超濾+納濾+反滲透工藝在皂腳酸化高含油含鹽廢水處理中的應(yīng)用

黃中華

(江蘇釜鼎能源科技有限公司， 南京 210000)

應(yīng)用實(shí)踐

超濾+納濾+反滲透工藝在皂腳酸化高含油含鹽廢水處理中的應(yīng)用

黃中華

(江蘇釜鼎能源科技有限公司， 南京 210000)

油脂加工廠在皂腳酸化后產(chǎn)生了高含油含鹽廢水，此類(lèi)廢水由于硫酸根、油及懸浮物等含量很高，很難用氣浮和生化組合工藝處理達(dá)標(biāo)。介紹了皂腳酸化廢水性質(zhì)，采用超濾+納濾+反滲透工藝，將酸化廢水中油和皂腳有效回收利用，同時(shí)回用了廢水中強(qiáng)酸性的硫酸鹽濃液，不需再進(jìn)行生化處理，出水能穩(wěn)定達(dá)到《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T 50335—2002)再生水回用標(biāo)準(zhǔn)。

皂腳酸化；高含油含鹽；廢水；超濾；納濾；反滲透

油脂加工廠皂腳酸化產(chǎn)生高含油含鹽廢水[1]，廢水中污染物質(zhì)以有機(jī)物皂、油和硫酸根為主，屬高濃度有機(jī)工業(yè)廢水[2]。廢水的特點(diǎn)是水量不大，但污染物濃度高、強(qiáng)度大，廢水呈強(qiáng)酸性。

1 酸化廢水水質(zhì)

某油脂加工廠生產(chǎn)加工能力2 000 t/d，酸化廢水處理量120 m3/d。處理后出水達(dá)到《污水再生利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T 50335—2002)再生水回用標(biāo)準(zhǔn)。酸化廢水原液及出水水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 酸化廢水原液及出水水質(zhì)指標(biāo)

2 酸化廢水處理工藝

傳統(tǒng)方法處理酸化廢水采用加石灰、 PAC、PAM等大量藥劑除油除皂預(yù)處理+氣浮+生化處理工藝，其加藥除油、除硫酸根效果均不理想，需要大量構(gòu)筑物池容來(lái)調(diào)節(jié)、絮凝、沉降高濃度的油和皂，二級(jí)氣浮和48 h以上生化時(shí)間，運(yùn)行過(guò)程中處理1 t廢水需耗費(fèi)70元左右加藥成本，加藥產(chǎn)生污泥形成二次污染廢物，故傳統(tǒng)方法運(yùn)行成本高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，處理后的出水不能達(dá)標(biāo)排放。

本文采用超濾(UF)+納濾(NF)+反滲透(RO)[3]三膜法處理工藝，超濾膜裝置[4]對(duì)此類(lèi)皂腳酸化高含油含鹽廢水進(jìn)行除油除皂處理，運(yùn)行時(shí)只需電耗和少量的清洗劑，不需要添加任何絮凝藥劑，占地小，操作簡(jiǎn)便。對(duì)進(jìn)水水質(zhì)沒(méi)有要求，不需要進(jìn)行任何預(yù)處理，能穩(wěn)定可靠地去除廢水中CODCr、油、SS，既回收利用廢水中的油和皂腳，又保證后續(xù)納濾裝置進(jìn)水水質(zhì)條件。超濾后清液作為納濾裝置進(jìn)水，納濾裝置主要去除廢水中硫酸根，回收強(qiáng)酸性的硫酸鹽濃液，回用于生產(chǎn)車(chē)間皂腳硫酸酸化反應(yīng)使用。納濾裝置的清液出水作為反滲透裝置進(jìn)水，經(jīng)過(guò)反滲透出水清液完全達(dá)到再生水回用標(biāo)準(zhǔn)，直接回用于車(chē)間工藝用水，達(dá)到廢水零排放[5]，符合清潔生產(chǎn)、廢物綜合循環(huán)再利用要求。酸化廢水處理工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 酸化廢水處理工藝流程

2.1 超濾膜裝置

超濾膜是Al2O3高溫?zé)Y(jié)而成的陶瓷膜管，是一種錯(cuò)流形式的過(guò)濾，在壓力驅(qū)動(dòng)下，原料流體在膜管內(nèi)高速流動(dòng)，小分子物質(zhì)透過(guò)膜成為滲透清液進(jìn)入下一工序，大分子物質(zhì)包括油、懸浮物等被截留，被截留的物質(zhì)廢油和皂腳連續(xù)在循環(huán)缸中循環(huán)濃縮，當(dāng)其濃度較高，達(dá)到25%左右時(shí)，通過(guò)泵打到皂腳儲(chǔ)缸回收。超濾膜裝置處理酸化廢水的特點(diǎn)如下：超濾膜耐酸堿度范圍廣，對(duì)進(jìn)水pH沒(méi)有要求；不受溫度范圍限制；純物理過(guò)濾過(guò)程不需添加任何化學(xué)藥劑，回收的油和皂腳純凈；油和懸浮物等截留率大于95%，過(guò)濾后清液可以滿(mǎn)足后續(xù)工藝要求；膜通量高，運(yùn)行周期長(zhǎng)，處理效果穩(wěn)定；采用全自動(dòng)脈沖反沖洗系統(tǒng)，有效控制膜污染，保證膜通量恢復(fù)。超濾膜裝置工藝流程見(jiàn)圖2。

酸化廢水通過(guò)超濾膜裝置處理前后的水質(zhì)對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 超濾膜裝置處理前后水質(zhì)對(duì)比 mg/L

圖2 超濾膜裝置工藝流程

超濾膜裝置運(yùn)行流程如下：先將酸化廢水原液收集入循環(huán)儲(chǔ)缸，循環(huán)儲(chǔ)缸分2個(gè)進(jìn)行輪流切換使用，設(shè)有2個(gè)清洗缸，膜組件運(yùn)行1個(gè)周期后進(jìn)行清洗再生。通過(guò)酸化廢水泵將酸化廢水打入超濾膜裝置，經(jīng)過(guò)超濾膜處理后，濃縮液回收進(jìn)皂腳系統(tǒng)，過(guò)濾后的清液進(jìn)入下一工序納濾膜裝置。超濾膜裝置共3套，2用1備，每套處理能力為60 m3/d，每組內(nèi)設(shè)19根超濾膜管，膜管外徑為41 mm,長(zhǎng)度為1 000 mm，超濾膜孔徑為0.2 μm，每根膜管的過(guò)濾面積為0.4 m2，膜過(guò)濾面積7.6 m2，膜過(guò)濾組件的平均膜通量為0.45 m3/(m2·h)，膜組件在運(yùn)行過(guò)程中設(shè)有在線反沖洗，用過(guò)濾后的清液進(jìn)行反沖洗，有效地把黏附在膜表面的物質(zhì)反沖，避免膜污染，保證穩(wěn)定運(yùn)行的膜通量。反沖控制分2種方式：時(shí)序反沖和壓差反沖，時(shí)序反沖的反沖時(shí)間周期為3～10 min/次。壓差反沖根據(jù)過(guò)濾前后的壓差范圍來(lái)控制反沖周期，當(dāng)前后壓差大于0.02 MPa，開(kāi)始啟動(dòng)反沖，反沖時(shí)間為每次15 s。膜設(shè)備運(yùn)行1個(gè)周期為3 d左右，膜表面會(huì)有微量的物質(zhì)黏附在上面，膜通量會(huì)下降5%～20%，這時(shí)需要切換膜組件啟動(dòng)膜清洗程序，先將工藝中的軟化水排到清洗缸，在清洗缸中加入3%硝酸作為清洗劑，通過(guò)酸化廢水泵打入清洗劑對(duì)膜組件進(jìn)行清洗，循環(huán)運(yùn)行2 h后，完成了超濾膜組件酸洗流程，將清洗缸中的水排掉后再注入新鮮水重新啟動(dòng)泵清洗，反復(fù)清洗2次后即可恢復(fù)膜通量到98%以上。按照此類(lèi)方法輪流給3套超濾膜組件定期清洗，可以達(dá)到膜裝置穩(wěn)定長(zhǎng)期運(yùn)行的效果。超濾膜組件中核心元件膜管正常使用壽命為3年。超濾膜裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 超濾膜裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)(處理量120 m3/d)

2.2 納濾膜裝置

通過(guò)上述超濾膜裝置處理后的清液，進(jìn)入納濾膜裝置，主要是對(duì)酸化廢水中的硫酸根離子進(jìn)行截留處理。納濾膜裝置的平均膜通量為0.15 m3/(m2·h)，膜清洗周期在10 d左右，納濾膜元件使用壽命為2年。納濾膜裝置工藝流程見(jiàn)圖3，納濾膜裝置處理前后的水質(zhì)對(duì)比見(jiàn)表4。

圖3 納濾膜裝置工藝流程

2.3 反滲透膜裝置

反滲透裝置主要用來(lái)去除水中溶解的無(wú)機(jī)鹽。前述納濾膜裝置處理后的清液到反滲透膜裝置處理后達(dá)到再生水回用標(biāo)準(zhǔn)。反滲透膜材質(zhì)是聚砜有機(jī)膜，由于經(jīng)過(guò)前序2段工序預(yù)處理，有效地保證進(jìn)水水質(zhì)，是對(duì)反滲透良好運(yùn)行的一種保障。反滲透膜裝置平均膜通量為0.06 m3/(m2·h)，膜運(yùn)行周期較長(zhǎng)，定期(3個(gè)月左右)對(duì)反滲透膜進(jìn)行清洗，常用的專(zhuān)用反滲透膜清洗劑即可將膜通量恢復(fù)到98%，膜使用壽命在18個(gè)月。反滲透膜裝置工藝流程見(jiàn)圖4，通過(guò)反滲透膜裝置處理前后的水質(zhì)對(duì)比見(jiàn)表5。

圖4 反滲透膜裝置工藝流程

表5 反滲透膜裝置處理前后水質(zhì)對(duì)比

mg/L

3 傳統(tǒng)工藝與膜法處理工藝經(jīng)濟(jì)效益比較(見(jiàn)表6)

表6 傳統(tǒng)工藝與膜法處理工藝經(jīng)濟(jì)效益比較(處理量120 m3/d)

4 結(jié) 語(yǔ)

超濾+納濾+反滲透工藝處理油脂皂腳酸化廢水工藝先進(jìn)，完全能可靠穩(wěn)定地處理高含油含鹽酸化廢水，處理后達(dá)到再生水回用標(biāo)準(zhǔn),滿(mǎn)足清潔生產(chǎn)要求,符合國(guó)家最新環(huán)保零排放要求,節(jié)約工業(yè)用水量,廢物綜合循環(huán)利用，是高濃度油脂皂腳酸化廢水處理的新型工藝。

[1] 高廷耀，顧國(guó)維，周琪.水污染控制工程[M].北京：高等

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Application of ultrafiltration，nanofiltration and reverse osmosis process in treatment of soapstock acidification wastewater with high contents of oil and salt

HUANG Zhonghua

(Jiangsu Fuding Energy Technology Co., Ltd., Nanjing 210000, China)

Acidification wastewater with high contents of oil and salt is produced after soapstock acidizing in oil processing plant. The contents of sulfuric acid root, oil and suspended matter in the wastewater are high, and it is difficult to meet the standard by air flotation and biochemical combination process. The property of soapstock acidification wastewater was introduced. The oil,soapstock and acidity sulfate in the wastewater were reused by ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis process, and there was no need for biochemical treatment. The effluent could meet the reclaimed water reuse standards ofCodefordesigningofwastewaterreclamationandreuse(GB/T 50335—2002).

soapstock acidification; high contents of oil and salt; wastewater; ultrafiltration; nanofiltration; reverse osmosis

2016-07-21；

2016-12-09

黃中華(1980)，女，注冊(cè)咨詢(xún)工程師，注冊(cè)環(huán)評(píng)工程師，主要從事環(huán)境保護(hù)廢水廢氣固廢處理控制和膜過(guò)濾研究與應(yīng)用等相關(guān)工作(E-mail)huangzh7484@163.com。

TS228;X785

B

1003-7969(2017)02-0155-04