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高鹽廢水零排放工藝的設(shè)計及應(yīng)用
高鹽廢水水質(zhì)情況
高鹽廢水指的是和常規(guī)居民用水以及地表水相比鹽度出現(xiàn)明顯過高的廢水,高鹽廢水大多是一些工業(yè)企業(yè)中排放的廢水。
在對某工業(yè)企業(yè)排放的高鹽廢水進行檢測后發(fā)現(xiàn),廢水液體中的鹽分比率達到了1%以上,除了鹽分之外,廢水中還包括了比較多的有機重金屬物質(zhì)、油類,以及一些具有很強放射性和危害性的物質(zhì)。另外,高鹽廢水中的TDS較高,成分包括了NaCl,Na2SO4,同時COD和色度都比較高,并且含有一些雜質(zhì)離子,比如,Mg2+、Ca2+和NH4+等。
高鹽廢水零排放工藝的設(shè)計
01
混鹽工藝技術(shù)
在高鹽廢水零排放工藝設(shè)計中的混鹽工藝也是一種常用的處理技術(shù)。這種工藝技術(shù)利用超濾、蒸發(fā)結(jié)晶和混鹽干燥的技術(shù)方式,將高鹽廢水進行了處理,并且得到了混鹽和冷凝水。
第一,要借助于超濾膜來對高鹽廢水進行簡單的處理。此項工藝借助于超濾膜兩側(cè)的壓力差來作為動力,利用機械篩分的原理使溶液和物質(zhì)進行分離。因為超濾膜孔徑非常小,可以將廢水中的懸浮物和一些大分子物質(zhì)清除出去。進入到超濾組件中的廢水在超濾膜兩側(cè)壓力的影響下,液體從超濾膜流出后形成超濾液體,另外一部分液體則作為濃縮液體流出去。在進行超濾處理的過程中,主要呈現(xiàn)出了一個相對穩(wěn)定和平衡的狀態(tài),這也就保障了超濾環(huán)節(jié)開展的效率和質(zhì)量。另外,在用超濾膜過濾高鹽廢水的過程中,一些分子比較大的物質(zhì)會被清除,比如,總硅、懸浮物質(zhì)等等;剩余的小分子物質(zhì)和鹽隨廢水被引入到下一個環(huán)節(jié)的蒸發(fā)結(jié)晶環(huán)節(jié)中,從而實現(xiàn)95%的回收。
第二,在蒸發(fā)結(jié)晶環(huán)境中,主要的工作任務(wù)是開展混鹽蒸發(fā)結(jié)晶處理,因為高鹽廢水中有著含量比較高的COD,超濾膜并不能將所有的有機物質(zhì)清除干凈,蒸發(fā)結(jié)晶時易形成氣泡,需添加消泡劑確保蒸發(fā)工藝繼續(xù)實施,受到有機物質(zhì)的影響提高溶液的沸點,如果抑制保持在沸騰的情況下,蒸發(fā)率會大打折扣甚至停止蒸發(fā)。所以,有機物質(zhì)會對混鹽蒸發(fā)結(jié)晶處理產(chǎn)生一些不良影響。在蒸發(fā)結(jié)晶處理后,硫酸鈉和氯化鈉等物質(zhì)將會被實施干燥處理,最后形成固態(tài)的混鹽。此時,企業(yè)就需要對這些混鹽進行包裝處理,準備二次利用。這種高鹽廢水零排放處理技術(shù)的運用,提高了高鹽廢水的利用率,同時也將其中一些有利物質(zhì)進行了處理,得到了一些廢物固態(tài)混鹽,但是,這種技術(shù)并沒有真正的實現(xiàn)零排放,需要對混鹽工藝技術(shù)進行創(chuàng)新研發(fā)。
02
分鹽工藝設(shè)計
分鹽工藝是在混鹽工藝的基礎(chǔ)上來將固態(tài)廢物混鹽進行充分分離形成單質(zhì)的結(jié)晶鹽,也就是純度達到標準的無機鹽,同時廢水達到初級再生水的水質(zhì)要求。這樣水和結(jié)晶鹽都可以得到重復(fù)利用,真正達到高鹽廢水的零排放目標。以特定煤化工高鹽廢水為例分鹽工藝設(shè)計方案,具體工藝流程為:超濾—臭氧氧化—納濾—蒸發(fā)結(jié)晶—干燥。
1.超濾膜預(yù)處理
高鹽廢水通過超濾膜后,懸浮物質(zhì)、總硅以及大分子物質(zhì)進行清除;剩余的小分子物質(zhì)和鹽隨廢水進入到蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)中。在超濾膜工藝中,進水的壓力達到1 MPa,pH值可以達到8.5~10左右,系統(tǒng)中還配備獨立的清洗系統(tǒng),清洗作業(yè)和超過濾作業(yè)可以一同進行。超濾膜后的產(chǎn)水率在95%左右,需要進一步實施臭氧催化氧化處理。
2.進行臭氧催化氧化處理環(huán)節(jié)
此環(huán)節(jié)的主要作用是去除高鹽廢水中的有機物質(zhì),避免后續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶過程中出現(xiàn)氣泡致使蒸發(fā)無法進行的問題。在利用非均相臭氧催化技術(shù)的基礎(chǔ)上分解沒有被降解的有機物質(zhì)。該系統(tǒng)除以臭氧作為氧化劑直接氧化外,主要還借助了臭氧在固態(tài)化催化劑表面會產(chǎn)生羥基自由基的方式來對有機物質(zhì)進行清除,實現(xiàn)氧化,在此過程中,氧化還原電位可以達到2.8V以上,可以實現(xiàn)很好的氧化作用,可以把廢水中的難以降解的有機物質(zhì)進行徹底性的降解。在臭氧催化氧化工藝實施的過程中,主要分為四個流程,第一為調(diào)節(jié)池工藝流程,第二為一級臭氧催化氧化工藝流程,第三為二級臭氧催化氧化工藝流程,第四為產(chǎn)水釋放池工藝流程。經(jīng)過此過程,產(chǎn)水COD濃度可降低到100 mg/L以下,COD總?cè)コ蔬_到80%左右,色度小于10倍。
3.納濾膜系統(tǒng)處理
現(xiàn)階段常用的分鹽工藝包括了熱鹽分鹽技術(shù),以及納濾分鹽技術(shù)。熱鹽分鹽技術(shù)是借助于變溫結(jié)晶的優(yōu)勢進行分鹽的;納濾分鹽技術(shù)借助的是納濾膜中選擇截留的優(yōu)勢,以及對無機鹽的分離提取來進行分鹽處理的。比如,在一些煤炭化工廢水中,陰離子通常以氯離子和硫酸根離子為主,一價陽離子則以鈉離子為主。在臭氧催化氧化工藝處理之后的產(chǎn)水進入納濾膜環(huán)節(jié),將分離后的Na2SO4和NaCl進行處理。在此過程中,發(fā)揮最為重要作用的是一種半透明的膜,這個膜可以對二價鹽進行選擇性的截留,這樣可以將二價鹽和一價鹽分離開來。同時,借助于納濾膜來把鹽分含量比較高的水分為納濾濃水和產(chǎn)水,其中產(chǎn)水以氯化鈉為主,濃水以硫酸鈉為主。
4.氯化鈉和硫酸鈉結(jié)晶處理
在進行納濾膜處理之后,下個環(huán)節(jié)為氯化鈉和硫酸鈉結(jié)晶處理,提取氯化鈉和硫酸鈉的結(jié)晶。因為產(chǎn)水的水量比較大,所以,需要進行三效蒸發(fā)的方式來將溶液蒸發(fā)掉,獲取結(jié)晶,形成氯化鈉結(jié)晶,在此環(huán)節(jié)中,母液排出進入到原水中,以此來提高氯化鈉晶體的純度;而剩余的冷凝水在離子檢測后對其進行利用。
5.結(jié)晶鹽干燥處理
在硫酸鈉和氯化鈉結(jié)晶鹽獲取后,還要對其進行干燥處理,在進入到各自干燥器之后,利用真空靶式干燥機對硫酸鈉和氯化鈉結(jié)晶進行處理,在高真空排氣處理及蒸汽夾套間接加熱物料的方式來獲取單質(zhì)結(jié)晶鹽,在此過程中,要對溫度進行控制,溫度不能過高,如果溫度過高,被氧化的物料容易產(chǎn)生粉末。結(jié)晶鹽從干燥機的上方中間加入,利用耙齒的攪拌作用,以及蒸汽間接加熱的方式來將物料中的水分進行汽化,之后由真空泵將汽化后的水分抽出,實現(xiàn)結(jié)晶鹽干燥的目的。
經(jīng)過高鹽廢水零排放工藝處理之后,結(jié)晶鹽和冷凝水的水質(zhì)要達到工業(yè)使用標準。硫酸鈉結(jié)晶鹽和氯化鈉結(jié)晶鹽中的各種物質(zhì)要符合相關(guān)指標,這樣才可以投入到工業(yè)使用中。
結(jié)語
綜上所述,高鹽廢水是工業(yè)企業(yè)排放的一種工業(yè)廢水,對自然環(huán)境會產(chǎn)生非常大的影響,因此,需要對高鹽廢水進行處理,以此來保護自然環(huán)境。高鹽廢水零排放工藝技術(shù)在很多工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。在零排放理念的應(yīng)用下,高鹽廢水零排放處理理念可以更好的實現(xiàn)結(jié)晶鹽的回收利用,其中主要是利用分鹽工藝的方式來開展。本文對高鹽廢水零排放工藝設(shè)計應(yīng)用特別是混鹽工藝技術(shù)和分鹽工藝技術(shù)的實施流程等進行了分析探討,以此來實現(xiàn)高鹽廢水的零排放處理。
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