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濃鹽廢水零排放處理技術(shù)

　1、濃鹽廢水的來源

　　在燒堿裝置中，含高鹽廢水包括：電解正常生產(chǎn)中產(chǎn)生的含氯淡鹽水、電槽停車時排放的陽極液及樹脂塔第一步水洗產(chǎn)生的高鹽廢水。陽極液和含氯淡鹽水脫氯后，通過脫氯淡鹽水泵送入水池采鹵。樹脂塔第一步水洗和反洗產(chǎn)生的含鹽廢水和反洗廢水等。煤化工行業(yè)濃鹽水主要來源于化學水排水、循環(huán)水排污水以及污水深度處理回用的二級反滲透濃水，其主要包括除鹽水和循環(huán)水生產(chǎn)環(huán)節(jié)引入的鹽分、廢水處理和再生利用環(huán)節(jié)添加的藥劑、廠區(qū)生產(chǎn)所需新鮮水中引入的鹽分、廢水處理和再生利用環(huán)節(jié)添加的藥劑、廠區(qū)生產(chǎn)所需新鮮水中引入的鹽分，通過濃縮富集形成高濃鹽水。

　　2、廢水零排放概念

　　廢水零排放是指工業(yè)水經(jīng)過重復使用后，將這部分含鹽量和污染物高濃縮成廢水(99%以上)全部回收再利用，或者使用壓濾機過濾出不溶于水的物質(zhì)后循環(huán)使用，無任何廢液排出工廠。由于廢水本身及在處理過程中加藥導致含鹽量偏高，如何有效降低廢水的含鹽量是實現(xiàn)廢水回用實現(xiàn)廢水零排放的關(guān)鍵所在。水中的鹽類和污染物經(jīng)過濃縮結(jié)晶或壓濾廢渣以固體形式排出，送垃圾處理廠填埋或?qū)⑵浠厥兆鳛橛杏玫幕ぴ稀?/p>

　　3、蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)

　　通過蒸發(fā)除去溶劑使溶解鹽結(jié)晶是處理高鹽廢水的最常用方法。熱蒸發(fā)技術(shù)是實現(xiàn)“零排放”的必要手段，但蒸發(fā)結(jié)晶器投資的運行費用較高，且運行管理復雜，這些缺點制約著蒸發(fā)結(jié)晶工藝發(fā)展及應用。熱蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)難點是濃鹽廢水蒸發(fā)結(jié)晶相比一般生產(chǎn)性化工蒸發(fā)結(jié)晶程序要復雜得多。一般化工產(chǎn)品成分相對較單一，如氯化鈉、硫酸鈉、硝酸鈉等化工商品的生產(chǎn)，僅需要處理一種鹽類的結(jié)晶，這類成分單一的鹽類結(jié)晶工藝比較容易掌握，但濃鹽廢水里所含的鹽分，種類繁多，經(jīng)常是幾種鹽類相混合，多種鹽類并存的濃鹽水容易在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生泡沫劑腐蝕性物質(zhì)，同時多種不同鹽類的存在，容易因鹽類結(jié)晶溫度不同而在設備內(nèi)結(jié)垢，對設備的換熱系數(shù)產(chǎn)生不同程度的影響。雖然理論上可以利用不同成分的鹽類結(jié)晶溫度不同的特性將混鹽分布結(jié)晶進行分離，但是實際運行中，濃鹽廢水中各組分鹽的結(jié)晶溫度也很難控制，仍需在實際生產(chǎn)當中不斷總結(jié)經(jīng)驗，改進并提高工藝技術(shù)，開發(fā)其他新工藝和組合工藝。

　　4、膜處理技術(shù)

　　膜蒸餾是一種新型的水處理技術(shù)，其特點是無需加熱加壓，只需要在常溫常壓的條件下進行處理，其過濾材料是疏水微孔膜。采用膜蒸餾技術(shù)進行水處理時，利用被處理液體中所包含的易揮發(fā)性物質(zhì)所揮發(fā)形成的氣體，在處理膜兩側(cè)形成壓力差，并透過處理膜，最終實現(xiàn)篩選分離的一種處理技術(shù)。與傳統(tǒng)回收方法相比，該方法操作簡單，一次性投資少，回收濃水的效率非常高。孫項城研究表明，膜蒸餾技術(shù)處理穩(wěn)定，脫鹽率高達99%。

　　聶瑩瑩等選擇中壓反滲透、高壓反滲透和超高壓反滲透作為高濃鹽水處理的核心工藝，并經(jīng)美國陶氏ROSA軟件計算，確定了中壓反滲透、高壓反滲透和超高壓反滲透單元的結(jié)構(gòu)和膜元件類型。最終確定“調(diào)節(jié)池+高效沉淀池+汽水反沖濾池+超濾+高壓反滲透+DTRO+蒸發(fā)結(jié)晶”的處理工藝。采用此系統(tǒng)處理后，最終可將高濃鹽水轉(zhuǎn)化為回用水、污泥和鹽泥，實現(xiàn)系統(tǒng)零排放，系統(tǒng)每噸水的處理成本為23.243元。

　　美國哥倫比亞大學研發(fā)利用“反滲透+膜蒸餾(MD)”技術(shù)對濃鹽水進行處理用以鹽的回收利用，該方案現(xiàn)處于實驗研究階段，分別將NaCl溶液、合成海水、高鹽水通過該工藝組合，表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性，相對于傳統(tǒng)技術(shù)而言，出鹽品質(zhì)很好，水的回收率可達到90%以上。波蘭MarianTurek等人采用“電滲析(ED)+蒸發(fā)結(jié)晶”技術(shù)，該組合工藝相對于單一的蒸發(fā)濃縮和結(jié)晶，結(jié)晶出一噸鹽的電耗從970kW·h降至500kW·h，節(jié)能效果明顯，該處理系統(tǒng)在ED膜和蒸發(fā)結(jié)晶之前進行了預處理，投加氫氧化鈣，去除部分硬度和硅，以利于ED膜更好的工作。

　　5、電滲析處理技術(shù)

　　電滲析技術(shù)是利用離子交換膜對陰、陽離子的選擇透過性，在外加直流電場作用下，使水中的陰、陽離子定向遷移透過選擇性離子交換膜，從而使電解質(zhì)離子自溶液中分離出來。電滲析技術(shù)除鹽需要具備兩個條件：一是在直流電場的作用下，使溶液中正、負離子分別向陰極和陽極做定向移動;二是在離子交換膜的選擇透過性作用下，使溶液中的帶電離子在膜上實現(xiàn)反離子遷移。為了保證電滲析設備長期、穩(wěn)定、高效運行，對廢水進水水質(zhì)要求較高。電滲析技術(shù)有著工藝簡單、易于設備化、技術(shù)成熟、除鹽率高的優(yōu)點。同時電滲析技術(shù)有著能耗高、易結(jié)垢等缺點。

　　在反滲透濃鹽水的處理過程中，首先需要經(jīng)過高效電滲析脫鹽系統(tǒng)的處理，這時濃水的回收量將達到85%以上，極大的減少了煤化工企業(yè)的污水排放量。高效電滲析系統(tǒng)不但能夠?qū)恹}水進行處理和排放，而且還具備較佳的脫COD功能，脫除率能夠達到40%左右。通過對該系統(tǒng)的使用還能夠以較低的成本使?jié)馑斨休^高的COD進行去除，不但可以實現(xiàn)廢水的回收再利用，而且還能夠極大的減少了COD的排放。另外，對于濃水中的一些殘留物質(zhì)，可以通過絮凝沉淀過濾以及高級氧化的方式，對其進行深度處理，使COD排放量進一步降低，真正實現(xiàn)濃鹽水的零排放。

　　6、其他處理技術(shù)

　　冷凍法濃縮濃鹽水原理是基于海水結(jié)冰過程中能夠產(chǎn)生鹽、水分離的現(xiàn)象，冷凍過程中大量的鹽分被排除在冰晶之外，從而降低海水中的鹽分，水合物法海水淡化利用較易生成水合物的小分子物質(zhì)與海水中的水生成水合物晶體，固液分離后，分解水合物即可得到淡水。冷凍法處理濃鹽水是可行的，并有很好的濃縮效果，對設備的材質(zhì)要求低、對設備的腐蝕和結(jié)垢問題相對緩和、能實現(xiàn)液體零排放，若利用自然界的冷能作為能源，則可大大節(jié)省技術(shù)成本。在海水淡化方面研究較多，在處理濃鹽水方面研究較少且冰水分離困難問題急需解決。

　　高級氧化法是采用單獨臭氧氧化、O3/H2O2、GAC/O3和GAC/O3/H2O2等工藝處理濃鹽水，不僅能有效去除廢水中有機物，還能提高廢水可生化性，降低廢水毒性，濃鹽水經(jīng)過高級氧化處理后，出水仍含有酚、多環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物等污染物，存在著潛在的環(huán)境風險。盡管高級氧化工藝處理反滲透濃鹽水的研究取得了較好的進展，但是目前的工藝仍然存在著有待加強的地方。如工藝處理費用仍較高，缺少不同高級養(yǎng)護工藝處理效果的對比等;現(xiàn)有工藝主要集中在出水COD達標問題上，對于有機物去除基本沒有涉及，缺少對出水水質(zhì)特征的研究。

　　電吸附法除鹽技術(shù)在處理效率、能耗、適應性及運行維護等方面有著獨特的優(yōu)勢，是一種新型的水處理技術(shù)，有廣泛的應用和發(fā)展前景。電吸附除鹽技術(shù)是通過施加外加電壓形成靜電場，強制離子向帶有相反電荷的電極處移動，使離子在雙電層內(nèi)富集，大大降低溶液本體濃度，從而實現(xiàn)對水溶液的除鹽。其優(yōu)點是對進水水質(zhì)要求較低，運行中不消耗化學藥劑，不產(chǎn)生二次污染，預處理設施較簡單，運行維護也較方便，產(chǎn)水率高，但設備用電量較大，除鹽率不如反滲透。

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