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    废水零排放浓水预处理与浓缩结晶常用处理理技

    更新日期:2021-11-11 16:27

     

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    :一、什么是零排放?

     

    废水零排放是指工业废水处理经过反复运用后,将这局部含盐量和污染物高浓缩成废水全部(99%以上)回收再应用,无任何废液排收工厂。水中的盐类和污染物经过浓缩结晶以固体方式排出厂送渣滓处置厂填埋或将其回收作为有用的化工原料。

     

    正常的零排放途径为浓水预处置(分末端处置与再浓缩技术,依据工艺来选择技术及次第)浓缩结晶这两个步骤来操作的,本文将细致引见这两个步骤常用的处置技术!

     

    二、浓水预处置-末端处置技术

     

    1、高级氧化技术

     

    高级氧化法是应用强氧化性的羟基自在基(·OH)氧化合成水中有机污染物的办法,能够快速、无选择性、彻底氧化各种有机与无机污染物。

     

    高级氧化法包括如芬顿氧化、臭氧催化氧化、光催化氧化和电化学氧化等技术。

     

    1)芬顿氧化

     

    其中,芬顿氧化法应用H2O2Fe2+在酸性pH条件下生成·OH。操作简单、反响速度快、处置效果好。一些设计院,在请求零排放的时分会采用芬顿强氧化,然后再进入污水处置系统。

     

    某印染企业反浸透浓水的COD、氨氮分别为25332mg/L,电导率为1270μS/cm,采用芬顿+气浮工艺处置,出水COD、氨氮分别为707mg/L,单位浓盐水处置费仅为1.32/m³

     

    某炼油企业反浸透浓水采用芬顿氧化法处置,COD100mg/L降落到50mg/L左右,完成达标排放的请求。

     

     

    2)臭氧氧化+光催化

     

    相关理论标明,臭氧氧化与光催化结合运用,可使DOC的去除率进步30%。设置混凝前处置,去除率更高。

     

     

    3)电化学氧化

     

    电化学氧化技术对处置反浸透浓水很有效,一方面高电导率的浓水能够降低能耗,高含量的氯可作为强氧化剂去除有机物,另一方面,电化学氧化除了能去除COD和氨氮外,还对一些新兴污染物具有较好的去除效果。

     

     

    2、混凝/吸附法

     

    主要目的是去除DOC(溶解有机碳,普通是指能经过孔径为0.45微米滤膜、并在剖析过程中未蒸发失去的有机碳,代表了水体中溶解有机物质的总和)。由于水性质不同,混凝对DOC的去除率很低。而吸附法应用活性炭吸附效果明显好于混凝,本钱也不是很大。当活性炭剂量为5g/LDOC去除率可到达91%

     

    三、浓水预处置-再浓缩技术

     

    浓水再浓缩在膜处置之前可能需求软化预处置,依据详细水质参数和目的,浓水再浓缩技术在进水限制、处置效果、运转本钱、投资本钱上均有所不同。

     

    1、电渗析

     

    电渗析能够说是一种除盐技术,由于浓水含有一定量的盐分,而组成这些盐的阴、阳离子在直流电场的作用下会分别向相反方向的电极挪动。电渗析合适电镀之类的行业,对进水请求比拟高,需求直流电。

     

    电解析除盐原理:电渗析(ED)是在直流电场作用下,应用荷电离子膜的反离子迁移原理从水溶液和其他不带电组分中别离带电离子的膜过程,是一个以电位差为推进力的膜别离过程。在电渗析器内设置多组交替排列的阴、阳离子交流膜,在直流电场作用下,阳离子穿过阳膜向负极方向运动;阴离子穿过阴膜向正极方向运动。这样就构成了去除水中离子的淡水室和浓缩离子的浓水室,将浓水排放,得到的淡水即为去盐水。

     

     

     

    2、特种膜

     

    特种膜能对RO浓水中的有机物、盐度和水停止较为彻底的别离,透过液水质较好,其COD和盐度的去除率均可到达90%以上。因而,其浸透液能够直接排放或者进入生化处置工艺进一步处置,浓缩液则可经过MVR做蒸发结晶停止零排放处置。

     

    特种膜处置技术原理:浓水经过恰当的预处置后泵入特种膜单元,由于特种膜最高能够高压条件下操作,因此降低了特种膜对其他膜工艺浓水的透过液回收率的限制,浓缩倍数增加。其产水回收率的增加招致了浓水的减少,因而也降低了后续RO浓水处置工艺的范围和运转费用。

     

     

    3、超频振动膜

     

    超频振动膜的原理就和摇筛子一样。应用振动机振动膜桶,使得整个处置过程中膜都是振动状态,再应用剪切力让水中杂质难以附着在膜外表。因而其膜的寿命更长,进水水质更宽裕,能处置很多传统固定RO膜处置不了的水。

     

    总的来说,超频振动膜对进水水质请求比拟低,膜寿命长,最关键的是运转本钱根本就是电费,一个超频振动膜组件系统只需求大约7.35kw的振动动力电动机和3.65kw的料液泵。

     

     

    说到底,RO浓水再浓缩技术的实质就是为了减少MVR蒸发处置的水量,从而到达节约零排放本钱的目的。

     

    四、浓水浓缩结晶技术

     

    1、膜蒸馏

     

    应用膜蒸馏(MD)处置反浸透浓水,可完成反浸透浓水的近零排放。膜蒸馏是传统蒸馏工艺与膜别离技术相组合的一种新型膜别离过程。

     

    相对其它别离过程,膜蒸馏操作温度和压力低,能够在较低的温度下完成蒸馏过程,如应用太阳能、地热、温泉、工厂预热和温热的工业废水等低价能源;最重要的是,其对无机盐、大分子等不挥发组分具有100%的理论截留率,可用来处置高浓度废水。

     

     

    值得一提的是,采用膜蒸馏法直接处置反浸透浓水,易招致膜污染,最终招致产水通量降落。因而,膜蒸馏技术常与其他技术整合应用。比方,某水友将反浸透浓水经阻垢预处置后,再用膜蒸馏发浓缩处置,可将产水电导率坚持在5uS/cm以下,并且有效延缓产水通量降落。再比方,某水友采用膜蒸馏技术和结晶器处置反浸透浓水,总回收率可达95%

     

    三种膜蒸馏过程比拟:

     

    目前曾经开展出四种不同的膜蒸馏操作方式,包括直接接触式膜蒸馏(DCMD),气隙式膜蒸馏(AGMD),气流吹扫式膜蒸馏(SGMD)和真空式膜蒸馏(VMD)。

     

     

    相关研讨标明,在采用PVDF中空纤维疏水微孔膜停止的三种MD过程的脱盐实验中,VMD过程浸透通量最高,达21.8Lm2·h),DCMD次之、SGMD最小。

     

    三种MD过程的浸透通量均随料液温度的升高而增大,随料液浓度的增加而降低;随着料液流速的增加,VMDSGMD浸透量无显著变化,而DCMD过程略有增加;VMDSGMD过程的浸透量分别随冷侧气体流速和真空度的增加而增加,DCMD浸透量不随冷却水流速的增加而改动。

     

    三种MD过程的脱盐率均不随各操作条件的改动而改动,脱盐率近100%

     

    2、强化蒸发

     

    实践操作中,蒸发的方式多种多样,比方单效蒸发、多效蒸发,还有最近常用的热泵蒸发。该技术类型主要包括多效蒸发、多级闪蒸(MSF)、蒸汽热力再紧缩(TVR)以及蒸汽机械再紧缩(MVR)等。

     

    1)多效蒸发

     

    多效蒸发(MEE)是多个蒸发器串联运转,每一阶段产生的蒸汽用做后一蒸发器的加热蒸汽运用。但其相对多级闪蒸,结垢较为严重。

     

     

    2)多级闪蒸

     

    多级闪蒸(MSF)是将热盐水引入闪蒸室后过热而急速的局部气化,从而使热盐水本身的温度降低,所产生的蒸汽冷凝后即为所需的除盐水。

     

    多级闪蒸法不只用于海水淡化,而且已普遍用于火力发电厂、石油化工厂的锅炉供水、工业废水和矿井苦咸水的处置与回收,以及印染工业、造纸工业废碱液的回收。

     

     

    3)热力蒸汽再紧缩

     

    热力蒸汽再紧缩(TVR)是将沸腾室的蒸汽紧缩到加热室上,才能被加到蒸气上,使蒸汽可以用于再加热。

     

     

    4)机械蒸汽再紧缩

     

    机械蒸汽再紧缩(MVR)是在TVR的根底上,二次蒸汽经过紧缩机的绝热紧缩作用,进步了压力和饱和温度,再把紧缩后的蒸汽引入到蒸发器管外加热物料,整个系统的输入功只要紧缩机的电功,节能效果显著。

     

     

    综上所述,固然这些强化蒸发技术完成浓水的近零排放,但相对来说投资大、处置本钱高。