煤制氣廢水工藝，你知道嗎？A微生物（細菌、藻類）的殺滅：
當(dāng)水中含有微生物時，在進入前處理系統(tǒng)后，部分被截留微生物可能粘附在前處理系統(tǒng)，如多介質(zhì)過濾器的介質(zhì)表面。當(dāng)粘附在超濾膜表面時生長繁殖，可能使微孔完全堵塞，甚至使中空纖維內(nèi)腔完全堵塞。微生物的存在對中空纖維超濾膜的危害性是為嚴重的。除去原水中的細菌及藻類等微生物必須重視。
在水處理工程中通常加入NaClO、O3等氧化劑，濃度一般為1～5mg/l。此外，紫外殺菌也可使用。在實驗室中對中空纖維超濾膜組件進行滅菌處理，可以用雙氧水（H2O2）或者高錳酸鉀水溶液循環(huán)處理30～60min。殺滅微生物處理僅可殺滅微生物，但并不能從水中去除微生物，僅僅防止了微生物的滋長。

B降低進水混濁度：
當(dāng)水中含有懸浮物、膠體、微生物和其他雜質(zhì)時，都會使水產(chǎn)生一定程度的混濁，該混濁物對透過光線會產(chǎn)生阻礙作用，這種光學(xué)效應(yīng)與雜質(zhì)的多少，大小及形狀有關(guān)系。衡量水的混濁度一般以蝕度表示，并規(guī)定1mg/lSiO2所產(chǎn)生的濁度為1度，度數(shù)越大，說明含雜量越多。
在不同領(lǐng)域?qū)┧疂岫扔胁煌囊螅?，對一般生活用水，濁度不?yīng)大于5度。由于濁度的測量是把光線透過原水測量被水中顆粒物反射出的光量、顏色、不透明性，顆粒的大小、數(shù)量和形狀均影響測定，濁度與懸浮物固體的關(guān)系是隨機的。對于小于若干微米的微粒，濁度并不能反映。
在膜法處理中，精密的微結(jié)構(gòu)，截留分子級甚至離子級的微粒，用濁度來反映水質(zhì)明顯是不精確的。為了預(yù)測原水污染的傾向，開發(fā)了SDI值試驗。

SDI值主要用于檢測水中膠體和懸浮物等微粒的多少，是表征系統(tǒng)進水水質(zhì)的重要指標(biāo)。SDI值的確定方法一般是用孔徑為0.45μｍ微孔濾膜在0.21MPa恒定水流壓水力下，首先記錄通水開始濾過500ml水樣所需的時間t0，然后在相同條件下繼續(xù)通水15min，再次記錄濾過500ml 水樣所需時間t15，然后根據(jù)下式計算： SDI=（1-t0/t15）×100/15
水中SDI的值的大小大致可反映膠體污染程度。井水的SDI＜3，地表水SDI在5以上，SDI限值為6.66……，即需進行預(yù)處理。

超濾技術(shù)對SDI值的降低為有效，經(jīng)中空纖維超濾膜處理水的SDI=0，但當(dāng)SDI過大時，特別是較大顆粒對中空纖維超濾膜有嚴重的污染，在超濾工藝中，必須進行預(yù)處理，即采用石英砂、活性炭或裝有多種濾料的過濾器過濾，至于采取何種處理工藝尚無固定的模式，這是因為供水來源不同，因而預(yù)處理方法也各異。
例如，對于具有較低濁度的自來水或地下水，采用5～10μｍ的精密過濾器（如蜂房式、熔噴式及PE燒結(jié)管等），一般可降低到5左右。在精密過濾器之前，還必須投加絮凝劑和放置雙層或多層介質(zhì)過濾器過濾，一般情況下，過濾速度不超過10m/h，以7～8m/h為宜，濾水速度越慢，過濾水質(zhì)量越好。

C懸浮物和膠體物質(zhì)的去除：
對于粒徑5μｍ以上的雜質(zhì)，可以選用5μｍ過濾精度的濾器去除，但對于0.3～5μｍ間的微細顆粒和膠體，利用上述常規(guī)的過濾技術(shù)很難去除。雖然超濾對這些微粒和膠體有絕對的去除作用，但對中空纖維超濾膜的危害是為嚴重的。
特別是膠體粒子帶有電荷，是物質(zhì)分子和離子的聚合體，膠體所以能在水中穩(wěn)定存在，主要是同性電荷的膠體粒子相互排斥的結(jié)果。向原水中加入與膠體粒子電性相反的荷電物質(zhì)（絮凝劑）以打破膠體粒子的穩(wěn)定性，使帶荷電的膠體粒子中和成電中性而使分散的膠體粒子凝聚成大的團塊，而后利用過濾或沉降便可以比較容易去除。
常用的絮凝劑有無機電解質(zhì)，如硫酸鋁、聚合氯化鋁、硫酸亞鐵和氯化鐵。有機絮凝劑如聚丙稀酰胺、聚丙稀酸鈉、聚乙稀亞胺等。由于有機絮凝劑高分子聚合物能通過中和膠粒表面電荷，形成氫鍵和“搭橋”使凝聚沉降在短時間內(nèi)完成，從而使水質(zhì)得到較大改善，故近年來高分子絮凝劑有取代無機絮凝劑的趨勢。
在絮凝劑加入的同時，可加入助凝劑，如PH調(diào)節(jié)劑石灰、碳酸鈉、氧化劑氯和漂白粉，加固劑水下班及吸附劑聚丙稀酰胺等，提高混凝效果。
絮凝劑常配制成水溶液，利用計量泵加入，也可使用安裝在供水管道上的噴射器直接將其只入水處理系統(tǒng)。

D可溶性有機物的去除：
可溶性有機物用絮凝沉降、多介質(zhì)過濾以及超濾均無法徹底去除。目前多采用氧化法或者吸咐法。
（1）氧化法 利用氯或次氯酸鈉（NaClO）進行氧化，對除去可溶性有機物效果比較好，另外臭氧（O3）和高錳酸鉀（KMnO4）也是比較好的氧化劑，但成本略高。
（2）吸附法 利用活性炭或大孔吸附樹脂可以有效除去可溶性有機物。但對于難以吸附的醇、酚等仍需采用氧化法處理。

E供水水質(zhì)調(diào)整：
供水溫度的調(diào)整
超濾膜透水性能的發(fā)揮與溫度高低有直接的關(guān)系，超濾膜組件標(biāo)定的透水速率一般是用純水在25℃條件下測試的，超濾膜的透水速率與溫度成正比，溫度系數(shù)約為0.02/1℃，即溫度每升高1℃，透水速率約相應(yīng)增加2.0％。因此當(dāng)供水溫度較低時（如＜5℃），可采用某種升溫措施，使其在較高溫度下運行，以提高工作效率。但當(dāng)溫度過高時，同樣對膜不利，會導(dǎo)致膜性能的變化，對此，可采用冷卻措施，降低供水溫度。

供水PH值的調(diào)整
用不同材料制成的超濾膜對PH值的適應(yīng)范圍不同，例如醋酸纖維素適合pH=4～6，PAN和PVDF等膜，可在PH=2～12的范圍內(nèi)使用，如果進水超過使用范圍，需要加以調(diào)整，目前常用的PH調(diào)節(jié)劑主要有酸（HCl和H2SO4）等和堿（NaOH等）。
由于溶液中無機鹽可以透過超濾膜，不存在無機鹽的濃度化和結(jié)垢問題，因此在預(yù)處理水質(zhì)調(diào)整過程中一般不考慮它們對膜的影響，而重點防范的是膠質(zhì)層的生成、膜污染和堵塞的問題。
操作參數(shù)正確的掌握和執(zhí)行操作參數(shù)對超濾系統(tǒng)的長期和穩(wěn)定運行是為重要的，操作參數(shù)一般主要包括：流速、壓力、壓力降、濃水排放量、回收比和溫度。

A、流速：
流速是指原液（供給水）在膜表面上的流動的線速度，是超濾系統(tǒng)中的超濾一項重要操作參數(shù)。流速較大時，不但造成能量的浪費和產(chǎn)生過大的壓力降而且加速超濾膜分裂性能的衰退。反之，如果流速較小，截留物在膜表面形成的邊界層厚度增大，引起濃度化現(xiàn)象，既影響了透水速率，又影響了透水質(zhì)量。佳流速是根據(jù)實驗來確定的。
中空纖維超濾膜，在進水壓力維持在0.2MPa以下時，內(nèi)壓膜的流速僅為0.1m/s，該流速的流型處在完全層流狀態(tài)。外壓膜可獲得較大的流速。毛細管型超濾膜，當(dāng)毛細管直徑達 3mm時，其流速可適當(dāng)提高，對減少濃縮邊界層有利。
必須指出兩方面問題，其一是流速不能任意確定，由進口壓力與原液流量有關(guān)，其二是對于中空纖維或毛細管膜而言，流速在進口端是不一致的，當(dāng)濃縮水流量為原液的10％時，出口端流速近似為進口端的10％，此外提高壓力增加了透過水量，對流速的提高供獻微。因此增加毛細管直徑，適當(dāng)提高濃縮水排量（回流量），可以使流速獲得提高，特別是在超濾濃縮過程中，如電泳漆的回收時可有效提高其超濾速率。
在允許的壓力范圍內(nèi)，提高供給水量，選擇高流速，有利于中空纖維超濾膜性能的保證。

B、壓力和壓力降：
中空纖維超濾膜的工作壓力范圍為0.1～0.6MPa，是泛指在超濾的定義域內(nèi)，處理溶液通常所使用的工作壓力。分離不同分子量的物質(zhì)，需要選用相應(yīng)截留分子量的超濾膜，則操作壓力也有所不同。一般塑殼中空纖維內(nèi)壓膜，外殼耐壓強度小于0.3MPa，中空纖維耐壓強度一般也低于0.3MPa，因而工作壓力應(yīng)低于0.2MPa，而膜的兩側(cè)壓差應(yīng)不大于0.1MPa。外壓中空纖維超濾膜耐壓強度可達0.6MPa，但對于塑殼外壓膜組件，其工作壓力亦為0.2MPa。必須指出，由于內(nèi)壓膜直徑較大，當(dāng)用作外壓膜時，易于壓扁并在粘結(jié)處切斷，引起損壞，因此內(nèi)外壓膜不能通用。
當(dāng)需要超濾液具有一定壓力以供下一工序使用時，應(yīng)采用不銹鋼外殼超濾膜組件，該中空纖維超濾膜組件，使用壓力達到0.6MPa，而提供超濾液的壓力可達30m水柱，即0.3MPa壓強，但必須保持中空纖維超濾膜內(nèi)外兩側(cè)壓差不大于0.3MPa。
在選擇工作壓力時除根據(jù)膜及外殼耐壓強度為依據(jù)外，必須考慮膜的壓密性，及膜的耐污染能力，壓力越高透水量越大，相應(yīng)被截留的物質(zhì)在膜表面積聚越多，阻力越大，會引起透水速率的衰減。此外進入膜微孔中的微粒也易于堵塞通道?？傊?，在可能的情況下，選擇較低工作壓力，對膜性能的充分發(fā)揮是有利的。
中空纖維超濾膜組件的壓力降，是指原液進口處壓力與濃縮液出口處壓力之差。壓力降與供水量，流速及濃縮水排放量有密切關(guān)系。特別對于內(nèi)壓型中空纖維或毛細管型超濾膜，沿著水流方向膜表面的流速及壓力是逐漸變化的。供水量，流速及濃縮水排量越大，則壓力降越大，形成下游膜表面的壓力不能達到所需的工作壓力。膜組件的總的產(chǎn)水量會受到一定影響。在實際應(yīng)用中，應(yīng)盡量控制壓力降值不要過大，隨著運轉(zhuǎn)時間延長，由于污垢積累而增加了水流的阻力，使壓力降增大，當(dāng)壓力降高出初始值0.05MPa 時應(yīng)當(dāng)進行清洗，疏通水路。

C、回收比和濃縮水排放量：
在超濾系統(tǒng)中，回收比與濃縮水排放量是一對相互制約的因素?；厥毡仁侵竿高^水量與供給量之比率，濃縮水排放量是指未透過膜而排出的水量。因為供給水量等于濃縮水與透過水量之和，所以如果濃縮水排放量大，回收比較小。為了保證超濾系統(tǒng)的正常運行，應(yīng)規(guī)定組件的小濃縮水排放量及大回收比。
在一般水處理工程中，中空纖維超濾膜組件回收比約為50～90％。其選擇根據(jù)為進料液的組成及狀態(tài)，即能被截留的物質(zhì)的多少，在膜表面形成的污垢層厚度，及對透過水量的影響等多種因素決定回收比。在多數(shù)情況下，也可以采用較小的回收比操作，而將濃縮液排放回流入原液系統(tǒng)，用加大循環(huán)量來減少污垢層的厚度，從而提高透水速率，有時并不提高單位產(chǎn)水量的能耗。

D、工作溫度：
超濾膜的透水能力隨著溫度的升高而增大，一般水溶液其粘度隨著溫度而降低，從而降低了流動的阻力，相應(yīng)提高了透水速率。在工程設(shè)計中應(yīng)考慮工作現(xiàn)場供給液的實際溫度。
特別是季節(jié)的變化，當(dāng)溫度過低時應(yīng)考慮溫度的調(diào)節(jié)，否則隨著溫度的變化其透水率有可能變化幅度在50％左右，此外過高的溫度亦將影響膜的性能。通常情況下中空纖維超濾膜的工作溫度應(yīng)在25±5℃，需要在較高溫度狀態(tài)下工作則可選用耐高溫膜材料及外殼材料。
1、水質(zhì)分析
根據(jù)焦化廠煤制氣生產(chǎn)工藝的特點，廢水主要來自煤中的水份，水同煤中揮發(fā)份一起進入煤氣排送工序，煤氣在冷卻過程中，水和焦油形成混合冷凝液，經(jīng)氣液分離器和初冷器的水封排出到氨水機械化澄清槽，經(jīng)澄清分離出焦油和氨水，氨水進入剩余氨水中間槽，多余的氨水送去蒸氨，形成蒸氨廢水；粗苯工序在生產(chǎn)粗苯時形成粗笨分離水；全廠所有煤氣水封直接排水；儲配站煤氣冷凝水及其他廢水。

2、工藝流程選擇
從廢水水質(zhì)指標(biāo)來看，此廢水宜采用“物化+生化+物化”的處理工藝。物化處理的主要任務(wù)是去除油類、硫化物、氰化物、高濃度氨氮及揮發(fā)酚，保障生化處理的正常進行；生化處理的主要任務(wù)是降解廢水中的可生化降解物質(zhì)，并進行脫氮；生化出水再進行物化處理，進一步去除廢水中污染物質(zhì)，確保達標(biāo)排放。但物化和生化處理工藝種類較多，各有特點，如何因地制宜選擇選擇成熟、可靠、合理的處理工藝，合理布置，降低投資和處理費用，是本項目的關(guān)鍵。

生物脫氮是硝化與反硝化的應(yīng)用。硝化是在廢水處理中，氨氮在有氧條件下通過好氧菌作用被氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的反應(yīng)。反硝化是在缺氧條件下脫氮菌利用消化反應(yīng)所產(chǎn)生的NO2-N和NO3-N來代替氧進行有機物的氧化分解，將NO2-N和NO3-N中的N還原成氮氣逸出，完成脫氮任務(wù)。

生物脫氮國內(nèi)有諸多方法，但應(yīng)用于焦化污水中當(dāng)屬A/O內(nèi)循環(huán)工藝為經(jīng)濟有效。我們選用的處理工藝為：格柵井+隔油沉淀+浮選氣浮+反應(yīng)沉淀+氨氮吹脫+UASB厭氧反應(yīng)器+一級 A/O生化處理+二級 A/O生化處理+MBR。

3、污水處理工藝說明
煤制氣冷卻水首入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池主要起到調(diào)節(jié)水量與均衡水質(zhì)的作用，同時調(diào)節(jié)池底設(shè)有穿孔管，通過空氣的攪拌作用，不同時段、不同濃度的廢水在池子中均勻混合，降低水量和水質(zhì)對后續(xù)單元的沖擊。出水自流進入隔油沉淀池，普通隔油池主要用于去除水中的浮油，其油粒粒徑一般在150微米以上，不能去除顆較小的油珠。

但本隔油沉淀池，由于其內(nèi)增設(shè)了斜管裝置，使同樣體積大小的隔油池相對的增加了池的面積。非常可觀的縮小了油珠上升距離，使較小的油球即有上升至水面的可能性，從而使水中的油粒更多地分離出來．同時，水中的固體物質(zhì)，雜質(zhì)又有較好的機會接觸斜板板面，聚集在一起很快沉積下來，使污水處理進一步得到完善．因力污水雜質(zhì)中含有很大數(shù)量的油份。所以使用斜管隔油裝置效果遠遠超過同等規(guī)模的隔油池。分離去除污染物后的廢水自流進入調(diào)節(jié)池，分離的油進入集油罐定期外運處理。

隔油沉淀池出水進入氣浮裝置，在氣浮裝置前投加PFS、PAM，經(jīng)絮凝后混合液流入氣浮裝置中，驟然減壓釋放的無數(shù)微細的過飽和氣體與“礬花”及水中懸浮類結(jié)合浮上水面形成浮渣，刮渣機定期將浮渣刮去，浮渣順管道排入污泥池。
分離去除污染物后的廢水自流進入沉淀反應(yīng)槽，通過投加酸調(diào)節(jié)其PH值≤3后投加H2O2和Fe2+，其實質(zhì)是2價的鐵離子和雙氧水之間的鏈式反應(yīng)催化生成高活性的·OH自由基，·OH自由基與難降解的有機物反應(yīng)，使之發(fā)生部分氧化、藕化、或氧化，形成分子量不太大的中間產(chǎn)物，從而改變他們的可生化性、溶解性、和混凝沉定性。
PH值調(diào)至堿性并有O2存在時，還會生成具有凝聚、吸附性能的Fe(OH)3，有利于有機物的進一步去除。其可以在短時間內(nèi)實現(xiàn)對有機物的完全降解，而且不受廢水的種類、成分、濃度的限制，特別適用于生化難降解有機廢水的處理。然后通過投加堿來回調(diào)PH后出水直流進入斜管沉淀槽沉淀。協(xié)管沉淀槽出水由泵提升至氨吹脫塔進行脫氮。

脫氮后廢水直流進入調(diào)酸池，在調(diào)酸池中投加H+調(diào)節(jié)PH，然后由泵提升進入UASB厭氧反應(yīng)器。廢水中難以降解的芳香族有機物在厭氧段開環(huán)變?yōu)殒湢罨衔?，鏈長化合物開鏈為鏈短化合物。由于廢水中含有大量的喹啉、吡啶和異喹啉等難降解的化合物，設(shè)置厭氧的目的主要是借用厭氧生物對多環(huán)類化合物的變構(gòu)或解鏈作用，把好氧和兼氧生物難降解的某些物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易降解的物質(zhì)。

生化系統(tǒng)主要采用“A/O硝化反硝化法”為主體工藝。
本污水中有機成份較高，BOD5/CODcr=0.6，可生化性較好，因此采用生物處理方法大幅度降低污水中有機物含量是經(jīng)濟的。由于污水中氨氮及有機物含量較高，特別是有機氮，在生物降解有機物時，有機氮會以氨氮形式表現(xiàn)出來，氨氮也是一個重要的污染控制指標(biāo)，因此污水處理采用A/O生物接觸氧化工藝，即生化池需分為A級池和O級池兩部分。

調(diào)節(jié)池內(nèi)污水采用污水提升泵提升至A級生化池，進行生化處理。在A級池內(nèi)，由于污水中有機物濃度較高，微生物處于缺氧狀態(tài)，此時微生物為兼性微生物，它們將污水中有機氮轉(zhuǎn)化為氨氮，同時利用有機碳源作為電子供體，將NO2--N、NO3--N轉(zhuǎn)化為N2，而且還利用部分有機碳源和氨氮合成新的細胞物質(zhì)。
所以A級池不僅具有一定的有機物去除功能，減輕后續(xù)O級生化池的有機負荷，以利于硝化作用進行，而且依靠污水中的高濃度有機物，完成反硝化作用，終消除氮的富營養(yǎng)化污染。經(jīng)過A級池的生化作用，污水中仍有一定量的有機物和較高的氮氨存在，為使有機物進一步氧化分解，同時在碳化作用趨于完全的情況下，硝化作用能順利進行，特設(shè)置O級生化池。

A級池出水自流進入O級池，O級生化池的處理依靠自養(yǎng)型細菌（硝化菌）完成，它們利用有機物分解產(chǎn)生的無機碳源或空氣中的二氧化碳作為營養(yǎng)源，將污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為NO2--N、NO3--N。O級池出水一部分進入下級處理單元，另一部分回流至A級池進行內(nèi)循環(huán)，以達到反硝化的目的。在A級和O級生化池中均安裝有填料，整個生化處理過程依賴于附著在填料上的多種微生物來完成的。在A級池內(nèi)溶解氧控制在0.5mg/l左右；在O級生化池內(nèi)溶解氧控制在3mg/l以上。

O級生化池一部分出水回流進入A級池，一部分流入MBR池。膜-生物反應(yīng)器（MembraneBioreactor，簡稱MBR）是一種將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)生物處理工藝有機結(jié)合的新型污水處理與回用工藝。它用具有獨特結(jié)構(gòu)的浸沒式膜組件置于曝氣池中，經(jīng)過好氧曝氣和生物處理后的水，由泵通過濾膜過濾后抽出。

該工藝以膜組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)污水生物處理工藝中的二次沉淀池，通過膜組件的截流作用使得泥水徹底分離；并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌（特別是優(yōu)勢菌群）的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率；由于膜的過濾作用，微生物被完全截留在生物反應(yīng)器中，實現(xiàn)了水力停留時間與活性污泥泥齡的徹底分離，消除了傳統(tǒng)活性污泥法中污泥膨脹問題；同時，在低污泥負荷下運行也減少了剩余污泥產(chǎn)量，從而解決了傳統(tǒng)生物處理工藝普遍存在的出水水質(zhì)欠佳、占地大、運行維護復(fù)雜、易發(fā)生污泥膨脹導(dǎo)致出水水質(zhì)惡化等突出問題。膜生物反應(yīng)器具有對污染物去除效率高、硝化能力強，可同時進行硝化、反硝化、脫氮效果好、出水水質(zhì)穩(wěn)定、剩余污泥產(chǎn)量低、設(shè)備緊湊、操作簡單等優(yōu)點。目前廣泛應(yīng)用于生活污水和各種可生化工業(yè)廢水的處理及回用中。