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高含鹽廢水的5種處理方式

2020-09-21信息來源 : 淼知水圈

染料、農藥、制藥和日用化工等精細化工生產過程中產生的廢水含鹽量為3~10%(以質量計)、COD在50000~150000mg/L范圍內,行業內將這類廢水統稱為高濃度高鹽廢水,是一種極難處理的廢水,對微生物生長的毒害尤其大。

處理高濃度含鹽廢水通常是“預處理+蒸發濃酸結晶除鹽”工藝。

1、加藥混凝—氣浮、沉淀傳統預處理工藝

當含鹽原水COD濃度在5000mg/L以下,而且對結晶鹽質量沒有要求時,傳統工藝是將含鹽原水經過“調節—加藥混凝—氣浮、沉淀” 預處理后,再進入“蒸發濃縮結晶除鹽系統”。該方法投資少,運行成本低,但結晶鹽質差,難銷。

2、Fenton 或電—Fenton 催化氧化預處理工藝

Fenton試劑含有H2O2和Fe2+,對廢水中有機污染物具有很強的氧化力,且反應速度快,投資低,出水經沉淀凈化后可實現預處理目的。

Fenton或電-Fenton催化氧化工藝要求特定的反應條件:pH值2~4,而且產生較多含鐵污泥,出水會有顏色。當含鹽原水pH值偏低時使用較經濟,否則“加酸降pH,加堿中和”的過程增加運行成本。COD濃度在10000mg/L左右尚好,如過高,就要多級氧化凈化處理,Fenton工藝就無優勢了。

3、雙膜法預處理工藝

先利用孔徑在20~2000Ao(10-6.5-10-4.5cm)的半透膜進行超濾,可截留蛋白質、各類酶、細菌等膠體物質和大分子物質在濃縮液中,而水、溶劑、小分子和形成鹽的離子則可通過膜,進入透過水中。由于透過水水量減少,而鹽量沒變,所以透過水含鹽濃度增加。這時再用孔徑在1~20Ao(10-7.5-10-6.5cm)的半透膜進行反滲透,無機鹽、糖類、氨基酸、BOD、COD等被截留在濃縮液中,只有水和溶劑進入透過水中,鹽在濃縮液中濃度進一步增加,送去蒸發結晶除鹽。

雙膜法除鹽的優勢在于大幅度降低了蒸發結晶除鹽的水量,從而明顯降低蒸發結晶除鹽的運行成本和投資。但要注意以下問題:

A.超濾前要調pH為中性、去硬度、去SS凈化等;

B.原水含鹽量在5000mg/L以下,否則透過水量就太低了,脫鹽率也降低;

C.當含鹽原水水量大時投資會很高;

D.由于膜要經常水洗、酸洗、堿洗保護,膜的使用壽命也有限,運行成本也是比較高的;

E.最大的問題是截留下的更高污染的濃縮液怎么辦?如能提取有價物質或有大量可生化廢水稀釋一起處理還好,否則,如回用會增加污染積累;如焚燒,則投資和運行成本極高;

F.對含鹽量超過5000mg/L的廢水可直接蒸發結晶除鹽了,再用膜法沒什么意義,但是要提醒的是:蒸發結晶除鹽前還是要進行有效預處理的。

4、臭氧/催化/混凝復合預處理工藝

以臭氧為強氧化劑并復合催化劑和混凝劑,在特定的環境中進行充分的交聯協同反應,可使廢水中的環鏈和長鏈斷開,提高廢水的可生化性;創造合適的反應條件,也可充分地氧化廢水中溶解的有機污染物,破壞廢水中的膠體、發色團、發臭團,去除廢水中的 COD、BOD、SS、異味和一些顏色,但不能去除鹽份和較多的氨氮。

由于以臭氧為強氧化劑并復合氧化性質的催化劑和混凝劑,所以在整個去除有機污染物的過程中產生的泥量很少,而且反應環境、形式與過程都比Fenton工藝簡單的多,可多級串聯運行,確保岀水達到預期指標。

尤其是近些年臭氧發生技術設備進步很快,不但單機產量達到幾十Kg/h,價格降低,能耗也從20Kw/KgO3逐步降低到7.520Kw/KgO3,氧氣源臭氧發生濃度從160mg/L增加到210mg/L,濃度衰減也從每年20~40%降低到基本不衰減,這使得臭氧這一最強氧化性得以在污水處理領域工業化運行使用。

含鹽廢水預處理工藝該如何選擇:

A.水量較大且含鹽量低于5000mg/L的廢水可首選雙膜法,濃縮以后再除鹽;

B.含鹽原水pH 值為2~4的含鹽原水可首選Fenton工藝預處理;

C.pH值5以上的高濃COD且含鹽量大于5000mg/L的含鹽廢水可選臭氧/催化/混凝復合預處理工藝。

D.含鹽原水色度高或氨氮高,則必須單獨進行脫色和脫氨處理;

E.或者幾種方法結合進行預處理。

5、蒸發結晶除鹽工藝

對于含鹽溶液,由于其溶解度的不同,其從溶液中結晶析出有兩種方案,第一是對于溶解度隨溫度不大的物系,一般采用蒸發溶劑的方法,二是溶解度隨溫度變化較大的物系,一般采用冷卻溶液的方法。

含鹽廢水一般均為多種鹽的混合物,由于同離子效應的存在,其溶解度曲線和溶液的沸點均不同于單一物系,一般其飽和溶解度要低于單一物系的飽和溶解度,沸點高于同濃度下單一物系的沸點。所以要準確掌握多組分鹽的溶解度和沸點必須通過實驗求得,這是蒸發除鹽設計的關鍵所在。

對于蒸發除鹽濃縮終點的設計,主要取決于后續分離設備的匹配,選用臥式螺旋卸料離心機,其出蒸發器溶液含固量應為 10%左右,選用雙級活塞推料料離心機,其出蒸發器溶液含固量為 50%左右。蒸發結晶器的設計是蒸發除鹽裝置能否正常運行的關鍵,設計時要考慮以下因數:晶核的生成、過飽和度的控制、短路溫差的消除、大顆粒鹽的即時分離、強制循環的方式和流速、氣液分離強度等。


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