常用的高鹽廢水處理工藝
高鹽廢水是指總含鹽量至少為1%的廢水,主要包括含鹽工業(yè)廢水、含鹽生活廢水和其他含鹽廢水。除了有機污染物,這些廢水還含有大量無機鹽。這些鹽的存在對常規(guī)生物處理具有明顯的抑制作用,從而使得高鹽廢水的生物處理變得困難。
常用的高鹽廢水處理工藝
1.熱濃縮技術(shù)
熱濃縮通過加熱進行,主要包括多級閃蒸(MSF)、多效蒸發(fā)(MED)和機械蒸汽再壓縮(MVR)技術(shù)。
MSF是最早的蒸餾技術(shù)。由于其成熟的工藝和可靠的運行,MSF在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用于海水淡化。但存在熱力學(xué)效率低、能耗高、設(shè)備結(jié)垢和腐蝕嚴(yán)重的缺點。
多效蒸發(fā)器(MED)是將幾個蒸發(fā)器串聯(lián)運行,這樣蒸汽熱量可以多次使用,從而提高熱能的利用率。MED較MSF的熱力學(xué)效率高,但占地面積大。MED的熱力學(xué)效率與效率數(shù)成正比。雖然增加效率數(shù)可以提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性,降低運行成本,但也會增加投資成本。
MVR技術(shù)公司使用壓縮機壓縮蒸發(fā)器中產(chǎn)生的二次蒸汽,增加其壓力、溫度和焓,然后將其用作加熱蒸汽。它具有占地面積小、運行成本低的優(yōu)點。相對于MED,能夠?qū)⒍握羝麎毫θ繅嚎s,減少蒸汽產(chǎn)生量,因此更節(jié)能。
在國外,MVR技術(shù)已廣泛應(yīng)用于食品、化工和制藥等行業(yè)。
國內(nèi)MVR技術(shù)已應(yīng)用于制鹽工業(yè),節(jié)能效果顯著,但在處理含鹽廢水中,仍處于研究和試運行階段,主要是高含鹽廢水成分比海水復(fù)雜,物理化學(xué)性質(zhì)與海水存在較大差異。MVR蒸發(fā)系統(tǒng)用于處理含硫酸銨的廢液。通過對比實驗系統(tǒng)和數(shù)值模擬的能耗值,證明利用MVR技術(shù)進行更高效的蒸發(fā)每年可節(jié)約運行成本53.58%。
2.膜分離技術(shù)
膜分離技術(shù)受壓力差、濃度差和電勢差等因素驅(qū)動,通過溶質(zhì)、溶劑和膜之間的尺寸排斥、電荷排斥和物理化學(xué)作用來實現(xiàn)。與熱濃縮相比,其結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、操作溫度低,在高含鹽廢水脫鹽處理中主要應(yīng)用的是納濾膜(NF)、電滲析(ED)和反滲透膜(RO)技術(shù)。
NF技術(shù)可去除絕大部分Ca2+、Mg2+、SO42-等易結(jié)垢離子,因此脫鹽是納濾技術(shù)最主要的應(yīng)用,其可對RO系統(tǒng)進水進行預(yù)處理,以降低結(jié)垢離子對RO膜污染。采用納濾技術(shù)對反滲透系統(tǒng)的進水進行預(yù)處理。SO42-、Ca2+、Mg2+的截留率在92%以上,大大降低了污染離子對反滲透膜的污染。
電滲析技術(shù)性(ED technology)是這種以電勢差為推動力,利用離子交換膜的可選擇性親水性從水溶液中除去電解質(zhì)溶液的膜分離技術(shù)。電滲析法談水利用率高,膜合理壽命長,運作溫度高,膜環(huán)境污染小,但不可以除去水里的病菌和微生物菌種。從經(jīng)濟角度考慮,與反滲透技術(shù)相比,電滲析技術(shù)適用于中小企業(yè)處理含鹽量在1000毫克/升~ 5000毫克/升的水體。
反滲透技術(shù)作為海水和微咸水的淡化技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。近些年,隨之工業(yè)化生產(chǎn)中高級鹽度污水的提升,反滲透技術(shù)也被普遍用以萃取各種各樣高鹽度工業(yè)廢水。
反滲透一次脫鹽率一般在95%以上,清水回收率在60% ~ 80%之間。某工廠采用反滲透技術(shù)處理高鹽廢水。清水的實際回收率約為65%,平均脫鹽率約為98.5%。出水水質(zhì)符合廠工藝用水要求,實現(xiàn)了高鹽廢水的資源化利用,具有明顯的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
盡管反滲透分離技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水的脫鹽和回收,但膜污染導(dǎo)致的能耗增加和回收率下降仍然是制約反滲透技術(shù)應(yīng)用的主要問題。高效率反滲透技術(shù)是在傳統(tǒng)式反滲透技術(shù)的基本上發(fā)展趨勢起來的。與傳統(tǒng)式ro反滲透對比,HERO對漏水的環(huán)境污染相對密度指標(biāo)值沒有限定,不用配備高項目投資的預(yù)備處理系統(tǒng)軟件,ro反滲透在高ph酸堿度下運作,大幅度降低了有機化合物、微生物菌種等對ro反滲透膜的環(huán)境污染。
因此,HERO系統(tǒng)更節(jié)能,凈水回收率更高。HERO技術(shù)在國外已有較廣泛的應(yīng)用,在國內(nèi)還不是很普及。石灰石預(yù)處理和HERO技術(shù)用于電廠工業(yè)廢水的回收。系統(tǒng)脫鹽率約為94.5%,出水水質(zhì)滿足回用要求。系統(tǒng)回收率在90%以上。該項目取得了良好的環(huán)境保護和經(jīng)濟效益。
常用的高鹽廢水處理工藝工作流程
廢水從車間排出后,經(jīng)過預(yù)處理去除大顆粒懸浮物,然后進入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量,經(jīng)電滲析或膜處理后的濃水進入MVR蒸發(fā)系統(tǒng)進行蒸發(fā)處理。從MVR蒸發(fā)的晶體在加壓過濾后進行外部處理,或者在干燥后出售。
常用的高鹽廢水處理工藝優(yōu)勢:
1.由于高鹽廢水中含有大量的水,如果直接進行蒸發(fā),蒸發(fā)能力會很大,投資和運行成本會過高。因此,需要電滲析或膜濃縮來降低蒸發(fā)、投資和運行成本。
2.采用高效的MVR工藝。每蒸發(fā)一噸水,需要55KW的電能,不使用蒸汽,大大降低了運行成本,節(jié)約了能源。
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