染料、農藥(yào)、製藥和日用化(huà)工等精細化工生產(chǎn)過程中產生的廢水含鹽量為(wéi)3~10%(以質量計)、COD在50000~150000mg/L範圍內,行業內將這(zhè)類廢水統稱為高濃度高鹽廢水,是一種極難處理的(de)廢水,對微生物生長的毒害尤其大。
處理高(gāo)濃度含鹽廢水通常是“預(yù)處理+蒸發濃酸結(jié)晶(jīng)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(nóng)度在5000mg/L以下,而且對結晶鹽質量沒有要求時,傳(chuán)統工藝是將含鹽原水經過“調(diào)節—加(jiā)藥(yào)混(hún)凝—氣浮、沉澱(diàn)” 預處理後,再進入“蒸發(fā)濃縮結晶除鹽(yán)係統(tǒng)”。該方法投資少,運(yùn)行成本低(dī),但結晶鹽質差,難銷。
2、Fenton 或電—Fenton 催化氧(yǎng)化預處理工藝
Fenton試劑含有H2O2和Fe2+,對廢(fèi)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現預處理目的。
但Fenton或電-Fenton催化(huà)氧化工藝要求特(tè)定(dìng)的(de)反應條件:pH值2~4,而且產生較多含鐵(tiě)汙泥(ní),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“加酸降pH,加堿中和”的過程增加運行成本。COD濃度在10000mg/L左右尚好,如過高,就要多級氧化淨化處理,Fenton工藝就無(wú)優勢了。
3、雙膜法預處理工藝
先利用孔徑在20~2000Ao(10-6.5-10-4.5cm)的半透(tòu)膜進行超濾,可截留蛋(dàn)白質、各類酶、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(xíng)成鹽的離子則(zé)可通過膜,進入透過水中。由於(yú)透過水水量減少,而鹽量沒變,所以透過(guò)水含鹽濃度增加。這時再(zài)用孔徑在1~20Ao(10-7.5-10-6.5cm)的半(bàn)透膜進行反滲透,無機鹽、糖類、氨基酸、BOD、COD等(děng)被(bèi)截留在濃縮液(yè)中,隻(zhī)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(jīng)除鹽。
雙膜法除鹽的優勢在於大幅(fú)度降低(dī)了蒸發結晶(jīng)除(chú)鹽的水量,從而明顯降低蒸發結晶除鹽的運行成本和投資。但要注意(yì)以下問題:
A.超濾前要調(diào)pH為中性、去硬度、去SS淨化等;
B.原水(shuǐ)含(hán)鹽量在5000mg/L以(yǐ)下,否則透過水量(liàng)就太低了,脫鹽率也降低;
C.當含鹽原水水量大(dà)時投資(zī)會很高;
D.由於膜要經常(cháng)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.*大的問題是截留下(xià)的更高汙染的濃(nóng)縮液怎麽辦?如(rú)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,如回用會增加汙染積累;如焚燒,則投資和運行成本極高(gāo);
F.對含鹽量超過5000mg/L的(de)廢水可直接蒸發結晶除(chú)鹽了,再用膜法沒什麽意義,但是要提醒(xǐng)的是:蒸發結晶除鹽前還是要進行有效預處理的。
4、臭氧(yǎng)/催化/混凝複合(hé)預處理工藝
以臭氧為強氧化劑並複合催化劑(jì)和混凝劑,在特定的環境中進行充分的交聯協同(tóng)反(fǎn)應,可使廢(fèi)水中(zhōng)的環鏈和長鏈斷開(kāi),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染物,破壞廢水中的膠體、發色團、發(fā)臭團,去除廢水中(zhōng)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(yú)以臭氧為強氧(yǎng)化劑並(bìng)複合氧化性質的催化劑和混凝劑,所以在整個去除有機汙染物的過程中產生的泥量很少,而且反應環(huán)境、形式與過程都比Fenton工藝簡單的多,可多級串聯運行,確保岀水達到預期指標。
尤其(qí)是近些年臭氧(yǎng)發(fā)生技術設(shè)備進步很快,不但單機產量達到幾十Kg/h,價格降低,能耗也從20Kw/KgO3逐步(bù)降低到(dào)7.520Kw/KgO3,氧氣源臭氧發生濃度從160mg/L增加到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(huà)性得以在汙水處理領域工業化運行使用。
含鹽廢水預處理工藝該如何選擇(zé):
A.水量較大且含鹽量低於5000mg/L的廢水可*選雙膜法,濃縮以(yǐ)後再除鹽(yán);
B.含鹽原水pH 值為2~4的含鹽原(yuán)水可*選Fenton工藝預處理;
C.pH值5以上的高濃(nóng)COD且含鹽量(liàng)大於5000mg/L的含鹽廢水可選臭氧/催化/混凝複合預(yù)處理工藝(yì)。
D.含鹽原(yuán)水色度高或氨氮高,則必須單獨進行脫色和脫氨處理;
E.或者(zhě)幾種(zhǒng)方法(fǎ)結合進行預處理。
5、蒸發結晶除鹽工藝
對於(yú)含鹽(yán)溶液,由於其溶解度的不同,其從溶液中結晶析出有兩種方案,*是對於溶解度隨溫度不(bú)大的物係,一(yī)般采用蒸發溶劑的方(fāng)法,二是溶解度隨溫度變化較大的物係(xì),一般采用冷卻(què)溶液的方法。
含鹽廢水一般均為多種(zhǒng)鹽的混合(hé)物,由於同離子效應的存在,其溶解度曲線和溶液的沸點均不同於單一物係(xì),一般其飽和溶解(jiě)度要低於單一物係的飽和溶解度,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的溶解度和沸(fèi)點必須通過實驗求得,這是蒸發除鹽設計的關(guān)鍵所在。
對於蒸發除鹽濃縮終(zhōng)點的設計,主要取決於後續(xù)分離設備的匹配,選用臥式螺旋卸料離心機,其出蒸發器溶液含固量應為 10%左右,選用雙級活塞推料料離(lí)心機,其出(chū)蒸發器溶液含固量為 50%左右(yòu)。蒸發結晶器的設計是蒸發除鹽裝置能否正常運行的關鍵,設計時要考慮(lǜ)以下因數:晶核(hé)的生成、過飽和度的控製、短路溫差的消除、大顆粒鹽的即時分離、強(qiáng)製循環的方式和(hé)流速(sù)、氣液分離強度等。