1 企業(yè)廢水的水質(zhì)特點(diǎn)及危害
1.1 廢水的水質(zhì)情況
某企業(yè)主要從事焦炭生產(chǎn)、苯加氫及粗焦油加工，建有完整的污水處理系統(tǒng)和生化處理裝置，綜合生化處理前的水質(zhì)要求為：COD≤3 500 mg/
L、氨氮≤100 mg/L;廢水主要源自煤高溫干餾煤氣冷卻、粗苯分離、粗焦油加工和苯加氫等生產(chǎn)過(guò)程(guò chéng)，10 t/h的廢水中有2 t/h是高濃度有機(jī)廢水，由于有機(jī)物包含比重嚴(yán)重超標(biāo)，可生化性較差，需要經(jīng)過(guò)單獨(dú)的處理，以降低COD和氨氮的含量，確保滿足綜合生化處理的水質(zhì)要求。高濃度有機(jī)廢水的水質(zhì)分析結(jié)果：COD 104 100 mg/L，NH3-N 19 000 mg/L，揮發(fā)酚2 600 mg/L，CN- 110 mg/L，硫化物110 mg/L，石油類(lèi) 400 mg/L。
1.2 廢水的主要成分及危害
高濃度廢水的組成很復(fù)雜，其中所含氨氮污染物主要以無(wú)機(jī)銨鹽的形式存在，有機(jī)污染物中除了占80%多的酚類(lèi)化合物以外，還含有脂肪族、雜環(huán)類(lèi)和多環(huán)芳烴等化合物;此類(lèi)廢水COD和氨氮的含量太高，其中難降解的物質(zhì)較多，會(huì)對(duì)生化處理系統(tǒng)造成危害。
2 實(shí)驗(yàn)方法及技術(shù)原理
2.1 實(shí)驗(yàn)（experiment)用主要試劑和儀器
硫酸（化學(xué)式：H2SO4）汞、重鉻酸鉀、六水合硫酸亞鐵銨〔2Fe2˙6H2O〕等均為分析純;濃硫酸、鹽酸、2%穩(wěn)定性(The stability of)二氧化氯溶液，自制催化劑。
UV-1750紫外分光光度計(jì)，日本島津;精密pH計(jì)，北京分析儀器廠;微波閉式COD TN TP消解儀，WXJ-Ⅲ/WMX-Ⅲ-B型，分析儀器廠;消解罐、蒸餾瓶、氨吸收瓶，天津玻璃儀器廠;UV光源，天津工業(yè)光源有限公司。
2.2 技術(shù)原理
工藝采用ClO2氧化與光催化相結(jié)合方式，即在氧化消解塔中增加波長(zhǎng)為0.01——0.38 mm的紫外燈作為催化光源，加入微量催化劑，通過(guò)ClO2進(jìn)行氧化消解，實(shí)現(xiàn)了對(duì)氨氮和有機(jī)物的高效（指效能高的）去除。由于ClO2的氧化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于次氯酸鈉(Sodium)和氯氣，特別是對(duì)苯環(huán)、酚類(lèi)等具有不飽和鍵結(jié)構(gòu)有機(jī)物的氧化消解效果最好，所以該公司高濃度廢水處理選用ClO2/UV工藝方法，具有一舉兩得的效果：一是由于廢水中含有高濃度的無(wú)機(jī)氨氮采用氯折點(diǎn)法去除，這是脫氨氮工藝中常用的方法，尤其是排量較少的廢水脫氨氮有非常多工藝無(wú)法實(shí)施，而ClO2脫氨氮?jiǎng)t沒(méi)有限制性條件，只要達(dá)到合適的pH即可;二是ClO2氧化消解有機(jī)污染物比較徹底，對(duì)廢水的pH適應(yīng)范圍比較廣泛，并且ClO2還能與絕大多數(shù)著色官能團(tuán)反應(yīng)，具有良好的脫色作用;另外增設(shè)催化光源和微量催化劑，處理效率較單獨(dú)使用ClO2有很大提高。
2.3 工藝流程
工藝流程如圖 1所示。
2.4 工藝流程(liú chéng)簡(jiǎn)介
2.4.1 焦油處理
由于廢水焦油含量過(guò)高，必須進(jìn)行除油預(yù)處理，以免造成蒸氨裝置堵塞。工藝選用隔油池、氣浮裝置將廢水中的輕重油以及浮渣，經(jīng)油水分離器去除，處理后的污水流入廢水儲(chǔ)存池。
2.4.2 廢水儲(chǔ)池
由于高濃度有機(jī)廢水量較少，從實(shí)際情況考慮，采用間歇處理(chǔ lǐ)方式，以24 h為一個(gè)處理單元，每天處理約5 h，廢水以10 t/h的量進(jìn)入處理裝置。
2.4.3 蒸氨裝置
蒸氨（化學(xué)式：NH3） 工藝要求溫度在60——70 ℃左右，在廢水儲(chǔ)池內(nèi)部安裝蒸汽盤(pán)管，由泵提升至蒸氨塔，進(jìn)行蒸氨處理。中空纖維膜紡絲機(jī)外形像纖維狀，具有自支撐作用的膜。它是非對(duì)稱(chēng)膜的一種，其致密層可位于纖維的外表面／如反滲透膜，也可位于纖維的內(nèi)表面(如微濾膜和超濾膜)。對(duì)氣體分離膜來(lái)說(shuō)，致密層位于內(nèi)表面或外表面均可。蒸氨裝置采用焦油廢水處理廣泛采用的空氣吹脫法去除氨氮，該工藝具有處理裝置簡(jiǎn)單，處理效果穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒(méi)有變動(dòng))，投資少和運(yùn)行費(fèi)較低等優(yōu)點(diǎn)。
2.4.4 ClO2/UV多級(jí)氧化消解
經(jīng)過(guò)蒸氨之后，廢水溫度在60——70 ℃左右，正好滿足氧化塔進(jìn)水溫度50——60 ℃的要求，不需要添加蒸汽加熱裝置，當(dāng)廢水流滿氧化反應(yīng)塔后，啟動(dòng)循環(huán)泵和ClO2發(fā)生器，水泵從塔內(nèi)抽取廢水與ClO2混合后再送到塔內(nèi)，塔內(nèi)裝有陶瓷接觸介質(zhì)(起決定作用的物質(zhì))，為有機(jī)物和ClO2提供反應(yīng)接觸界面;此外，塔內(nèi)增設(shè)的紫外催化光源，能提高COD和氨氮的去除率;并可根據(jù)不同的水質(zhì)情況設(shè)置多級(jí)氧化反應(yīng)塔，使COD和氨氮的含量達(dá)到預(yù)期指標(biāo)。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
用自制催化劑和穩(wěn)定性ClO2溶液為氧化劑，對(duì)廢水進(jìn)行氧化消解，同時(shí)引入紫外催化光源。實(shí)驗(yàn)條件：取廢水250 mL，調(diào)節(jié)pH為2，在紫外燈照射下，投加35 mL 2%的ClO2溶液和3 g催化劑，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，廢水中有機(jī)物和COD去除情況如圖 2所示。
用上述工藝方法對(duì)公司現(xiàn)場(chǎng)提取的高濃度廢水進(jìn)行處理后，檢測(cè)結(jié)果如表 1所示。
表 1 處理后廢水水質(zhì)沿程變化
由表 1可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)除油、蒸氨、氧化處理后，高濃度廢水中COD和氨氮含量大大降低，完全符合進(jìn)入生化處理系統(tǒng)的水質(zhì)要求。
3.2 分析討論
在ClO2 /UV工藝中，氧化消解反應(yīng)前50 min內(nèi)，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，廢水消解程度明顯增加;當(dāng)反應(yīng)時(shí)間大于50 min時(shí)，廢水降解程度隨反應(yīng)時(shí)間的增加緩慢增長(zhǎng)，有機(jī)物和COD篩除率均趨于穩(wěn)定。
引入紫外催化光源，對(duì)氧化消解反應(yīng)效果明顯，有機(jī)物和COD去除率都較ClO2單獨(dú)氧化廢水時(shí)有所提高，尤其是COD去除率，增加得更加明顯，這是因?yàn)樽贤夤獾拇嬖?，反?yīng)相產(chǎn)生了較多的˙OH，而˙OH具有非常強(qiáng)的氧化性，使廢水中的有機(jī)物和COD更徹底的氧化消解，所以處理(chǔ lǐ)效果也更佳。具體參見(jiàn)污水寶商城資料或
4 結(jié)論
采用預(yù)處理和ClO2 /UV多級(jí)氧化消解相結(jié)合的工藝方法，可有效降低（reduce)焦油化工企業(yè)產(chǎn)生的高濃度廢水中COD和氨氮含量，使其達(dá)到進(jìn)入生化處理系統(tǒng)的水質(zhì)要求。膜生物反應(yīng)器膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合之新型態(tài)廢水處理系統(tǒng)。以膜組件取代傳統(tǒng)生物處理技術(shù)末端二沉池，在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度，提高生物處理有機(jī)負(fù)荷，從而減少污水處理設(shè)施占地面積，并通過(guò)保持低污泥負(fù)荷減少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池內(nèi)之膜分離設(shè)備截留槽內(nèi)的活性污泥與大分子有機(jī)物。膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)活性污泥（MLSS）濃度可提升至8000~10,000mg/L，甚至更高；污泥齡(SRT)可延長(zhǎng)至30天以上。
該工藝選擇的廢水預(yù)處理方法使氧化消解反應(yīng)中的ClO2實(shí)際用量大幅減少，運(yùn)行費(fèi)用較常規(guī)ClO2氧化工藝明顯降低。中空纖維膜紡絲機(jī)通過(guò)膜技術(shù)進(jìn)行水處理，應(yīng)用于制藥、釀造、餐飲、化工、市政污水回傭、醫(yī)院、小區(qū)污水會(huì)用、造紙等生產(chǎn)生活污水處理。膜分離技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于溶液或氣體物質(zhì)分離、濃縮和提純的分離技術(shù)。膜壁微孔密布，原液在一定壓力下通過(guò)膜的一側(cè)，溶劑及小分子溶質(zhì)透過(guò)膜壁為濾出液，而大分子溶質(zhì)被膜截留，達(dá)到物質(zhì)分離及濃縮的目的。膜分離過(guò)程為動(dòng)態(tài)過(guò)濾過(guò)程，大分子溶質(zhì)被膜壁阻隔，隨濃縮液流出，膜不易被堵塞，可連續(xù)長(zhǎng)期使用。
針對(duì)企業(yè)個(gè)體的廢水水質(zhì)特性，選擇多種廢水處理方法的組合工藝技術(shù)，可以有效地處理焦油加工過(guò)程中產(chǎn)生的高濃度廢水。
