染料、農藥、製藥和日(rì)用化(huà)工等精(jīng)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範圍(wéi)內,行業內將這類廢水統稱為高濃度高(gāo)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(lǐ)高濃度含鹽廢水(shuǐ)通常是“預處理+蒸發濃酸結晶除鹽”工(gōng)藝。
1、加藥混凝—氣浮、沉澱傳統預處理(lǐ)工藝
當含鹽原水COD濃度在5000mg/L以下,而且對結晶鹽質(zhì)量沒有要(yào)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“蒸發(fā)濃縮結晶(jīng)除鹽係統”。該方法投(tóu)資少,運行成本低,但結晶鹽質差,難銷。
2、Fenton 或電—Fenton 催化氧(yǎng)化(huà)預處理(lǐ)工藝
Fenton試劑含有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(zī)低,出水經沉澱淨化後可實(shí)現預處理(lǐ)目的。
但Fenton或電-Fenton催化氧化工藝要求特定的反應條件:pH值2~4,而且產生較多含鐵汙泥,出水會有顏色。當含鹽原(yuán)水pH值偏低時使用較經濟,否(fǒu)則(zé)“加酸降pH,加堿中和”的過程增加運(yùn)行(háng)成本。COD濃度在10000mg/L左右尚(shàng)好,如過高,就要(yào)多級氧化淨化處理,Fenton工藝就無優勢了(le)。
3、雙膜法(fǎ)預處理工藝(yì)
先利用(yòng)孔徑(jìng)在20~2000Ao(10-6.5-10-4.5cm)的半透膜(mó)進行超濾(lǜ),可截留蛋白質、各(gè)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(mó),進入透(tòu)過水中。由於透過水水量減少,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(mó)進行(háng)反(fǎn)滲透,無機鹽、糖(táng)類、氨基(jī)酸、BOD、COD等(děng)被截留在濃縮(suō)液中,隻有水和溶劑進入透(tòu)過水中,鹽在濃縮液中濃度進一(yī)步增加,送去蒸發(fā)結晶除鹽。
雙膜(mó)法除鹽的優勢在於大幅度降低了蒸發結(jié)晶除鹽(yán)的(de)水量,從而明顯降(jiàng)低蒸發結晶除鹽的運行(háng)成本和投資。但要注意以下問(wèn)題:
A.超濾前要調pH為中性、去硬度、去SS淨化等(děng);
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.由於膜要經常水洗、酸洗、堿洗保(bǎo)護,膜(mó)的使用壽命也有(yǒu)限,運行(háng)成本也是比較高的(de);
E.*大的問題是截(jié)留下的更高(gāo)汙染的濃(nóng)縮液怎麽辦?如能提取有(yǒu)價物質(zhì)或有大量可生化廢(fèi)水稀釋一起處(chù)理(lǐ)還好,否則(zé),如(rú)回用會增加汙染積累(lèi);如焚燒,則投資和運行成本極高;
F.對(duì)含鹽量超過5000mg/L的廢(fèi)水可直接蒸發結晶除鹽(yán)了,再用膜法沒(méi)什麽意義,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/混凝複合預處理工藝
以臭氧(yǎng)為強氧化(huà)劑並複合催化(huà)劑和混凝劑,在(zài)特定的環境中進行充分的交聯協同反應,可(kě)使廢水中的環(huán)鏈和長鏈斷開(kāi),提高(gāo)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汙染物(wù),破壞(huài)廢水中的膠體、發色團、發(fā)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。
由於以臭(chòu)氧為強氧化劑並複合氧化性質的催化劑和混凝劑,所以(yǐ)在整(zhěng)個去除有機汙染物的過程中產生的泥量很少,而且反應環境(jìng)、形式(shì)與過程都比(bǐ)Fenton工藝簡單的多,可多級(jí)串聯運行(háng),確保岀水(shuǐ)達(dá)到預期指標。
尤其是近些年臭氧發生技術設備進步很(hěn)快,不但單機產量達到(dào)幾十Kg/h,價格降低,能(néng)耗也從(cóng)20Kw/KgO3逐步(bù)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(shǐ)得臭氧(yǎng)這一*強氧化性得以在汙水處理領域工(gōng)業(yè)化運行(háng)使用。
含鹽廢水預處理工藝該如何選(xuǎn)擇:
A.水量較大且含(hán)鹽(yán)量低於5000mg/L的廢水可*選雙膜法,濃縮以後再除鹽;
B.含鹽原水pH 值(zhí)為2~4的含鹽原水可(kě)*選Fenton工藝(yì)預處理;
C.pH值5以上的高濃COD且含鹽量大於5000mg/L的含鹽廢水可選臭氧/催化/混凝複合預處理工藝。
D.含鹽原水色度高或氨(ān)氮高,則必須單獨進行脫色和脫(tuō)氨(ān)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(duì)於含鹽溶(róng)液,由於其溶解度的不同,其從(cóng)溶液中(zhōng)結晶(jīng)析出有兩種方案,*是對於溶解度(dù)隨溫(wēn)度不大的物係(xì),一般采(cǎi)用蒸發溶劑的(de)方法,二是溶(róng)解度隨(suí)溫度變化較大的物係,一般(bān)采用冷卻溶液(yè)的方法。
含鹽廢(fèi)水一(yī)般均為多種鹽的混合物,由於同離(lí)子效應(yīng)的存在,其溶解度曲線(xiàn)和溶液(yè)的沸點均不同於單一物係,一般其飽和(hé)溶解度要低於單一物係的飽(bǎo)和溶解(jiě)度,沸點高於同濃度下單一物係的沸點。所以要準確掌握多組分鹽(yán)的溶解度和沸點必須(xū)通過實(shí)驗求得(dé),這是蒸發除(chú)鹽(yán)設計(jì)的關鍵所在。
對於蒸(zhēng)發除鹽濃(nóng)縮終點的設計,主要取決於(yú)後續分(fèn)離設備的匹配,選用臥式螺旋卸料離心機,其出蒸(zhēng)發器溶液(yè)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(shè)計是蒸發除鹽裝置能否正常運行的關(guān)鍵,設計時要考慮以下因數:晶核的(de)生成、過飽和度的控製、短路溫差的消除、大顆粒鹽的即時分離、強製循環的方(fāng)式和流速、氣液分離強度等。