染料、農藥、製藥(yào)和日用(yòng)化工等精細化(huà)工生產過程中產生的廢水含(hán)鹽量為3~10%(以質量計)、COD在50000~150000mg/L範圍內(nèi),行業內將(jiāng)這類廢水統稱為高濃度高(gāo)鹽廢水(shuǐ),是一種極難處理的廢水(shuǐ),對微生物生(shēng)長的毒害尤其大。
處理高濃度含鹽廢水通常是“預處理+蒸發(fā)濃酸結晶除鹽”工藝。
1、加藥混凝—氣浮、沉澱傳統預處理工藝
當含鹽原水COD濃度在5000mg/L以下,而且對(duì)結晶鹽質量沒有要求時(shí),傳統工藝是將含鹽(yán)原水經過“調節—加藥混凝—氣浮、沉(chén)澱(diàn)” 預處理後,再進入“蒸發濃縮結晶除鹽係統”。該方法投資少,運行成本低,但結晶(jīng)鹽質差,難銷。
2、Fenton 或電—Fenton 催(cuī)化氧化預處理工藝
Fenton試(shì)劑含有H2O2和Fe2+,對廢水中有機汙染物具有很強的氧化力,且反應速度快,投資低(dī),出水經沉澱淨化後可實(shí)現預處理目的。
但Fenton或電-Fenton催化(huà)氧化工藝要求(qiú)特定的反應條件:pH值2~4,而且產生較多含鐵汙泥(ní),出水會有顏色。當含鹽原水pH值(zhí)偏低(dī)時使用較經濟,否則“加酸降pH,加堿中(zhōng)和”的過程增加運行(háng)成本。COD濃度在10000mg/L左右尚(shàng)好,如過高,就要多級氧化淨化處理,Fenton工藝就無優勢了。
3、雙膜法預(yù)處理工藝
先利用(yòng)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(dà)分子物(wù)質在濃縮液(yè)中,而水(shuǐ)、溶劑、小(xiǎo)分子和(hé)形成鹽的離子則可通(tōng)過膜,進入透過水中。由於透過水水量減少,而鹽量沒變(biàn),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(shèn)透,無機鹽(yán)、糖類、氨基酸、BOD、COD等被截留在濃縮液中,隻有水和溶劑(jì)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於(yú)大幅度降低了蒸發結晶除鹽的(de)水量,從而明(míng)顯降低蒸發結晶除鹽的運行成本和投資。但要注(zhù)意以下問題:
A.超濾前(qián)要調pH為中性、去硬度、去SS淨(jìng)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(jiàng)低;
C.當含鹽原水水量大時投資會很高(gāo);
D.由於(yú)膜要(yào)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.*大的問(wèn)題(tí)是截留下的(de)更(gèng)高汙染的濃縮(suō)液怎(zěn)麽辦?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(huì)增加汙染積(jī)累;如焚燒,則投資(zī)和運(yùn)行成本極高;
F.對含鹽量超過5000mg/L的(de)廢水可(kě)直接蒸發結晶除鹽了,再用膜法沒什(shí)麽意義,但是要提(tí)醒的是:蒸發結晶除(chú)鹽前還是要進行有效(xiào)預處理的。
4、臭氧/催化/混凝複合預處(chù)理工(gōng)藝
以(yǐ)臭氧為強氧化劑並複合催化劑和混凝劑,在特定的環境中進(jìn)行充分的(de)交聯協同反應,可使廢水中的環鏈(liàn)和長鏈(liàn)斷開,提高廢水的可生(shēng)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汙(wū)染物,破壞廢(fèi)水中的膠體、發(fā)色團、發臭團,去除廢水中的 COD、BOD、SS、異味和一(yī)些顏色,但不能去除鹽份(fèn)和(hé)較多的氨氮(dàn)。
由於以臭氧為強氧(yǎng)化劑並(bìng)複(fù)合氧化性(xìng)質的(de)催化劑和混凝(níng)劑,所以在整個(gè)去除有機汙(wū)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(dōu)比Fenton工藝簡單的多,可多級串(chuàn)聯運行,確保岀水達到預期指標。
尤其是(shì)近些年臭氧發生技術設備進步很快,不但單機產(chǎn)量達到幾十(shí)Kg/h,價(jià)格降低(dī),能耗也從20Kw/KgO3逐步(bù)降低到7.520Kw/KgO3,氧氣源(yuán)臭氧發生濃度(dù)從160mg/L增加(jiā)到210mg/L,濃度(dù)衰減也從每年20~40%降低到基本不衰減(jiǎn),這使得臭氧這(zhè)一(yī)*強氧化性得以在汙水(shuǐ)處理領(lǐng)域工業化運(yùn)行使用。
含鹽(yán)廢水(shuǐ)預處理工藝該如何選擇:
A.水量較大且含鹽量低於5000mg/L的廢水可*選雙膜法,濃(nóng)縮以後再除鹽;
B.含鹽原水pH 值為(wéi)2~4的含鹽原水可*選Fenton工藝預處理;
C.pH值5以上(shàng)的(de)高濃COD且含鹽量大於5000mg/L的含鹽廢水可選臭(chòu)氧/催化/混凝複合預處理工藝。
D.含鹽原(yuán)水色度高或氨氮高,則必須單獨進(jìn)行脫色(sè)和脫氨處理(lǐ);
E.或者幾種方(fāng)法結合(hé)進行預處理。
5、蒸(zhēng)發結晶除鹽工藝
對於(yú)含鹽溶液,由於其溶(róng)解度的不同,其從溶液中結晶析出有兩種方案,*是對於溶解度隨溫度不大的物係,一般采用蒸發溶劑的方法,二(èr)是溶解度隨溫度變化較大的物係(xì),一般采用冷卻溶液的方法。
含鹽廢水一(yī)般均為多種鹽的混合物,由於同離子效應的存在(zài),其溶解度曲線和溶液的沸點均不同於單(dān)一物係,一般其飽和溶解度要低於單(dān)一物係的(de)飽(bǎo)和溶解度,沸點高(gāo)於同濃度下單一物係的沸點(diǎn)。所以要準確掌握(wò)多組分鹽的溶(róng)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。
對於蒸發除鹽濃縮終點的設計,主要取(qǔ)決於後續分離設備的匹配,選用臥式螺旋卸料離心機(jī),其(qí)出(chū)蒸發器溶液含固量應為 10%左(zuǒ)右,選(xuǎn)用雙級活塞推料料(liào)離心機,其出(chū)蒸發器(qì)溶液含固量為 50%左右。蒸發結晶器的設計(jì)是蒸發除鹽裝置能否正常運行的關鍵,設計時要考慮以下(xià)因數:晶核的生成、過飽和度的控製、短路溫差的消除(chú)、大顆粒鹽的即時分離、強製循環的方式和流速、氣液分離(lí)強度(dù)等。