焦化廢水中含有煤焦油、酚、氨、氰化氫和硫化氫等有害物質(zhì),由于其中焦油類物質(zhì)含量過高,因此易造成廢水處理設備的堵塞,從而縮短了其使用壽命,增加了廢水的處理成本;大量的油進入生物處理裝置時,還會yi制微生物的活性,直接影響廢水處理效果,導致出水不能達標排放。因此,在焦化廢水處理系統(tǒng)中增加除油設施是非常必要的。無機陶瓷膜具有耐高溫、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、孔徑分布均勻、化學穩(wěn)定性好、不易被微生物侵蝕、機械強度高、易zai生等特點,而且還具有很強的疏油性,因此其在處理含油廢水方面具有突出的優(yōu)勢[1]。Simms等人采用高分子膜和陶瓷膜對加拿大西部的重油采出水進行了處理,出水油含量由進水的165～1640mg/L降低到20mg/L[2]。無機陶瓷膜處理乳化油廢水的除油率可穩(wěn)定在99%以上[3]。上述試驗結(jié)果均表明無機陶瓷膜在處理焦化廢水方面具有一定的可行性。

陶瓷膜除油工藝流程見圖

焦化廢水由泵送入換熱器,經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計進入陶瓷膜過濾器,輕質(zhì)油從過濾器上部排出,過濾后的廢水從中部排出,下部為焦油類物質(zhì)及反沖洗廢水的出口。蒸氣和清水用于陶瓷膜過濾器的反沖洗再生,沖洗液排入機械澄清槽。試驗所用群星QX963陶瓷膜過濾器的設計壓力為1.2MPa,設計流量為1.5m3/h。過濾器內(nèi)安裝了膜孔徑為1.0μm、材質(zhì)為氧化鋁的陶瓷膜管,膜的有效過濾面積為0.42m2,有效長度為0.97m。

反沖洗確實有利于陶瓷膜過濾通量的恢復,因此增加反沖洗次數(shù)、延長反沖洗時間,能夠yan緩膜過濾通量的下降趨勢。但是不適當?shù)姆礇_洗會使過濾過程的連貫性下降,從而降低過濾效率。試驗中當跨膜壓差增加到一定數(shù)值、出水流量不能滿足設計要求時,便打開反沖洗閥門進行反沖洗。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當反沖洗時間由10min增加到20min時,系統(tǒng)的平均除油率增幅較大(約為5%),但當反沖洗時間>20min后除油率則沒有明顯的變化。所以確定反沖時間的zui佳取值為20min。

3結(jié)論
①陶瓷膜過濾器用于焦化廢水除油時的zui佳操作參數(shù)為:廢水溫度為60℃、油濃度為200mg/L、流量為1.0m3/h、壓差為0.2MPa、反沖洗時間為20min;在此操作條件下,系統(tǒng)的除油率>75%,濾出液中的含油量<50mg/L。
②適當頻率和時間的反沖洗是控制膜污染的有效方法,可在一定程度上恢復膜通量,延長操作時間,提高系統(tǒng)除油率。
③陶瓷膜過濾器結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、配套設備少、安裝方便、使用壽命長、易于插入現(xiàn)有工藝系統(tǒng),應用于對現(xiàn)有焦化廢水處理系統(tǒng)中除油設施的改造具有可行性。