超滤+纳滤+反渗透工艺在皂脚酸化高含油含盐废水处理中的应用

黄中华

(江苏釜鼎能源科技有限公司， 南京 210000)

应用实践

超滤+纳滤+反渗透工艺在皂脚酸化高含油含盐废水处理中的应用

黄中华

(江苏釜鼎能源科技有限公司， 南京 210000)

油脂加工厂在皂脚酸化后产生了高含油含盐废水，此类废水由于硫酸根、油及悬浮物等含量很高，很难用气浮和生化组合工艺处理达标。介绍了皂脚酸化废水性质，采用超滤+纳滤+反渗透工艺，将酸化废水中油和皂脚有效回收利用，同时回用了废水中强酸性的硫酸盐浓液，不需再进行生化处理，出水能稳定达到《污水再生利用工程设计规范》(GB/T 50335—2002)再生水回用标准。

皂脚酸化；高含油含盐；废水；超滤；纳滤；反渗透

油脂加工厂皂脚酸化产生高含油含盐废水[1]，废水中污染物质以有机物皂、油和硫酸根为主，属高浓度有机工业废水[2]。废水的特点是水量不大，但污染物浓度高、强度大，废水呈强酸性。

1 酸化废水水质

某油脂加工厂生产加工能力2 000 t/d，酸化废水处理量120 m3/d。处理后出水达到《污水再生利用工程设计规范》(GB/T 50335—2002)再生水回用标准。酸化废水原液及出水水质指标见表1。

表1 酸化废水原液及出水水质指标

2 酸化废水处理工艺

传统方法处理酸化废水采用加石灰、 PAC、PAM等大量药剂除油除皂预处理+气浮+生化处理工艺，其加药除油、除硫酸根效果均不理想，需要大量构筑物池容来调节、絮凝、沉降高浓度的油和皂，二级气浮和48 h以上生化时间，运行过程中处理1 t废水需耗费70元左右加药成本，加药产生污泥形成二次污染废物，故传统方法运行成本高，劳动强度大，处理后的出水不能达标排放。

本文采用超滤(UF)+纳滤(NF)+反渗透(RO)[3]三膜法处理工艺，超滤膜装置[4]对此类皂脚酸化高含油含盐废水进行除油除皂处理，运行时只需电耗和少量的清洗剂，不需要添加任何絮凝药剂，占地小，操作简便。对进水水质没有要求，不需要进行任何预处理，能稳定可靠地去除废水中CODCr、油、SS，既回收利用废水中的油和皂脚，又保证后续纳滤装置进水水质条件。超滤后清液作为纳滤装置进水，纳滤装置主要去除废水中硫酸根，回收强酸性的硫酸盐浓液，回用于生产车间皂脚硫酸酸化反应使用。纳滤装置的清液出水作为反渗透装置进水，经过反渗透出水清液完全达到再生水回用标准，直接回用于车间工艺用水，达到废水零排放[5]，符合清洁生产、废物综合循环再利用要求。酸化废水处理工艺流程见图1。

图1 酸化废水处理工艺流程

2.1 超滤膜装置

超滤膜是Al2O3高温烧结而成的陶瓷膜管，是一种错流形式的过滤，在压力驱动下，原料流体在膜管内高速流动，小分子物质透过膜成为渗透清液进入下一工序，大分子物质包括油、悬浮物等被截留，被截留的物质废油和皂脚连续在循环缸中循环浓缩，当其浓度较高，达到25%左右时，通过泵打到皂脚储缸回收。超滤膜装置处理酸化废水的特点如下：超滤膜耐酸碱度范围广，对进水pH没有要求；不受温度范围限制；纯物理过滤过程不需添加任何化学药剂，回收的油和皂脚纯净；油和悬浮物等截留率大于95%，过滤后清液可以满足后续工艺要求；膜通量高，运行周期长，处理效果稳定；采用全自动脉冲反冲洗系统，有效控制膜污染，保证膜通量恢复。超滤膜装置工艺流程见图2。

酸化废水通过超滤膜装置处理前后的水质对比见表2。

表2 超滤膜装置处理前后水质对比 mg/L

图2 超滤膜装置工艺流程

超滤膜装置运行流程如下：先将酸化废水原液收集入循环储缸，循环储缸分2个进行轮流切换使用，设有2个清洗缸，膜组件运行1个周期后进行清洗再生。通过酸化废水泵将酸化废水打入超滤膜装置，经过超滤膜处理后，浓缩液回收进皂脚系统，过滤后的清液进入下一工序纳滤膜装置。超滤膜装置共3套，2用1备，每套处理能力为60 m3/d，每组内设19根超滤膜管，膜管外径为41 mm,长度为1 000 mm，超滤膜孔径为0.2 μm，每根膜管的过滤面积为0.4 m2，膜过滤面积7.6 m2，膜过滤组件的平均膜通量为0.45 m3/(m2·h)，膜组件在运行过程中设有在线反冲洗，用过滤后的清液进行反冲洗，有效地把黏附在膜表面的物质反冲，避免膜污染，保证稳定运行的膜通量。反冲控制分2种方式：时序反冲和压差反冲，时序反冲的反冲时间周期为3～10 min/次。压差反冲根据过滤前后的压差范围来控制反冲周期，当前后压差大于0.02 MPa，开始启动反冲，反冲时间为每次15 s。膜设备运行1个周期为3 d左右，膜表面会有微量的物质黏附在上面，膜通量会下降5%～20%，这时需要切换膜组件启动膜清洗程序，先将工艺中的软化水排到清洗缸，在清洗缸中加入3%硝酸作为清洗剂，通过酸化废水泵打入清洗剂对膜组件进行清洗，循环运行2 h后，完成了超滤膜组件酸洗流程，将清洗缸中的水排掉后再注入新鲜水重新启动泵清洗，反复清洗2次后即可恢复膜通量到98%以上。按照此类方法轮流给3套超滤膜组件定期清洗，可以达到膜装置稳定长期运行的效果。超滤膜组件中核心元件膜管正常使用寿命为3年。超滤膜装置运行数据见表3。

表3 超滤膜装置运行数据(处理量120 m3/d)

2.2 纳滤膜装置

通过上述超滤膜装置处理后的清液，进入纳滤膜装置，主要是对酸化废水中的硫酸根离子进行截留处理。纳滤膜装置的平均膜通量为0.15 m3/(m2·h)，膜清洗周期在10 d左右，纳滤膜元件使用寿命为2年。纳滤膜装置工艺流程见图3，纳滤膜装置处理前后的水质对比见表4。

图3 纳滤膜装置工艺流程

2.3 反渗透膜装置

反渗透装置主要用来去除水中溶解的无机盐。前述纳滤膜装置处理后的清液到反渗透膜装置处理后达到再生水回用标准。反渗透膜材质是聚砜有机膜，由于经过前序2段工序预处理，有效地保证进水水质，是对反渗透良好运行的一种保障。反渗透膜装置平均膜通量为0.06 m3/(m2·h)，膜运行周期较长，定期(3个月左右)对反渗透膜进行清洗，常用的专用反渗透膜清洗剂即可将膜通量恢复到98%，膜使用寿命在18个月。反渗透膜装置工艺流程见图4，通过反渗透膜装置处理前后的水质对比见表5。

图4 反渗透膜装置工艺流程

表5 反渗透膜装置处理前后水质对比

mg/L

3 传统工艺与膜法处理工艺经济效益比较(见表6)

表6 传统工艺与膜法处理工艺经济效益比较(处理量120 m3/d)

4 结 语

超滤+纳滤+反渗透工艺处理油脂皂脚酸化废水工艺先进，完全能可靠稳定地处理高含油含盐酸化废水，处理后达到再生水回用标准,满足清洁生产要求,符合国家最新环保零排放要求,节约工业用水量,废物综合循环利用，是高浓度油脂皂脚酸化废水处理的新型工艺。

[1] 高廷耀，顾国维，周琪.水污染控制工程[M].北京：高等

教育出版社，2007.

[2] 刘玉兰，汪学德.油脂生产废水的产生及控制[J].中国油脂，2003，28(7)：32-35.

[3] 史志琴，朱健民，陈爱民，等. 双膜法技术在味精废水处理中的应用[J].工业水处理，2007，27(12):68-70.

[4] 张谦益，包李林，熊巍林，等.隔油-无机陶瓷膜-水解酸化-生物接触氧化工艺在油脂精炼洗涤废水中的应用[J].中国油脂，2013，38(11)：88-91.

[5] 康为清，时历杰，赵有璟，等.水处理中膜分离技术的应用[J].无机盐工业，2014，46(5)：6-9.

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

黄中华(1980)，女，注册咨询工程师，注册环评工程师，主要从事环境保护废水废气固废处理控制和膜过滤研究与应用等相关工作(E-mail)huangzh7484@163.com。

TS228;X785

B

1003-7969(2017)02-0155-04