高鹽廢水零排放真的存在嗎?看完你就有答案了!
水處理技術
水處理技術
scljs1975
《水處理技術》雜志是水處理行業(yè)內(nèi)影響廣泛、價值卓著的優(yōu)秀期刊之一。注重理論研究的權威性、應用技術的創(chuàng)新性和工程應用的實效性,主要登載反映各種水處理方法研究及應用的新成果、新動態(tài)。
近年來,隨著水資源的日益短缺,廢水(尤其是高鹽廢水)的回收利用日益受到重視。
一次水、二次水回用、三次水回用、濃水回用以及濃濃水回用等工藝不斷的被各行業(yè)所接納,
高鹽廢水的處理工藝成為了各環(huán)保人士及企業(yè)不斷探索的方向。
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高鹽廢水是指含有至少3.5%TDS的廢水,該廢水
通常含有的物質(zhì)種類較多,主要包含硬度結垢離子、有機物、懸浮物雜質(zhì)、鹽這四類物質(zhì)
,
其主要來自各個行業(yè)的水的深度處理過程
。
含鹽廢水的產(chǎn)生途徑眾多,水量也逐年增加,尤其是一些化工生產(chǎn)加工過程,不僅產(chǎn)生量大,而且具有高污染特點。
工業(yè)高鹽廢水中含有大量的無機鹽,陽離子主要包括Ca2+、Mg2+、Na+等,陰離子主要包括Cl-、 SO4(2-) 、CO3(2-)等,當然除了上述這些離子以外還含有各種有機污染物。
雖然某些離子是微生物和植物生長所需要的營養(yǎng)元素,但濃度過高,特別是鹽濃度過高,對微生物的生長與繁殖會產(chǎn)生抑制。
因此,
傳統(tǒng)的生物處理方法在高鹽廢水的處理中受到了限制,高鹽廢水處理難
,
無法達到理想效果。
目前,高鹽廢水處理方法已經(jīng)達到數(shù)十種,主要包括膜法、熱法、離子交換法、水合物法、溶劑萃
取法和冷凍法。其中
膜法和熱法是目前大規(guī)模工業(yè)化應用所采用的主要技術
。
隨著國家對環(huán)保要求的愈發(fā)嚴格,企業(yè)的排放標準也在逐年的提高,從減排到限排再到零排,不斷督促企業(yè)自身改革。
對于高鹽廢水的零排放處理,直接蒸發(fā)結晶雖然可以達到零排放目的,但是耗資耗能巨大,同時也浪費資源。
采用膜技術可將高鹽廢水進一步濃縮成超高鹽廢水,淡水部分可以直接回用,被濃縮超高鹽的廢水再經(jīng)過蒸發(fā)結晶,達到零排放,
這樣極大的減少了能源消耗又合理的利用了一部分水資源。
但由于膜技術對于進水的水質(zhì)有一定的要求,所以高鹽廢水必須經(jīng)過藥劑軟化、過濾、離子交換等預處理階段。
因此,
高鹽廢水零排放關鍵技術可分為三個階段:預處理階段、膜處理階段、蒸發(fā)結晶階段。
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傳統(tǒng)藥劑軟化法又分為石灰軟化法、石灰-石膏軟化法和石灰-純堿(蘇打)軟化法等。該類方法的缺點是可能引起二次污染,并且藥劑的費用較高,成本提高。
離子交換樹脂是帶有相應功能基團的聚合物。將原水通入離子交換樹脂吸附柱中,水中的 Mg2+、Ca2+會和樹脂上的陽離子進行交換,從而達到去除水中硬度目的。
2、膜處理
納濾技術是90年代初出現(xiàn)的一種新型分離膜,能截留納米級(0.001微米)的物質(zhì),所以稱之為“納濾”。其截留有機物的分子量約為 200-800MW左右,截留溶解鹽類的能力為20%-98%之間。
納濾技術在有機物除鹽凈化、水軟化等方面都有明顯的優(yōu)點和獨特的節(jié)能效果
。
超濾和微濾雖然也應用在高鹽廢水的處理中,但一般用作預處理。
德蘭梅爾針對鹽酸回用開發(fā)的
ARS系列耐酸納濾膜元件,實現(xiàn)了再生液中鹽酸和其他鹽分的分離
,使酸達到回用標準,實現(xiàn)資源化利用,同時整體降低廢酸量,進而減少后續(xù)加堿及蒸發(fā)處理成本。
經(jīng)過耐酸分離膜的處理后的酸進行少量補充后,可以回用到再生環(huán)節(jié),
余下的濃鹽水,總體積可減少4倍,可與廠區(qū)其他生活污水等共同進入污水處理工藝段
,這樣就實現(xiàn)了工藝段廢水的“0”排放。
同時也節(jié)約了再生用堿。以300噸每小時處理量計算3%的鹽酸含量,使用膜法處理工藝后,
與中和法項目,每天可節(jié)約40-50w的藥劑投加費用以及后續(xù)處理費用。
反滲透是又稱逆滲透,一種以壓力差為推動力,從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。
反滲透技術應用于預除鹽處理,能夠去除水中99.5%的鎂、鈣成分和水中99%的鹽分。能夠使離子交換樹脂的負荷減輕90%以上,樹脂的再生劑用量也可減少90%。
雖然反滲透在高鹽廢水處理方面發(fā)揮著很大的作用,但
當高鹽廢水的電導率大于
25000us/cm 后,膜通量會迅速衰減,膜件結垢現(xiàn)象比較嚴重。
相比較而言,
ARS系列耐酸納濾膜元件具有明顯技術優(yōu)勢:
a、
ARS系列膜元件具有非常高的初始性能,
強堿(
pH=12、pH=13)條件下進行周期性清洗(30個周期),膜元件脫鹽率仍保持在99%以上
,膜元件具有通量優(yōu)勢,在保證較高脫鹽率的條件下具有運行壓力低的特點,可以有效降低客戶的運行能耗,膜元件在不同壓力下均擁有較高的脫鹽率和產(chǎn)水量。
b、
ARS系列膜元件具有非常高的耐酸穩(wěn)定性,即使
經(jīng)過長達
12個月硫酸體系運行,其脫鹽率仍保持在99%以上
,膜元件具有通量優(yōu)勢,在保證較高脫鹽率的條件下具有運行壓力低的特點,可以有效降低客戶的運行能耗。
-
減少了中和藥劑的使用
-
減少了污染物的排放
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抗污染、易清洗,長時間使用
-
回用的酸可以重復使用,減少了運行成本
-
節(jié)能、低耗,節(jié)約成本
-
設備簡單、操作方便,自動化程度高,更安全
因此,
納濾膜相對于反滲透膜具有以下幾點技術優(yōu)勢:
3、蒸發(fā)階段
蒸發(fā)技術欲達到的效果
一方面是壓縮較高濃度鹽水的體積
,使其內(nèi)部的鹽分結晶;
另一方面是形成循環(huán)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟
,將析出的鹽分提供給將此作為原材料的廠商,實現(xiàn)“零排放”目的。
自然蒸發(fā)的原理是運用陽光的照射將水池中的較高濃度鹽水中的水分去除,從而達到較高濃度鹽水的飽和結晶點,使得鹽分析出,這個裝置稱之為“蒸發(fā)塘”。
該裝置的能源來自于太陽光,因而這個裝置比較適宜在比較干燥,年降雨量較少且太陽輻射能豐富的地方使用。
優(yōu)點是熱源無壽命折損限制,日常維護較為容易,處理較高濃度鹽水的成本也比較低,可以抵抗負荷的沖擊。缺點是會容易造成二次污染,浪費土地資源。
基于熱法鹽水脫鹽淡化系統(tǒng)發(fā)展起來的熱法零排放技術,由于其能耗較低,
多效蒸發(fā)是當代最常用的三大鹽水脫鹽淡化技術之一
,在該技術的奠基下衍生出多效蒸發(fā)-蒸發(fā)結晶理論,并且被越來越廣泛的應用。
多效蒸發(fā)(MEE)一般控制在3~6效蒸發(fā),太少不夠節(jié)能,太多溫差不夠,系統(tǒng)太長易出問題。第一級蒸發(fā)器利用蒸汽加熱,后面的蒸發(fā)器依次利用前一個蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽作為熱源,實現(xiàn)多次熱能的重復利用,即為多效蒸發(fā)。
多級閃蒸(MSF)是將熱鹽水引入閃蒸室后過熱而急速的部分氣化,從而使熱鹽水自身的溫度降低,所產(chǎn)生的蒸汽冷凝后即為所需的除鹽水。
(來源:環(huán)保水圈|COD君)
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