖壓力應設定在0.2MPa,反沖洗時間為10min。
2、首先對寧波鋼鐵的剩余氨水進行了混凝處理,通過實驗找出混凝劑組合為PAC+PAM體系,反應條件為:PAC和PAM投加量分別為150mg/L和6mg/L,廢水溫度為40 oC, pH值在6~7之間,混凝反應沉降時間為30min。在此條件下進行混凝后焦化廢水的除油率、濁度和色度去除率分別高達60%、92%和65%,廢水由原來的棕黑色變為處理后的淺色澄清。實驗結果表面混凝劑、助凝劑的種類和投藥量,混凝反應沉降時間、廢水的pH值、溫度都能影響焦化廢水混凝沉淀效果,其中混凝劑的種類和投藥量及廢水的pH值是主要影響因素。從油、色度、濁度等指標的較大幅度的降低顯示出混凝法對焦化廢水有很好的處理效果,能減輕深度處理的負擔。但處理后的水樣的油、COD、色度等仍然很高,需進一步進行深度處理。
3、在操作條件下,采用混凝+陶瓷膜微濾法時處理焦化廢水其平均濁度去除率、脫色率、脫油率和COD去除率分別高達95%、80%、90%和81%,表現出對焦化廢水處理的高效性,也很好的體現了混凝與陶瓷膜微濾兩種廢水處理方案的兼容性與互補性。
4、陶瓷膜過濾器過濾前期應盡量純水清洗,當純水沖洗對膜通量恢復率沒有較大改善的時候應選用合適的化學清洗劑清洗。采用單種藥劑對陶瓷進行清洗時,鹽酸、氫氧化鈉、次氯酸鈉三種清洗劑對陶瓷膜的清洗效果較好,一次清洗后膜通量恢復率達到70%以上。由此可知,焦化廢水中對陶瓷膜產生污染的物質中,焦油類及有機物等占有很大的比例。鹽酸、氫氧化鈉、次氯酸鈉、EDTA和SDS的清洗濃度分別為1.1%,1.5%,0.6%,0.4%和2.0%;膜通量恢復率為72.1,80.0,83.3,55.9和58.2。在連續兩步化學清洗工藝中,選用0.6% NaClO (步) +1.5 %NaOH (第二步)作為清洗劑的清洗效果相對較好,其膜通量恢復率達到了88.3%,與單獨使用0.6% NaClO和1.5 %NaOH作為清洗劑單步清洗效果都要好。結果表明在被污染的陶瓷膜內,有機污物和油污相互覆蓋,用次氯酸鈉和氫氧化鈉對陶瓷膜進行兩步清洗可以獲得較好的清洗效果。
建議:
由于小試實驗與工業上的實際應用有一定的差距,因此在大規模工程運用中會出現小型實驗無法預料的問題,另外受實驗條件、時間的限制,處理廢混凝-陶瓷膜微濾法處理焦化廢水的實驗研究有待進一步深化。
(1)混凝實驗采用的焦化廢水是從寧波鋼鐵直接取樣到萍鄉的,其水質在長途長時間的運輸過程中發生了部分變化。因此該實驗廢水與寧波鋼鐵的實際焦化廢水存在一定的差距。建議應進行現場實驗,務求盡量貼近工程化實際應用。
(2)在實驗條件允許下,建議在預處理后,進行模擬生化處理的實驗,以確定出水水質是否能達到預期的目標。
(3)由于焦化廢水的成分復雜,從而造成處理時影響因素的復雜性,本論文只重點討論了一些對處理效果造成明顯影響的條件和因素,建議應全面的討論影響廢水處理效果的條件,進一步完善和優化混凝+陶瓷膜微濾工藝。
(4)混凝+陶瓷膜微濾工藝可為其他相關難降解廢水的處理提供參考和借鑒,建議進一步研究本論文的實驗思路及工藝對處理其他廢水的效果,從而使混凝+陶瓷膜微濾法工藝獲得更廣泛的應用。