納濾對(duì)煤化工高鹽廢水中有機(jī)物的去除研究

納濾對(duì)煤化工高鹽廢水中有機(jī)物的去除研究

隨著國(guó)家環(huán)保政策的日益嚴(yán)格，將廢水鹽排入廢水的趨勢(shì)越來(lái)越明顯。如2015年12月環(huán)保部發(fā)布《現(xiàn)代煤化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境準(zhǔn)入條件(試行)》,規(guī)定在缺乏納污水體、水環(huán)境容量嚴(yán)重不足的區(qū)域建設(shè)現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目,必須做到廢水“近零排放”本研究以陜西榆林某煤化工廢水處理裝置的反滲透濃水為對(duì)象,設(shè)計(jì)規(guī)模為中試。模擬實(shí)際項(xiàng)目運(yùn)行工況,連續(xù)運(yùn)行90d。采用納濾膜分離技術(shù),考察納濾膜對(duì)有機(jī)物的截留效果,通過(guò)調(diào)整納濾膜系統(tǒng)的運(yùn)行條件和實(shí)驗(yàn)參數(shù),根據(jù)不同條件下納濾膜對(duì)有機(jī)物的去除率,分析納濾膜對(duì)有機(jī)物的截留特性;通過(guò)對(duì)比分析不同型號(hào)的納濾膜對(duì)有機(jī)物的截留效果,為實(shí)際工程項(xiàng)目納濾膜的選擇及工藝參數(shù)優(yōu)化提供依據(jù)。1實(shí)驗(yàn)部分1.1廢水和測(cè)試實(shí)驗(yàn)用煤化工廢水處理裝置的反滲透濃水,處理水量1mCOD測(cè)試方法按GB11914-89進(jìn)行1.2納濾膜實(shí)驗(yàn)用納濾膜參數(shù)見(jiàn)表1。1.3實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)流程見(jiàn)圖1。采用2只8英寸納濾膜,2段布置方式,進(jìn)水壓力在1.8~2.2MPa,膜通量在6~10L/(m2結(jié)果與討論2.1反滲透膜處理對(duì)有機(jī)物的去除的影響裝置調(diào)試完成后,連續(xù)運(yùn)行90d,進(jìn)水平均電導(dǎo)率62.7mS/cm、pH為10.16。使用1由圖2可知,進(jìn)水COD在170~240mg/L,濃水側(cè)COD為250~350mg/L,產(chǎn)水COD穩(wěn)定在78~110mg/L,COD平均去除率為53.4%。盡管進(jìn)水COD存在波動(dòng),但出水COD相對(duì)平緩,這說(shuō)明納濾工藝對(duì)有機(jī)物的去除有一定的穩(wěn)定性。分析原因可能是煤化工廢水經(jīng)過(guò)前端生化和過(guò)濾截留作用,反滲透濃水中主要是殘留的大分子難降解有機(jī)物,這些有機(jī)物可以被納濾膜截留下來(lái)得以去除,所以納濾系統(tǒng)表現(xiàn)出對(duì)COD有較高的去除率。2.2壓力對(duì)cod的去除效果采用1由圖3可知,在進(jìn)水COD在170~250mg/L條件下,產(chǎn)水側(cè)COD平均分別為80、78、75、55mg/L,COD平均去除率分別為54.0%、56.8%、57.0%、59.9%。納濾對(duì)COD的去除率隨運(yùn)行壓力的增大而升高,運(yùn)行通量隨運(yùn)行壓力的增大而升高。納濾過(guò)程為壓力驅(qū)動(dòng)過(guò)程,隨著壓力的增加,單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)膜的溶劑體積逐漸增加,而單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)溶質(zhì)的量卻沒(méi)有變化,所以其截留率出現(xiàn)相應(yīng)的增加2.3回收率對(duì)截留cod的影響采用1#膜,進(jìn)水平均電導(dǎo)率62.7mS/cm、pH為10.16,COD為170~250mg/L。結(jié)合實(shí)際工程納濾的回收率,考慮進(jìn)水平均電導(dǎo)率較高,故將納濾系統(tǒng)的回收率分別控制在40%、45%、50%、55%和60%這5種條件下,結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖4可知,隨著回收率的升高,納濾膜對(duì)COD的截留率逐漸升高,但升高幅度較小;同時(shí)隨著回收率的升高,滲透通量逐漸升高,這與運(yùn)行壓力的影響是一致的?？紤]納濾膜對(duì)COD截留率上升的比較緩慢,主要原因是反滲透濃水含鹽量較高,溶液逐漸被濃縮,膜表面濃差極化現(xiàn)象比較嚴(yán)重,部分溶質(zhì)透過(guò),滲透液中的的溶質(zhì)含量隨著回收率的上升而逐漸增大2.4cod的去除采用1由圖5可知,進(jìn)水COD在150~250mg/L,產(chǎn)水側(cè)COD為40~100mg/L,濃水側(cè)COD為230~350mg/L。COD的去除率隨電導(dǎo)率的升高逐漸降低,并逐漸趨于平緩穩(wěn)定。分析原因是隨著鹽含量的增加,在相同壓力下,納濾膜分離有機(jī)物時(shí)的滲透通量下降比較明顯,且在高含量鹽存在的條件下,其通量隨著鹽含量的上升的趨勢(shì)逐漸下降。同時(shí)由于膜表面存在鹽析現(xiàn)象,使鹽溶液透過(guò)的同時(shí)附帶少量有機(jī)物溶質(zhì),導(dǎo)致通量和截留率均有所下降。因此,納濾對(duì)有機(jī)物的截留率在鹽含量較高的條件下,隨著著鹽含量的增加其截留率下降。2.5機(jī)物去除率與所需線(xiàn)性采用1由圖6可知,隨著pH的升高,有機(jī)物去除率雖然存在波動(dòng),但無(wú)線(xiàn)性相關(guān)趨勢(shì)?？赡茉蚴?納濾膜對(duì)有機(jī)物的截留率,一是與膜切割分子量(MWCO)相關(guān)2.6不同納濾膜對(duì)有機(jī)物截留效果的影響在相同pH(9.5)、壓力(2.1MPa)和進(jìn)水電導(dǎo)率(60mS/cm)條件下,測(cè)試1由表2可知,不同的納濾膜對(duì)有機(jī)物截留效果的表現(xiàn)存在一定差異。表明不同的納濾膜制備工藝和材料不同,有機(jī)物的截留性能差異較大。3驅(qū)動(dòng)過(guò)程及ph對(duì)截留cod的影響針對(duì)榆林某煤化工項(xiàng)目的反滲透濃水,采用納濾膜技術(shù)去除廢水中的COD,通過(guò)實(shí)際中試,主要得到以下結(jié)論:1)在實(shí)際進(jìn)水COD在170~250mg/L時(shí),12)納濾過(guò)程為壓力驅(qū)動(dòng)過(guò)程,當(dāng)改變納濾系統(tǒng)的運(yùn)行壓力時(shí),納濾對(duì)COD的去除率隨運(yùn)行壓力的增大逐漸升高;當(dāng)提高系統(tǒng)運(yùn)行的回收率時(shí),納濾膜對(duì)COD的截留率逐漸升高,但升高幅度較小;當(dāng)進(jìn)水實(shí)際鹽含量升高時(shí),由于膜表面存在鹽析現(xiàn)象,使溶液透過(guò)的同時(shí)附帶少量有機(jī)物溶質(zhì),導(dǎo)致納濾膜對(duì)有機(jī)物的截留率呈現(xiàn)下降的趨勢(shì);pH對(duì)納濾膜截留有機(jī)物的影響較