高鹽污水怎么處理零排放
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1、高鹽工業(yè)廢水的來源及現(xiàn)狀
高鹽工業(yè)廢水中含有的鹽類主要有氯、SO42、鈉、鈣、鉀等。不同行業(yè)的工業(yè)廢水中所含無機鹽離子有很大不同。含鹽量一般以氯化鈉計算，總含鹽量至少為1的工業(yè)廢水主要來自三個來源:
(1)在沿海缺水地區(qū)，海水淡化產生大量濃縮廢水；
(2)工業(yè)生產中直接排放的高鹽廢水；(3)工業(yè)生產過程中廢水循環(huán)利用產生的鹽水。我***高鹽廢水產量占廢水總量的0.05，仍以每年0.02的速度增長。如果高鹽廢水未經有效處理直接排放，將造成嚴重的環(huán)境污染。
2、高鹽工業(yè)廢水濃縮工藝
高鹽工業(yè)廢水零排放的投資和運行成本相對較高，決定成本的關鍵因素是蒸發(fā)結晶系統(tǒng)的廢水處理能力。如果廢水在進入蒸發(fā)結晶前能夠高度濃縮，高鹽工業(yè)廢水的零排放成本將大大降低。高鹽廢水濃縮技術有多種。根據(jù)處理對象和應用范圍的不同，高鹽廢水濃縮技術主要分為熱濃縮技術和膜濃縮技術。這兩種技術之間的關系并不對立。在實際工程中，兩種濃縮技術往往相互耦合、相互配合，實現(xiàn)高鹽廢水的零排放。
熱濃縮技術
熱濃縮是通過加熱進行的，主要包括多級閃蒸(MSF)、多效蒸發(fā)(MED)和MVR蒸發(fā)器(MVR)技術。熱濃縮主要適用于處理高甲苯二異氰酸酯和高化學需氧量的廢水，這類廢水的化學需氧量通常高達每升數(shù)萬至數(shù)十萬毫克。
MSF技術始于20***紀50年代，是早應用的蒸餾技術。被加熱到一定溫度的高鹽度廢水在一系列壓力逐漸降低的容器中依次進行閃蒸，然后蒸汽冷凝得到淡水。MSF技術初應用于海水淡化領域。由于其工藝成熟、運行可靠，已被開發(fā)應用于各種工業(yè)廢水的處理和回用。然而，硫酸鹽結垢限制了MSF的一效應蒸汽溫度，從而影響運行成本。同時，MSF技術也存在產品水易污染和設備投資大的缺點。
哈桑提出了納濾膜反滲透膜分離系統(tǒng)。納濾膜用于去除廢水中的結垢離子，使MSF系統(tǒng)獲得較高的一效應溫度。它不僅提高了碧泉的生產率，而且延長了無***界醫(yī)生組織系統(tǒng)的使用壽命。在此基礎上，馬卜魯克等人開發(fā)了曝氣和鹽水混合裝置。中試結果表明，該裝置一效溫度可提高至100~130℃，造水比達到原MSF系統(tǒng)的兩倍，產水量提高19倍，成本降低0.14。地中海技術以單效蒸發(fā)為基礎，利用前者產生的二次蒸汽作為后者的加熱蒸汽。同時，后一種效應的操作壓力和溶液的沸點也相應降低。后一種效果的加熱室變成前一種效果的冷凝器，并且多個蒸發(fā)器串聯(lián)連接以一起操作以形成多效果蒸發(fā)過程。
地中海具有以下優(yōu)點:分離晶體方便，能完全分離廢水中的非揮發(fā)性溶質和溶劑；殘留濃縮液少，熱解后易于處理；應用靈活，可根據(jù)實際情況處理高濃度廢水和低濃度廢水，可單獨使用或與其他方法聯(lián)用。然而，地中海效應的數(shù)量必然增加，設備投資也相應增加。同時，各種效應的傳熱溫差損失增加，設備生產強度降低。
膜濃縮技術
膜濃縮是由壓差、濃度極差和電勢差驅動的分離技術，是通過溶質、溶劑和膜之間的尺寸排斥、電荷排斥和物理化學作用來實現(xiàn)的。近年來，由于膜濃縮技術運行和投資成本低，基于膜脫鹽過程的膜濃縮技術的應用已經超過了基于熱過程的熱濃縮技術。根據(jù)膜孔徑和操作條件的不同，膜濃縮的適用范圍也有很大的不同。接下來介紹了分離和濃縮二價離子的納濾技術、處理含高礦化度和化學需氧量的高鹽廢水的反滲透技術、直流電場脫鹽的電滲析技術、深處理超高礦化度和化學需氧量高鹽廢水的膜蒸餾技術和正滲透技術。
(1) NF技術
納濾膜是一種有效的壓力驅動膜，具有孔徑和反滲透與超濾之間的截止能力。與反滲透技術相比，納濾膜技術主要基于電荷效應和篩分效應，對易結垢的二價離子具有較低的操作壓力、較高的通量、較低的投資和較高的截留率。納濾技術已經開發(fā)并應用于消除結垢離子和低分子量有機物，以及從海水中分離氯化鈉。陳霞等人采用納濾技術對反滲透系統(tǒng)的進水進行預處理。SO42、Ca2和Mg2的截留率為92，大大降低了污垢離子對反滲透的污染。同時，減少了后續(xù)結晶過程的結垢問題。NF對有機物、甲苯二異氰酸酯、色度等也有很強的去除效果。在水里。帶有聚酰胺分離層的不對稱納濾膜對一價和二價離子都有很高的截留率?；诖?，吳東發(fā)明了兩級納濾膜海水淡化系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的單級反滲透系統(tǒng)相比，節(jié)約了20個成本。該系統(tǒng)已成功應用于美***長灘的一家工廠，日產量為1,135 m3。
(2) RO技術
反滲透技術是20***紀末發(fā)展起來的膜水處理技術。它是由海水和苦咸水淡化的研究發(fā)展而來的。它利用膜的選擇透性分離不同的物質，從而達到除鹽水的效果。經過多年的發(fā)展，反滲透技術已經生產出各種形式的抗污染膜，以適應不同的處理要求和高污染、高鹽度的廢水。其中，突出的代表是高效反滲透(HERO)和盤管式膜技術(DTRO)，常用于高鹽度廢水的零排放。
HERO技術。HERO技術是在傳統(tǒng)反滲透基礎上發(fā)展起來的一項新技術。HERO技術的核心原理是利用離子交換去除水中的硬度，將水中的碳酸鹽轉化為二氧化碳去除，然后利用反滲透去除鹽分。HERO的技術特點是預處理后反滲透在高酸堿度下運行，以去除所有硬度和一些堿度。比較了HERO和常規(guī)反滲透的特點。
DTRO科技。DTRO技術是反滲透的一種形式。它的結構形式與傳統(tǒng)的輥式膜和中空纖維膜有很大不同。DTRO采用開放的流道，導流盤之間的距離非常近，盤表面有一定排列方式的凸起。特殊的機械設計使流入的水在壓力下流過濾膜表面，遇到凸起形成湍流，從而提高了透過率和自清潔功能，有效避免了膜堵塞和濃差極化，降低了膜污染的可能性，延長了膜組件的使用壽命。
(3) ED技術
電滲析是一種電化學分離過程，利用電流選擇性地通過膜除去鹽離子，留下碧泉。與反滲透不同，電滲析技術有兩個關鍵條件:DC電場和離子交換膜。傳統(tǒng)的電滲析膜組件包括陰離子交換膜和陽離子交換膜膜，陰離子交換膜和膜分別交替布置在陰極和陽極之間。在電場的作用下，濃室溶液中的離子不斷濃縮，而稀室溶液中的離子不斷脫鹽，從而達到分離純化的目的。電滲析的能耗大部分來自電能，能耗低，預處理要求低，設備簡單，在處理含鹽廢水方面具有獨特優(yōu)勢。因此ED技術廣泛應用在化工、冶金、造紙、紡織、輕工、制藥等高鹽工業(yè)廢水的處理。根據(jù)進水不同，廢水回收率可達到0.7~0.9。ED技術還常用來回收廢水中的有效資源，J. Liu等提出并研究了一種新型納濾-電滲析(NF-ED)集成膜技術來分離海水中的一價、二價離子，從而回收和濃縮NaCl，結果顯示Ca2+、Mg2+的截留率分別為0.4、0.87，NaCl的回收率約為0.7。ED技術常用于脫硫廢水零排放濃縮工藝中，與其他脫硫廢水處理工藝的對比
(4)MD技術
分子蒸餾技術是一種基于膜的分離方法，它將傳統(tǒng)蒸餾與膜分離相結合。疏水性微孔膜用于從進料流中分離氣相。在熱驅動的作用下，進料側的蒸汽壓高于滲透側的水位蒸汽壓。在這一過程中，蒸汽分子被輸送通過膜并冷凝得到純水，從而實現(xiàn)水和非揮發(fā)性物質的分離。與膜分離和傳統(tǒng)膜蒸餾設備相比，分子蒸餾技術消耗的能量僅為傳統(tǒng)蒸餾的50倍，低于反滲透工藝，設備不會出現(xiàn)腐蝕問題。液體中非揮發(fā)性物質的保留率可達1,同時，分子動力學能夠適應超高濃度的高鹽廢水。張鳳軍等人采用中空纖維膜蒸餾技術處理質量濃度為5000毫克/升的苯酚廢水，苯酚去除率超過95，苯酚降至50毫克/L2以下..孫相成等人。MD法濃縮反滲透水，鹽的截留率大于0.99工業(yè)上常用的膜蒸餾-結晶混合脫鹽技術用于回收氯化鈉晶體和凈化鹽水。陳明泰等人。采用膜蒸餾技術和結晶技術處理反滲透濃縮液，得到0.95的水回收率。
(5) FO技術
FO技術是生產清潔水的新興技術之一。膜之間的滲透壓差被用作驅動力。在該方法中，高濃度汲取溶液用于在膜上產生滲透壓差，低濃度進料流被輸送到高濃度汲取溶液。該工藝已廣泛應用于廢水處理、鹽水淡化、清潔能源生產和食品加工。根據(jù)漢考克等人的生命周期研究評估，將FO工藝與傳統(tǒng)海水淡化相結合可以減少25個以上的環(huán)境影響。由于沒有外部壓力，這種方法的主要優(yōu)點是能耗低。與反滲透相比，反滲透技術還具有回收率高、污染小的特點。另外，F(xiàn)O技術適用于超高濃度廢水的處理。美***歐舒適公司曾使用正滲透技術處理甲苯二異氰酸酯超過50000毫克/升的高濃度鹽水。采用FO技術處理反滲透濃縮液，可獲得0.96的收率。同時，還發(fā)現(xiàn)FO膜污染是可逆的，可以通過滲透水力反沖洗去除。
隨著中***對環(huán)境問題的日益重視，高鹽工業(yè)廢水零排放是大勢所趨。隨著廢水處理研究的深入，不同水質的處理技術日益增多。每個過程都沒有的優(yōu)勢和劣勢。對于高鹽廢水的零排放，應根據(jù)實際情況選擇和耦合不同的工藝，以達到處理效果，限度地回收廢水。同時，結晶廢渣對環(huán)境造成的潛在威脅不容忽視。如何合理有效地回收結晶廢渣是未來的研究方向。
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