化工尾水處理集成工藝的可行性分析

化工尾水處理集成工藝的可行性分析

化工廢水的組成復(fù)雜，具有低毒和高鹽量。本研究以膜+冷凍結(jié)晶等集成技術(shù)處理山東某化工園區(qū)化工尾水，探究該技術(shù)處理化工尾水、回收硫酸鈉以及產(chǎn)生酸堿的可行性。1試驗(yàn)部分1.1廢水cod及鹽質(zhì)試驗(yàn)用高鹽廢水取自化工園區(qū)化工尾水，廢水COD含量小于60mg/L，鹽含量小于15000mg/L，硬度小于1200mg/L，F(xiàn)e1.2樹脂結(jié)晶除硬化工尾水經(jīng)化學(xué)除硬后，多介質(zhì)、超濾系統(tǒng)去除其中的懸浮物，得到超濾清液，超濾產(chǎn)水通過一段反滲透濃縮后進(jìn)行樹脂除硬。樹脂產(chǎn)水經(jīng)納濾濃縮，納濾濃縮液冷凍結(jié)晶制備硫酸鈉，冷凍結(jié)晶母液蒸發(fā)制備雜鹽，納濾產(chǎn)水由二段反滲透、電滲析進(jìn)一步濃縮。二段反滲透產(chǎn)水和一段反滲透產(chǎn)水混合，然后作為循環(huán)水回用，電滲析的淡水返回一段反滲透，電滲析濃縮液通過雙極膜制備酸堿。中試工藝流程如圖1所示。1.3反滲透膜濃縮結(jié)晶中試試驗(yàn)設(shè)備包括化學(xué)除硬裝置、多介質(zhì)、超濾、一段反滲透、納濾、二段反滲透、電滲析、雙極膜和冷凍結(jié)晶裝置?；瘜W(xué)除硬停留時(shí)間為30min；多介質(zhì)裝置處理量為1.5～2.0m2結(jié)果與討論2.1治療效果分析2.1.1續(xù)工段運(yùn)行造成的硬度去除效果化工尾水經(jīng)化學(xué)除硬、多介質(zhì)、超濾處理后，廢水的硬度大幅度降低，可有效防止硫酸鈣、氫氧化鎂結(jié)垢對(duì)后續(xù)工段的運(yùn)行造成影響。中試90d對(duì)硬度的去除效果如圖2所示。由圖2可知，進(jìn)水硬度在900～1000mg/L波動(dòng)，預(yù)處理后硬度保持在85～100mg/L，平均去除率為90.6%。中試期間，預(yù)處理進(jìn)出水硬度相對(duì)穩(wěn)定，系統(tǒng)通過預(yù)處理，有效地降低了廢水的硬度，膜濃縮過程中結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)得到有效控制。2.1.2超濾單元的運(yùn)行狀態(tài)分析在產(chǎn)水通量恒定的條件下，跨膜壓差(TMP)的升高能夠有效反映膜系統(tǒng)污染情況。在產(chǎn)水通量35L/(m在恒定通量35L/(m2.2水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果中試期間重點(diǎn)考察兩段反滲透單元的脫鹽率和濃水鹽含量，中試90d內(nèi)兩段反滲透濃水電導(dǎo)率和產(chǎn)水電導(dǎo)率如圖4所示。由圖4可知，一段反滲透濃水電導(dǎo)率在35000～39000μS/cm波動(dòng)，產(chǎn)水電導(dǎo)率在230～360μS/cm波動(dòng)，一段反滲透的脫鹽率達(dá)到99.3%。二段反滲透濃水電導(dǎo)率在52000～55000μS/cm波動(dòng)，產(chǎn)水電導(dǎo)率在420～500μS/cm波動(dòng)，二段反滲透的脫鹽率達(dá)到99.1%，均滿足脫鹽率不低于97%的設(shè)計(jì)要求。將兩段反滲透產(chǎn)水混合后回用，水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果如表1所示。回用水COD、pH、鹽含量、硬度和Fe2.3納濾單元處理經(jīng)化學(xué)除硬的低硬度廢水經(jīng)過一段反滲透濃縮后，其仍然可能造成后續(xù)系統(tǒng)結(jié)垢。因此，一段反滲透濃水利用樹脂除硬，保證廢水硬度不超過10mg/L。由于廢水含有大量硫酸鈉和氯化鈉，為了實(shí)現(xiàn)廢水資源化利用，系統(tǒng)采用納濾單元進(jìn)行分質(zhì)處理。納濾濃縮5倍，濃縮液制備高品質(zhì)的硫酸鈉，產(chǎn)水進(jìn)一步濃縮處理。納濾單元重點(diǎn)考察納濾膜對(duì)硫酸根、氯離子的截留效果。中試期間每天取1次納濾進(jìn)水、產(chǎn)水和濃縮液檢測(cè)Cl由圖5可知，在90d內(nèi)，納濾單元對(duì)SO2.4冷凍結(jié)晶納濾濃縮液在-3℃下進(jìn)行冷凍結(jié)晶處理，獲得NaSO2.5電滲析濃縮試驗(yàn)二段反滲透濃縮后得到的廢水鹽含量約為4%，廢水經(jīng)電滲析濃縮，將鹽含量提高，使其保持在10%～12%。電滲析采用恒流模式，電流小于10A。電滲析濃縮液經(jīng)雙極膜制備酸堿，雙極膜的操作電壓不超過30V，電流小于4.4A。經(jīng)過多次試驗(yàn)，雙極膜制備的酸濃度