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通过对武汉平煤武钢联合焦化公司的循环冷却排污水和焦化生化出水水质进行分析,比较两股废水性质上的差异与共性,最终确定采用物化预处理(混凝-砂滤)-超滤-反渗透工艺来处理循环冷却排污水,采用物化预处理(混凝-砂滤-活性炭吸附)-超滤-反渗透对焦化生化出水进行深度处理。在此基础上,针对预定处理水量进行了工艺计算,并且对膜材质、泵及其他相关设备进行了选型。利用超越管技术设计出将上述两种工艺糅合于一体的中试装置,并且在焦化公司现场进行了连续运行,根据运行效果,优化了各工艺运行参数,探讨了该工艺的处理成本和经济效益。研究结果表明:对焦化循环冷却排污水,聚合硫酸铁(PFS)的混凝效果优于聚合氯化铝(PAC);石英砂作为机械过滤装置的滤料满足超滤前过滤的要求。当排污水水质较好(钙镁等离子浓度较低)时,废水经机械过滤-超滤处理就可达到循环冷却水补充水的水质要求,可直接回用;当排污水水质较差(钙镁等离子浓度较高)时,超滤产水总硬度略高于循环冷却水补充水的水质要求,需进行进一步的反渗透处理,才能达到回用水质指标。循环冷却排污水超滤处理后,浊度、污泥密度指数(SDI)均达到反渗透进水要求;反渗透系统运行效果良好,能有效去除水中的各种离子(COD<12.5mg/L,Cl-<1.5mg/L,Ca2+=0mg/L,Mg2+=1.3mg/L,硬度=5.4mg/L,电导率=11.5μS/cm),脱盐率达到98%以上,并且出水水质稳定。当循环冷排污水水质较好(钙、镁等离子浓度较低)时,不需要经过反渗透处理,便可直接回用,因此处理成本仅为0.48元/t;若超滤出水50%需反渗透,其处理成本约为1.04元/t,若超滤出水只有较低比例进行反渗透,则运行成本更低;若全部进行双膜处理,处理成本达到1.34元/t。对于焦化生化出水,仅通过混凝-砂滤-活性炭吸附工艺处理,超滤出水的SDI>3,浊度>1NTU,尚不能达到反渗透进水要求。若连续运行,超滤、反渗透膜污染较为严重,必须采用更为有效的预处理(如增加活性炭吸附柱的高度或Fenton试剂氧化等),降低废水中的残存有机物和悬浮颗粒物后,方可再用双膜工艺处理,但将会增加运行成本。