活性焦吸附對反滲透濃水膜蒸餾減排工藝的影響

摘要：本研究采用膜蒸餾（MD）技術(shù)，對煤化工廢水2套處理工藝——（1）“混凝-超濾（UF）-反滲透（RO）工藝”和（2）“混凝-活性焦（AC）吸附-超濾-反滲透工藝”的RO濃水進(jìn)行濃縮。通過(guò)對比分析MD的膜通量、產(chǎn)水水質(zhì)以及膜污染等指標，重點(diǎn)考察AC吸附預處理對后續MD工藝的影響。結果表明，AC吸附作為前置膜處理工藝，可有效降低污染物在膜表面的沉積，減少膜潤濕現象，并提高膜通量。GC-MS分析表明，AC能有效吸附廢水中的酮類(lèi)、醇類(lèi)、酯類(lèi)以及雜環(huán)類(lèi)等揮發(fā)性有機物，降低MD過(guò)程中揮發(fā)至產(chǎn)水側的有機物濃度，從而提高M(jìn)D產(chǎn)水水質(zhì)。

近年來(lái)，隨著(zhù)膜技術(shù)的發(fā)展，反滲透（RO）技術(shù)逐漸成為電力和冶金等行業(yè)廢水和循環(huán)水深度回用處理的首選技術(shù)。但是一般RO的實(shí)際產(chǎn)水量不足75%，同時(shí)產(chǎn)生約20%~30%的濃水。大量的濃水若未經(jīng)處理直接排放勢必對周?chē)�環(huán)境造成嚴重威脅。因此開(kāi)發(fā)高效的RO濃水處理技術(shù)，實(shí)現廢水的減量化和資源化利用，具有重要的意義。

膜蒸餾（MD）是以疏水性微孔膜為分離介質(zhì)，以膜兩側蒸汽壓為傳質(zhì)驅動(dòng)力的膜分離過(guò)程。由于膜的疏水性，兩側溶液均不能通過(guò)膜進(jìn)入另一側，而蒸汽與揮發(fā)性物質(zhì)則可以通過(guò)膜孔傳遞。與傳統的分離過(guò)程相比，MD過(guò)程具有一次性投資低、可利用低品位廢熱、截留率高以及操作維護方便等優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)可處理并回用極高濃度的含鹽水，被認為是RO技術(shù)的有效補充。由于RO濃水通常含有一定濃度的有機物及無(wú)機鹽，在MD濃縮過(guò)程中污染物會(huì )在膜表面附著(zhù)沉積，甚至進(jìn)入到膜內部，造成嚴重的膜污染及膜潤濕現象，影響傳質(zhì)和傳熱過(guò)程。部分揮發(fā)性有機物也會(huì )在MD過(guò)程中跨膜進(jìn)入到產(chǎn)水側，影響產(chǎn)水水質(zhì)。

因此，采用合適的預處理技術(shù)，緩解MD過(guò)程的膜污染，并改善產(chǎn)水水質(zhì)具有重要的意義。吸附是水處理領(lǐng)域常見(jiàn)的預處理方法�，F階段工業(yè)實(shí)際應用的吸附劑較多，但對于吸附效率高、吸附容量大的吸附劑，如活性炭，其處理成本通常也較高。近年來(lái)，一種以煤為原料，經(jīng)過(guò)高溫活化及孔徑調節等工藝制備的活性焦（AC），因其良好的孔隙結構、低廉的生產(chǎn)成本、豐富的表面基團以及較高的化學(xué)穩定性和機械強度，在煙氣的脫硫脫硝等方面得到了廣泛的研究與應用，被證明是煙氣中SOx和NOx的有效吸附劑。

目前研究發(fā)現，AC對廢水中的有機物也表現出較好的吸附性能，可有效吸附廢水中難降解的大分子有機物，降低廢水的COD和色度，可用作活性炭的替代品，是工業(yè)廢水吸附處理的理想材料。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

本研究對煤化工廢水)套處理方案（1）“混凝-超濾（UF）-反滲透工藝”和（2）“混凝-活性焦吸附-超濾-反滲透工藝”的RO濃水進(jìn)行MD濃縮實(shí)驗。通過(guò)對比兩方案MD的膜通量、產(chǎn)水水質(zhì)以及膜污染等指標，重點(diǎn)探討AC吸附預處理對后續MD工藝的影響，為煤化工RO濃水的減排工藝提供可行的參考。

1實(shí)驗方案與工藝

1.1實(shí)驗水質(zhì)

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