染料、農藥、製藥和日用化工等精細化工生產過程中產生的廢水含鹽(yán)量為3~10%(以(yǐ)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度高鹽廢水,是一種極(jí)難處理的(de)廢水,對微生(shēng)物生長的毒害(hài)尤其大。
處理高濃度含鹽廢水通常(cháng)是(shì)“預處理(lǐ)+蒸發濃酸結晶除鹽”工(gōng)藝。
1、加藥混凝—氣浮、沉澱傳統預處理工藝
當(dāng)含鹽原水COD濃度在(zài)5000mg/L以(yǐ)下,而且對(duì)結(jié)晶鹽(yán)質量沒有要求時,傳統工藝是將含鹽原水經過(guò)“調節—加藥混凝—氣浮、沉(chén)澱” 預處理後,再進入“蒸發濃縮(suō)結晶除鹽(yán)係統”。該方法投資少,運行成本低(dī),但結晶鹽質差,難銷(xiāo)。
2、Fenton 或電—Fenton 催化氧化預處理工(gōng)藝
Fenton試劑含有(yǒu)H2O2和Fe2+,對廢水中有機(jī)汙染物具有很強的氧化力,且反應速度快,投資低,出水經沉澱淨化後(hòu)可實現預處(chù)理目的。
但Fenton或(huò)電-Fenton催化氧化工(gōng)藝要求特(tè)定的反應條件:pH值2~4,而且產生較多含鐵汙泥,出(chū)水會(huì)有顏色。當含鹽原水pH值偏低時使用較經濟,否則“加酸降pH,加堿中和”的過程增加運行(háng)成本。COD濃度在10000mg/L左右尚好,如過高,就(jiù)要多級氧化淨化處理,Fenton工藝就無優勢(shì)了。
3、雙膜法預處理工藝
先利用孔(kǒng)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(lèi)酶、細菌等膠體物質和大分子物質(zhì)在濃縮液中,而水、溶(róng)劑、小分(fèn)子和形成鹽的離(lí)子則可通過膜,進入(rù)透過水中。由(yóu)於透過水水(shuǐ)量減少,而鹽(yán)量沒變,所以透過水含鹽濃度增加。這時(shí)再用孔徑在(zài)1~20Ao(10-7.5-10-6.5cm)的(de)半透膜進(jìn)行反滲透,無(wú)機鹽、糖類(lèi)、氨基酸、BOD、COD等被截留在濃縮液中,隻(zhī)有水和溶劑進入透過水中,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度降低了蒸發結(jié)晶除鹽的(de)水量,從而明顯降低蒸發結晶除(chú)鹽的運行成本和投資。但要注意以下問題:
A.超濾前要調pH為中性、去硬度(dù)、去SS淨化等;
B.原水含鹽量在5000mg/L以下,否則透過水(shuǐ)量就太低了,脫鹽率也降低(dī);
C.當含(hán)鹽原水水量大時投資會很高(gāo);
D.由於膜要經常水洗、酸洗、堿(jiǎn)洗保(bǎo)護,膜的使用壽命(mìng)也有限,運行成本也是比較高(gāo)的;
E.*大的問題是(shì)截留下的更高汙染的濃縮(suō)液怎麽辦?如能提取有價物質或有大量可生(shēng)化廢水稀(xī)釋一起處理還好,否(fǒu)則,如回用會增加汙染積(jī)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要進行有效預處理的。
4、臭(chòu)氧/催化/混凝複合預處理工藝(yì)
以臭氧(yǎng)為強氧化劑並複合催化劑和混凝劑(jì),在特定的環境中(zhōng)進行充分的交(jiāo)聯協同反應,可使廢水中的環鏈和長鏈(liàn)斷開,提高廢水的可生化性;創造合適的反應條件(jiàn),也可充分(fèn)地(dì)氧化廢水中溶解的有機汙染物(wù),破壞廢水中的膠體、發色(sè)團、發臭團,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(de)氨氮。
由於以臭氧為強氧化劑(jì)並複合氧化性質的催化劑和混凝劑(jì),所以在整(zhěng)個去除有機(jī)汙(wū)染物的過程中產生的(de)泥量很少,而且反應環境、形式與過程都比Fenton工藝簡單(dān)的多,可多級串聯運行(háng),確(què)保岀水達到預期指標。
尤其是(shì)近些年臭氧發生技術設備(bèi)進(jìn)步很快,不但單(dān)機產量達(dá)到(dào)幾十Kg/h,價格降低,能耗也從20Kw/KgO3逐步降低到7.520Kw/KgO3,氧氣源臭氧發生濃度從160mg/L增加到210mg/L,濃度衰減也從每年(nián)20~40%降低到基本不衰減,這使得臭氧這一*強氧化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:
A.水量較大且含鹽量低於(yú)5000mg/L的廢水(shuǐ)可*選雙膜法,濃縮以後再除鹽;
B.含(hán)鹽原水(shuǐ)pH 值為2~4的含鹽原(yuán)水可*選Fenton工藝預處理;
C.pH值5以(yǐ)上的高濃COD且(qiě)含鹽量大於5000mg/L的含鹽廢水可選(xuǎn)臭氧/催化/混凝(níng)複合預處理工藝。
D.含鹽原水色度高或氨氮高(gāo),則必須單獨進行脫色和脫氨處理;
E.或者幾(jǐ)種方法結合進行預處理(lǐ)。
5、蒸發結晶除鹽工藝
對於含鹽(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(duì)於溶解度隨溫度不大的(de)物係,一般采(cǎi)用蒸發溶劑的方法,二(èr)是溶解度隨溫度變(biàn)化較大的物係,一般采用冷(lěng)卻溶液的方法。
含鹽廢水一般均為多種鹽的混合物,由於同離(lí)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,一般其飽和溶解度要低於單一物係的飽和溶解度,沸點高於同濃度下單(dān)一物係的沸點。所以要準確掌握多組分鹽的溶解度和沸點必須通(tōng)過實驗(yàn)求得,這是蒸發除鹽設計的關鍵所在。
對於蒸發除鹽濃縮終點的設(shè)計,主要取決(jué)於後續分離設(shè)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心(xīn)機,其(qí)出(chū)蒸發器溶液含固量為 50%左右。蒸發結晶器的設計是蒸發除(chú)鹽裝置能否(fǒu)正常運行的關(guān)鍵,設計時要考慮以下因數:晶核的生成、過飽(bǎo)和(hé)度的控製(zhì)、短路(lù)溫差的消除、大顆粒鹽的即時分離、強製循環的(de)方式和流速、氣(qì)液分離強度等。