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高盐污水怎么处理零排放

文章出处:澳门十大网上博网址/ 人气:发表时间:2019-06-04 21:11
1、高盐工业废水的来源及现状
 
高盐工业废水中含有的盐类主要有氯、SO42、钠、钙、钾等。不同行业的工业废水中所含无机盐离子有很大不同。含盐量一般以氯化钠计算,总含盐量至少为1的工业废水主要来自三个来源:
 
(1)在沿海缺水地区,海水淡化产生大量浓缩废水;
 
(2)工业生产中直接排放的高盐废水;(3)工业生产过程中废水循环利用产生的盐水。我***高盐废水产量占废水总量的0.05,仍以每年0.02的速度增长。如果高盐废水未经有效处理直接排放,将造成严重的环境污染。
 
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2、高盐工业废水浓缩工艺
 
高盐工业废水零排放的投资和运行成本相对较高,决定成本的关键因素是蒸发结晶系统的废水处理能力。如果废水在进入蒸发结晶前能够高度浓缩,高盐工业废水的零排放成本将大大降低。高盐废水浓缩技术有多种。根据处理对象和应用范围的不同,高盐废水浓缩技术主要分为热浓缩技术和膜浓缩技术。这两种技术之间的关系并不对立。在实际工程中,两种浓缩技术往往相互耦合、相互配合,实现高盐废水的零排放。
 
热浓缩技术
 
热浓缩是通过加热进行的,主要包括多级闪蒸(MSF)、多效蒸发(MED)和MVR蒸发器(MVR)技术。热浓缩主要适用于处理高甲苯二异氰酸酯和高化学需氧量的废水,这类废水的化学需氧量通常高达每升数万至数十万毫克。
 
MSF技术始于20***纪50年代,是早应用的蒸馏技术。被加热到一定温度的高盐度废水在一系列压力逐渐降低的容器中依次进行闪蒸,然后蒸汽冷凝得到淡水。MSF技术初应用于海水淡化领域。由于其工艺成熟、运行可靠,已被开发应用于各种工业废水的处理和回用。然而,硫酸盐结垢限制了MSF的一效应蒸汽温度,从而影响运行成本。同时,MSF技术也存在产品水易污染和设备投资大的缺点。
 
哈桑提出了纳滤膜反渗透膜分离系统。纳滤膜用于去除废水中的结垢离子,使MSF系统获得较高的一效应温度。它不仅提高了碧泉的生产率,而且延长了无***界医生组织系统的使用寿命。在此基础上,马卜鲁克等人开发了曝气和盐水混合装置。中试结果表明,该装置一效温度可提高至100~130℃,造水比达到原MSF系统的两倍,产水量提高19倍,成本降低0.14。地中海技术以单效蒸发为基础,利用前者产生的二次蒸汽作为后者的加热蒸汽。同时,后一种效应的操作压力和溶液的沸点也相应降低。后一种效果的加热室变成前一种效果的冷凝器,并且多个蒸发器串联连接以一起操作以形成多效果蒸发过程。
 
地中海具有以下优点:分离晶体方便,能完全分离废水中的非挥发性溶质和溶剂;残留浓缩液少,热解后易于处理;应用灵活,可根据实际情况处理高浓度废水和低浓度废水,可单独使用或与其他方法联用。然而,地中海效应的数量必然增加,设备投资也相应增加。同时,各种效应的传热温差损失增加,设备生产强度降低。
 
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膜浓缩技术
 
膜浓缩是由压差、浓度极差和电势差驱动的分离技术,是通过溶质、溶剂和膜之间的尺寸排斥、电荷排斥和物理化学作用来实现的。近年来,由于膜浓缩技术运行和投资成本低,基于膜脱盐过程的膜浓缩技术的应用已经超过了基于热过程的热浓缩技术。根据膜孔径和操作条件的不同,膜浓缩的适用范围也有很大的不同。接下来先容了分离和浓缩二价离子的纳滤技术、处理含高矿化度和化学需氧量的高盐废水的反渗透技术、直流电场脱盐的电渗析技术、深处理超高矿化度和化学需氧量高盐废水的膜蒸馏技术和正渗透技术。
 
(1) NF技术
 
纳滤膜是一种有效的压力驱动膜,具有孔径和反渗透与超滤之间的截止能力。与反渗透技术相比,纳滤膜技术主要基于电荷效应和筛分效应,对易结垢的二价离子具有较低的操作压力、较高的通量、较低的投资和较高的截留率。纳滤技术已经开发并应用于消除结垢离子和低分子量有机物,以及从海水中分离氯化钠。陈霞等人采用纳滤技术对反渗透系统的进水进行预处理。SO42、Ca2和Mg2的截留率为92,大大降低了污垢离子对反渗透的污染。同时,减少了后续结晶过程的结垢问题。NF对有机物、甲苯二异氰酸酯、色度等也有很强的去除效果。在水里。带有聚酰胺分离层的不对称纳滤膜对一价和二价离子都有很高的截留率。基于此,吴东发明了两级纳滤膜海水淡化系统,与传统的单级反渗透系统相比,节约了20个成本。该系统已成功应用于美***长滩的一家工厂,日产量为1,135 m3。
 
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(2) RO技术
 
反渗透技术是20***纪末发展起来的膜水处理技术。它是由海水和苦咸水淡化的研究发展而来的。它利用膜的选择透性分离不同的物质,从而达到除盐水的效果。经过多年的发展,反渗透技术已经生产出各种形式的抗污染膜,以适应不同的处理要求和高污染、高盐度的废水。其中,突出的代表是高效反渗透(HERO)和盘管式膜技术(DTRO),常用于高盐度废水的零排放。
 
HERO技术。HERO技术是在传统反渗透基础上发展起来的一项新技术。HERO技术的核心原理是利用离子交换去除水中的硬度,将水中的碳酸盐转化为二氧化碳去除,然后利用反渗透去除盐分。HERO的技术特点是预处理后反渗透在高酸碱度下运行,以去除所有硬度和一些碱度。比较了HERO和常规反渗透的特点。
 
DTRO科技。DTRO技术是反渗透的一种形式。它的结构形式与传统的辊式膜和中空纤维膜有很大不同。DTRO采用开放的流道,导流盘之间的距离非常近,盘表面有一定排列方式的凸起。特殊的机械设计使流入的水在压力下流过滤膜表面,遇到凸起形成湍流,从而提高了透过率和自清洁功能,有效避免了膜堵塞和浓差极化,降低了膜污染的可能性,延长了膜组件的使用寿命。
 
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(3) ED技术
 
电渗析是一种电化学分离过程,利用电流选择性地通过膜除去盐离子,留下碧泉。与反渗透不同,电渗析技术有两个关键条件:DC电场和离子交换膜。传统的电渗析膜组件包括阴离子交换膜和阳离子交换膜膜,阴离子交换膜和膜分别交替布置在阴极和阳极之间。在电场的作用下,浓室溶液中的离子不断浓缩,而稀室溶液中的离子不断脱盐,从而达到分离纯化的目的。电渗析的能耗大部分来自电能,能耗低,预处理要求低,设备简单,在处理含盐废水方面具有独特优势。因此ED技术广泛应用在化工、冶金、造纸、纺织、轻工、制药等高盐工业废水的处理。根据进水不同,废水回收率可达到0.7~0.9。ED技术还常用来回收废水中的有效资源,J. Liu等提出并研究了一种新型纳滤-电渗析(NF-ED)集成膜技术来分离海水中的一价、二价离子,从而回收和浓缩NaCl,结果显示Ca2+、Mg2+的截留率分别为0.4、0.87,NaCl的回收率约为0.7。ED技术常用于脱硫废水零排放浓缩工艺中,与其他脱硫废水处理工艺的对比
 
(4)MD技术
 
分子蒸馏技术是一种基于膜的分离方法,它将传统蒸馏与膜分离相结合。疏水性微孔膜用于从进料流中分离气相。在热驱动的作用下,进料侧的蒸汽压高于渗透侧的水位蒸汽压。在这一过程中,蒸汽分子被输送通过膜并冷凝得到纯水,从而实现水和非挥发性物质的分离。与膜分离和传统膜蒸馏设备相比,分子蒸馏技术消耗的能量仅为传统蒸馏的50倍,低于反渗透工艺,设备不会出现腐蚀问题。液体中非挥发性物质的保留率可达1,同时,分子动力学能够适应超高浓度的高盐废水。张凤军等人采用中空纤维膜蒸馏技术处理质量浓度为5000毫克/升的苯酚废水,苯酚去除率超过95,苯酚降至50毫克/L2以下..孙相成等人。MD法浓缩反渗透水,盐的截留率大于0.99工业上常用的膜蒸馏-结晶混合脱盐技术用于回收氯化钠晶体和净化盐水。陈明泰等人。采用膜蒸馏技术和结晶技术处理反渗透浓缩液,得到0.95的水回收率。
 
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(5) FO技术
 
FO技术是生产清洁水的新兴技术之一。膜之间的渗透压差被用作驱动力。在该方法中,高浓度汲取溶液用于在膜上产生渗透压差,低浓度进料流被输送到高浓度汲取溶液。该工艺已广泛应用于废水处理、盐水淡化、清洁能源生产和食品加工。根据汉考克等人的生命周期研究评估,将FO工艺与传统海水淡化相结合可以减少25个以上的环境影响。由于没有外部压力,这种方法的主要优点是能耗低。与反渗透相比,反渗透技术还具有回收率高、污染小的特点。另外,FO技术适用于超高浓度废水的处理。美***欧舒适企业曾使用正渗透技术处理甲苯二异氰酸酯超过50000毫克/升的高浓度盐水。采用FO技术处理反渗透浓缩液,可获得0.96的收率。同时,还发现FO膜污染是可逆的,可以通过渗透水力反沖洗去除。
 
        随着中***对环境问题的日益重视,高盐工业废水零排放是大势所趋。随着废水处理研究的深入,不同水质的处理技术日益增多。每个过程都没有的优势和劣势。对于高盐废水的零排放,应根据实际情况选择和耦合不同的工艺,以达到处理效果,限度地回收废水。同时,结晶废渣对环境造成的潜在威胁不容忽视。如何合理有效地回收结晶废渣是未来的研究方向。
 
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