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近几年来,国家对环保要求越来越高,对石化企业外排水的排放标准有了明确规定,要求外排水量进一步减小,甚至要做到接近零排放,提高水的回用率成为当今的研究热点。越来越多的炼厂采用超滤-反渗透双膜法来处理炼厂含油废水进行回用,以减小外排水量。但超滤-反渗透双膜法仅能产生大约40-50%的回用净水,剩余的50-60%的浓水仍然需要进一步处理以达到外排标准。本文以胜利油田石化总厂的超滤-反渗透双膜系统浓水为研究对象,利用膜蒸馏来进行处理,获得更多的回用净水,从而提高整个水处理系统的回用率。同时还利用化学氧化的方法对超滤-反渗透水和膜蒸馏浓水进行深度处理,降低其COD值达到外排标准。本文根据双膜系统浓水的性质设计了正交实验,并且研究了操作条件对减压膜蒸馏过程的影响,确定膜蒸馏处理双膜系统浓水的最优条件为:温度80℃,真空度0.08 MPa,流量1.5 L·min-1,且料液浓缩2倍为宜。此条件下产水的COD值为3 mg·L-1,硬度值为1.12 mg·L-1。另外,进料温度、真空度和流量增加,膜通量也随之增加。其中,温度是影响膜通量的主要因素,其次是真空度,进料流量对膜通量的影响最小。进行了Fenton试剂法氧化双膜系统浓水和经膜蒸馏浓缩后浓水的研究,考察了H2O2及FeSO4·7H2O的投加量、pH值、反应时间和反应温度对Fenton试剂法降解有机物的影响,结果表明当H2O2加入量为0.455 ml,FeSO4·7H2O的质量为0.278 g,pH为2.5,反应时间为120min时处理双膜系统浓水的效果最好,去除率可达到55.62%;而对于膜蒸馏浓缩水,H2O2的加入量为0.68 ml,FeSO4·7H2O的质量为0.417 g,pH为2.5,反应时间为120 min的情况下溶液的COD去除率最大可达到49.56%。对两种工艺处理35万吨/年双膜系统浓水,产水率达75%且运行周期为4年时的经济成本比较得出:化学氧化-膜蒸馏工艺的成本为12.9元/吨,而膜蒸馏-化学氧化工艺的成本为10.5元/吨。技术上,经膜蒸馏浓缩2倍后的浓缩水经化学氧化后COD值可降至100 mg·L-1以内,整个水处理过程中可产生75%的回用水,符合国家对石化企业外排水的要求。膜蒸馏-化学氧化耦合工艺更适合进行双膜系统浓水深度处理。