染(rǎn)料、農藥、製藥和日用化工(gōng)等精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(fàn)圍內,行(háng)業內將這類廢水統稱為高濃度高鹽廢水,是一種極難處理的廢水,對微生物生長的毒(dú)害尤其(qí)大。
處理高濃度含鹽廢水通常是“預處理+蒸發濃(nóng)酸結晶除鹽(yán)”工藝。
1、加藥混凝—氣浮、沉澱傳(chuán)統預(yù)處理工藝
當含鹽原水COD濃度在5000mg/L以下(xià),而且對結晶鹽質量沒有要求時,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(jìn)入“蒸發濃縮結晶除鹽係統”。該方法投資少,運行(háng)成本低,但結晶鹽質差,難銷。
2、Fenton 或電—Fenton 催(cuī)化氧化預處理工藝
Fenton試劑(jì)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,投資低,出水經沉澱淨化後可實現預處理目的。
但Fenton或電-Fenton催化氧化工藝要求特(tè)定的反應條件:pH值2~4,而且(qiě)產生較多含鐵汙泥,出(chū)水(shuǐ)會有顏色。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”的過程增加運行成本。COD濃度(dù)在10000mg/L左右尚好,如過高,就要多(duō)級氧化淨化處理(lǐ),Fenton工(gōng)藝就無優(yōu)勢(shì)了。
3、雙膜法預處理工藝
先(xiān)利(lì)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(bái)質、各類酶、細菌等膠體物質和大分子物質在濃(nóng)縮液(yè)中(zhōng),而水(shuǐ)、溶劑、小分子和形成鹽的離子則可(kě)通過膜,進入透過水中。由於透過水水量減少,而鹽(yán)量沒變,所以透過水含鹽(yán)濃度增加。這時再用孔徑在1~20Ao(10-7.5-10-6.5cm)的半透膜進行反滲透,無機鹽、糖類、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(zài)濃縮液中濃度進一步增(zēng)加,送去蒸(zhēng)發結晶除鹽(yán)。
雙膜(mó)法除鹽的優勢在於大幅度降低了蒸發結晶除(chú)鹽的水量,從而明顯降低蒸發結晶(jīng)除鹽的運行成本和投(tóu)資。但(dàn)要注意以下問題:
A.超濾(lǜ)前要調pH為中性、去(qù)硬度、去SS淨(jìng)化等;
B.原水含鹽量在5000mg/L以下,否則透過(guò)水量就太低了,脫鹽率也降低;
C.當含鹽原水水量大(dà)時投資會很高;
D.由於膜要經常水(shuǐ)洗、酸洗、堿(jiǎn)洗保護,膜的使(shǐ)用壽命也有限(xiàn),運行成本也是比較高的;
E.*大的問題是(shì)截留下的(de)更(gèng)高汙(wū)染的濃縮液怎麽辦?如能(néng)提取有(yǒu)價物質或有大量可生化廢水稀釋一起處理(lǐ)還好,否則,如回用會增加(jiā)汙染積累;如焚燒,則投(tóu)資和運行成(chéng)本極高(gāo);
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(fǎ)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、臭氧/催化/混凝複合預(yù)處理工藝
以臭氧為強氧化劑(jì)並複合催化劑(jì)和(hé)混凝劑,在特定的環(huán)境中進(jìn)行充分(fèn)的交聯協同反應,可使(shǐ)廢水中的環鏈和長鏈斷開,提高廢水的(de)可生化性(xìng);創(chuàng)造合適的反應(yīng)條件,也(yě)可(kě)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、發臭團,去(qù)除廢水中的 COD、BOD、SS、異味和一些顏色(sè),但不能去除鹽份(fèn)和較多的氨氮。
由於以臭氧為(wéi)強氧化劑並複合氧化性質的催化劑和混凝劑(jì),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(dōu)比Fenton工藝簡(jiǎn)單的(de)多,可多級(jí)串聯運行,確保岀水達到預(yù)期指標。
尤其(qí)是近些年臭氧發生技術設(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7.520Kw/KgO3,氧氣(qì)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(zhè)使得臭(chòu)氧這一*強氧化性得以在汙水處理領域工業(yè)化運行使(shǐ)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5000mg/L的廢水可*選(xuǎn)雙(shuāng)膜法,濃縮以後再除鹽;
B.含鹽原水(shuǐ)pH 值為2~4的含鹽原水可*選Fenton工藝預處(chù)理;
C.pH值(zhí)5以上的高濃COD且(qiě)含鹽量大於5000mg/L的含鹽廢水可選臭(chòu)氧/催化/混凝複合預處理工藝。
D.含鹽原水色度(dù)高或氨氮高,則必須單獨進(jìn)行脫色和脫氨處理;
E.或者幾(jǐ)種方法結合進行預處理。
5、蒸發(fā)結晶除鹽(yán)工藝
對於(yú)含鹽(yán)溶液,由於其溶解度的不同,其從溶(róng)液中結(jié)晶析出有兩種方案,*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(róng)解度隨溫度(dù)變化較大的物係,一(yī)般(bān)采用冷卻(què)溶液的方法(fǎ)。
含(hán)鹽廢(fèi)水一般均為多種鹽的混合物,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,一般其(qí)飽和溶解(jiě)度要低於單一物(wù)係(xì)的飽和(hé)溶解度,沸點高於同濃(nóng)度下單一物係的沸(fèi)點。所以要準(zhǔn)確掌(zhǎng)握多組分鹽的溶解度和沸點必須通過實驗求得,這是蒸發除鹽設計的關鍵所在。
對於蒸發除鹽濃縮終(zhōng)點的設計,主要取決於後續分離設備的匹配,選用臥式螺旋卸料離心(xīn)機,其出蒸發器溶液(yè)含固量(liàng)應為 10%左右,選用(yòng)雙級活塞推料料離心(xīn)機,其出蒸發器溶液(yè)含固量為 50%左右。蒸發結晶器的設計是蒸發除鹽裝置能否正常運行的關鍵,設計時要考慮以下因(yīn)數:晶核的生成、過飽(bǎo)和度的控製(zhì)、短路溫差的消除、大顆粒鹽的即時分離、強製循(xún)環的方式和流速(sù)、氣液分離強度等。