染料、農藥、製藥和日用化工等精細化工生產過程中產生的(de)廢(fèi)水含鹽量為3~10%(以質量計)、COD在50000~150000mg/L範(fàn)圍內,行業內將這類廢水統稱為高濃(nóng)度高鹽(yán)廢水,是(shì)一種極(jí)難(nán)處理的廢水,對微生(shēng)物生長的毒害(hài)尤(yóu)其大。
處理(lǐ)高(gāo)濃度含鹽廢水通(tōng)常(cháng)是(shì)“預處理(lǐ)+蒸發濃酸結晶除鹽”工藝。
1、加藥混凝(níng)—氣浮、沉澱傳統(tǒng)預處理工藝
當含鹽原水COD濃度在(zài)5000mg/L以下,而且對結晶鹽質量沒(méi)有要求時,傳統工藝是將含鹽原水經過“調節—加藥混凝—氣浮、沉澱” 預處理後,再進入(rù)“蒸發濃縮結晶除鹽(yán)係統”。該(gāi)方法(fǎ)投資少,運行成本低,但結晶(jīng)鹽質差,難(nán)銷。
2、Fenton 或電—Fenton 催化氧(yǎng)化預處理工藝(yì)
Fenton試劑含有H2O2和Fe2+,對廢水中有機汙染物具有(yǒu)很(hěn)強的氧化力,且反應速(sù)度快,投資低(dī),出水經(jīng)沉澱淨化後可實(shí)現預(yù)處理目的。
但(dàn)Fenton或(huò)電-Fenton催化氧化工藝要求特定的反應條件:pH值2~4,而且產生較多含鐵汙(wū)泥,出水會有顏色。當含鹽原水pH值偏低時使(shǐ)用較經濟,否則“加酸降pH,加(jiā)堿中和”的過程增加(jiā)運行成(chéng)本。COD濃度在10000mg/L左右尚(shàng)好,如過高(gāo),就要多級氧化淨(jìng)化處理,Fenton工藝就無(wú)優勢了。
3、雙(shuāng)膜法預(yù)處理(lǐ)工(gōng)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(dà)分(fèn)子物質在濃縮液中,而水、溶劑、小分子和(hé)形成鹽的離子則可通過膜,進(jìn)入透過(guò)水中。由於透過水水量減少,而鹽(yán)量(liàng)沒變,所以透過水含鹽濃度增加。這時(shí)再用(yòng)孔徑在1~20Ao(10-7.5-10-6.5cm)的半透膜進行反滲透,無機鹽(yán)、糖類、氨基酸、BOD、COD等被(bèi)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(yī)步增加,送去蒸發結晶除鹽。
雙膜法除鹽的優勢在於大幅度降低了蒸發結晶除鹽的水量,從而(ér)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(yào)調pH為中性、去硬度、去SS淨化等;
B.原水含鹽量在5000mg/L以下,否則透過水量就太低了(le),脫鹽率也降低;
C.當含鹽原水水量大時投資會很高;
D.由於膜要經常水洗、酸洗、堿洗保護,膜的使用壽命也有限,運行成(chéng)本也是比較高的;
E.*大的(de)問題是截留下的更高汙染的濃縮液怎麽辦?如能提取有價物(wù)質或有大量可生化廢水稀釋一起處理(lǐ)還好,否則,如回用(yòng)會增加汙染積累;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(zhēng)發結晶除鹽了,再用膜法沒什麽意義,但是要提醒的是:蒸發結晶除鹽前還是(shì)要進行有效預處理的。
4、臭氧/催化/混凝複合預處理工藝
以臭氧為強氧化劑並(bìng)複合催化劑和(hé)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(liàn)斷開,提高(gāo)廢水的可生(shēng)化性;創(chuàng)造合適的反應(yīng)條件,也(yě)可充分地氧化廢水中溶解的有機汙染物,破壞廢水中(zhōng)的膠體、發色團、發臭團,去除廢水(shuǐ)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(dàn)。
由於以臭氧為強氧化劑(jì)並複合(hé)氧化性質的催化劑(jì)和混凝劑,所以在整個去除有機汙染物的過程中產生的泥(ní)量很少,而且反應環境(jìng)、形式與過程都比Fenton工藝簡單(dān)的多(duō),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(bú)但單機(jī)產量達到幾十Kg/h,價格(gé)降低,能耗也(yě)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(jiā)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*強氧化性得以在(zài)汙水處理領域工業化運行使用。
含鹽廢水預處(chù)理(lǐ)工藝(yì)該如(rú)何(hé)選擇:
A.水量較(jiào)大且含鹽量低(dī)於5000mg/L的廢水可*選雙膜法,濃縮以後再除鹽;
B.含鹽原水pH 值為2~4的含鹽(yán)原水可*選Fenton工藝預處(chù)理;
C.pH值5以上的高濃COD且含鹽量大於5000mg/L的含鹽(yán)廢水可選臭氧/催化/混凝複合預處理工藝。
D.含鹽(yán)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(huò)者幾種方(fāng)法結合進行預處理。
5、蒸發結晶除鹽(yán)工藝
對於含鹽溶液,由於其溶解度的不同(tóng),其從溶液中結晶析出有兩種方(fāng)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,二是溶解度隨溫度(dù)變化較大的物係,一般采用冷卻溶液的方法。
含鹽廢水一般均為多種鹽的(de)混合物,由(yóu)於同離子效應的存在,其溶解度曲線和溶(róng)液的沸點均不同於單一(yī)物係,一(yī)般其(qí)飽和溶解度要低於單一(yī)物係的飽和(hé)溶解度,沸點(diǎn)高於同濃度下單一物(wù)係的沸點。所(suǒ)以要準確掌握多(duō)組分鹽的(de)溶(róng)解度和(hé)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(yán)濃縮終點的設計(jì),主要取決(jué)於後續分離(lí)設備的匹配(pèi),選用臥式螺旋卸料(liào)離心機,其出蒸發器溶液含固量應為 10%左(zuǒ)右,選用雙級活塞推料料離心機(jī),其(qí)出蒸發器溶液含固量(liàng)為 50%左(zuǒ)右。蒸發結晶器的設計是蒸發(fā)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(chéng)、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(xún)環的方式和流速、氣液分離強度等。