收藏 ▏高鹽廢水處理工藝該如何做出最佳選擇
文章作者: 宏森環(huán)保
高鹽廢水是指總含鹽質(zhì)量分數(shù)至少1%的廢水.其主要來自化工廠及石油和天然氣的采集加工等.這種廢水含有多種物質(zhì)(包括鹽、油、有機重金屬和放射性物質(zhì))。含鹽廢水的產(chǎn)生途徑廣泛,水量也逐年增加。去除含鹽污水中的有機污染物對環(huán)境造成的影響至關(guān)重要。高鹽廢水具有鹽濃度高、滲透壓高等廢水,屬于工業(yè)廢水之中比較難降解,難處理的廢水之一。
國內(nèi)外對高鹽化工廢水處理工藝概況:
處理高鹽廢水通常是“預(yù)處理—蒸發(fā)濃縮結(jié)晶除鹽”工藝。根據(jù)具體水量、水質(zhì)、出水要求、投資、運行成本及技術(shù)觀念,不同情況下選擇不同的預(yù)處理工藝、技術(shù)設(shè)備和蒸發(fā)濃縮結(jié)晶除鹽工藝。
總結(jié)以下幾點工藝:
加藥混凝—氣浮、沉淀傳統(tǒng)預(yù)處理工藝:
當含鹽原水COD濃度在5000mg/L以下,而且對結(jié)晶鹽質(zhì)量沒有要求時,傳統(tǒng)工藝是將含鹽原水經(jīng)過“調(diào)節(jié)—加藥混凝—氣浮、沉淀”預(yù)處理后,再進入“蒸發(fā)濃縮結(jié)晶除鹽系統(tǒng)”。該方法投資少,運行成本低,但結(jié)晶鹽質(zhì)差,難銷售。
Fenton或電—Fenton催化氧化預(yù)處理工藝:
Fenton試劑含有H2O2和Fe2+,對廢水中有機污染物具有很強的氧化能力,且反應(yīng)速度快,投資低,出水經(jīng)沉淀凈化后可實現(xiàn)預(yù)處理目的。
但Fenton或電-Fenton催化氧化工藝要求特定的反應(yīng)條件:pH值2~4,而且產(chǎn)生較多含鐵污泥,出水會有顏色。當含鹽原水pH值偏低時使用較經(jīng)濟,否則“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,就要多級氧化凈化處理,F(xiàn)enton工藝就無優(yōu)勢了。
雙膜法預(yù)處理工藝:
先利用孔徑在20~2000Ao(10-6.5-10-4.5cm)的半透膜進行超濾,可截留蛋白質(zhì)、各類酶、細菌等膠體物質(zhì)和大分子物質(zhì)在濃縮液中,而水、溶劑、小分子和形成鹽的離子則可通過膜,進入透過水中。由于透過水水量減少,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)的半透膜進行反滲透,無機鹽、糖類、氨基酸、BOD、COD等被截留在濃縮液中,只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(fā)結(jié)晶除鹽。
雙膜法除鹽的優(yōu)勢在于大幅度降低了蒸發(fā)結(jié)晶除鹽的水量,從而明顯降低蒸發(fā)結(jié)晶除鹽的運行成本和投資。但要注意以下問題:
A.超濾前要調(diào)pH為中性、去硬度、去SS凈化等;
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.由于膜要經(jīng)常水洗、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.最大的問題是截留下的更高污染的濃縮液怎么辦?!如能提取有價物質(zhì)或有大量可生化廢水稀釋一起處理還好,否則,如回用會增加污染積累;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(fā)結(jié)晶除鹽了,再用膜法沒什么意義,但是要提醒的是:蒸發(fā)結(jié)晶除鹽前還是要進行有效預(yù)處理的。
臭氧/催化/混凝復(fù)合預(yù)處理工藝:
以臭氧為強氧化劑并復(fù)合催化劑和混凝劑,在特定的環(huán)境中進行充分的交聯(lián)協(xié)同反應(yīng),可使廢水中的環(huán)鏈和長鏈斷開,提高廢水的可生化性;創(chuàng)造合適的反應(yīng)條件,也可充分地氧化廢水中溶解的有機污染物,破壞廢水中的膠體、發(fā)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。
由于以臭氧為強氧化劑并復(fù)合氧化性質(zhì)的催化劑和混凝劑,所以在整個去除有機污染物的過程中產(chǎn)生的泥量很少,而且反應(yīng)環(huán)境、形式與過程都比Fenton工藝簡單的多,可多級串聯(lián)運行,確保岀水達到預(yù)期指標。
尤其是近些年臭氧發(fā)生技術(shù)設(shè)備進步很快,不但單機產(chǎn)量達到幾十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(fā)生濃度從160mg/L增加到210160mg/L,濃度衰減也從每年20~40%降低到基本不衰減,這使得臭氧這一最強氧化性得以在污水處理領(lǐng)域工業(yè)化運行使用。
含鹽廢水預(yù)處理工藝該如何選擇
A.水量較大且含鹽量低于5000mg/L的廢水可首選雙膜法,濃縮以后再除鹽;
B.含鹽原水pH值為2~4的含鹽原水可首選Fenton工藝預(yù)處理;
C.pH值5以上的高濃COD且含鹽量大于5000mg/L的含鹽廢水可選臭氧/催化/混凝復(fù)合預(yù)處理工藝。
D.含鹽原水色度高或氨氮高,則必須單獨進行脫色和脫氨處理;
E.或者幾種方法結(jié)合進行預(yù)處理。
蒸發(fā)結(jié)晶除鹽工藝:
對于含鹽溶液,由于其溶解度的不同,其從溶液中結(jié)晶析出有兩種方案,第一是對于溶解度隨溫度不大的物系,一般采用蒸發(fā)溶劑的方法,二是溶解度隨溫度變化較大的物系,一般采用冷卻溶液的方法。
含鹽廢水一般均為多種鹽的混合物,由于同離子效應(yīng)的存在,其溶解度曲線和溶液的沸點均不同于單一物系,一般其飽和溶解度要低于單一物系的飽和溶解度,沸點高于同濃度下單一物系的沸點。所以要準確掌握多組分鹽的溶解度和沸點必須通過實驗求得,這是蒸發(fā)除鹽設(shè)計的關(guān)鍵所在。
對于蒸發(fā)除鹽濃縮終點的設(shè)計,主要取決于后續(xù)分離設(shè)備的匹配,選用臥式螺旋卸料離心機,其出蒸發(fā)器溶液含固量應(yīng)為10%左右,選用雙級活塞推料料離心機,其出蒸發(fā)器溶液含固量為50%左右。蒸發(fā)結(jié)晶器的設(shè)計是蒸發(fā)除鹽裝置能否正常運行的關(guān)鍵,設(shè)計時要考慮以下因數(shù):晶核的生成、過飽和度的控制、短路溫差的消除、大顆粒鹽的即時分離、強制循環(huán)的方式和流速、氣液分離強度等。