高盐废水处理技术现状及研究进展

高盐废水处理技术现状及研究进展
摘要:随着我国工业的发展,生产产生的废水量也大幅上升,如处理不当,必会对环境产生重大破坏。含高盐工业废水,是污水处理行业面临的处理难题,因此,如何开发经济有效的高盐废水脱盐处理工艺技术,促进高盐废水的资源化利用,也是解决水资源循环利用的瓶颈问题。基于此,本篇论文就主要对高盐废水处理技术现状及研究进展进行了研究和分析。本文介绍了含盐化工废水的来源、特征及常见处理方法,并总结了各处理方法的不足,最后对含盐化工废水脱盐处理技术进行了展望。
关键词:高盐废水;工业废水;水处理技术
1. 前言
检测卡通常,对于废水生化处理而言,高盐废水是指含有机物和至少总溶解固体(TDS)的质量分数大于3.5%的废水。因为在这类废水中,除了含有有机污染物,还含有大量可溶性的无机盐,如 Cl−、Na+、SO42−、Ca2+ 等。所以,这类废水一般是生化处理的极限。化工废水来源广泛,化工生产在制造化学药剂(如杀虫剂)时使用大量的无机盐应用于工序中;染料在
精炼、漂白的工序中需要投加氢氧化钠、次氯酸及其他的碱性物质,从而产生大量的盐分[1];在工业上,海水可以广泛的用作锅炉冷却水应用到热电、核电、石化、冶金、钢铁等行业;对于制碱、橡胶以及海产品等加工行业,海水还可以作为工业的生产用水。当含盐废水渗流入土壤系统中时,其中的高盐份会使土壤生物、植物因脱水而死亡,造成了土壤生态系统的瓦解,且废水中含有的高浓盐分若未经处理直接排放,将给水体环境带来更大的压力。随着技术的发展、社会的需求和环境压力的增大,水资源匮乏已经越来越成为社会发展的制约,因此废水回用技术的研究也得到了重视。因此,对含盐化工废水脱盐处理技术的研究迫在眉睫,探索行之有效的高盐度化工废水脱盐处理技术已经成为目前废水处理的热点之一。
2. 常见含盐化工废水脱盐处理技术
2.1 电流器化学沉淀法
化学沉淀法就是在废水中投加化学剂,使水中需要去除的溶解物质转化为难溶物质而析出的水处理方法,常用的化学沉淀方法分为氢氧化物沉淀法,硫化物沉淀法,碳酸盐沉淀法,卤化物沉淀法和氧化还原沉淀法等。化学沉淀法主要针对废水中的阴、阳离子。在化
工废水脱盐处理中,化学沉淀法不但可以除去钙、镁、铁、锰、锌、氯、硫酸根离子和碳酸根离子等之外,还可以用来回收各种稀有金属,例如铬、镉、镍、银、汞等。
化学沉淀法的脱盐效果较好,特别适宜于水量不大、成分简单的金属回收项目,但是沉淀一般需要在适宜的pH或温度条件下进行,对于成分复杂且水量巨大的化工废水来说,脱盐成本太高,不宜于工业化。
2.2 焚烧法
如前所述,对于高COD、高盐废水,可采用直接焚烧的方法进行处理。焚烧法处理高盐废水始于20世纪50年代,是将高盐废水呈雾状喷入高温燃烧炉中,使水雾完全汽化,让废水中的有机物在炉内氧化分解成为二氧化碳、水及少许无机物灰分[2]。一般认为,COD≥100000mg/L、热值≥2500kcal/kg的有机高盐废水或有机成分质量分数高于10%的有机高盐废水采用焚烧法处理较其他方法更加经济、合理。对于COD为10000~100000mg/L、热值250~2500kcal/kg的有机高盐废水,在燃烧时需要补充辅助燃料。在高盐有机废水焚烧前,应当过滤废水中的悬浮物,或者采用加热等方法降低废水黏度,以防止堵塞喷嘴并提高废液雾化效率。对于不同类型的工业高盐废水,有时还要进行酸碱中和
处理,以防止酸腐蚀设备、过碱出现污垢。在焚烧阶段,焚烧温度需要根据高盐废水物性确定,还需控制焚烧时间、通气量等因素,以达到较好的焚烧效果。最后,在烟气处理阶段,由于废液中常含有N、S、Cl等元素,通常焚烧会产生含NOx、SOx和HCl的污染性气体。因此,对产生的烟气需进行净化处理,达标后才可排放。
2.3蒸发浓缩-冷却结晶工艺技术
蒸发浓缩-冷却结晶工艺技术是通过蒸发,使高盐废水浓缩,最后对浓缩液进行冷却,从而使高盐废水中可溶性盐类物质结晶分离出来的工艺技术。该工艺能使部分盐类物质分离出来,得到结晶盐类化合物,而结晶母液则需要返回至前面蒸发工段进行再循环蒸发浓缩处理,其工艺流程如图1。
图1蒸发浓缩-冷却结晶工艺流程示意图
该工艺技术适用于高盐废水中COD相对较低、所含盐类的溶解度相对温度变化敏感的高盐废水,通过控制结晶温度,可能得到比较纯净的结晶盐。其缺点也是显而易见的,当废水中盐类相对的温度变化不敏感时,例如,废水中所含主要盐类为氯化物时,采用冷却结晶方式进行盐的分离,效率很低。此外,在冷却结晶工艺中,会有大量冷却母液需要返回到前段工艺流程再次加热蒸发、浓缩处理。这样,会导致整个工艺流程长、能耗高,处理效率较低。所以,迫切需要开发一种能高效分离高盐废水中盐类物质的工艺方法
2.4组合方法
EDI(电去离子)技术是将电渗析和离子交换相结合的一种新型膜法分离技术,它综合了电渗析连续脱盐和离子交换树脂深度净化的优点。EDI装置的构造类似电渗析,不同的是在淡水室中充填有阴、阳离子交换树脂。EDI装置中离子交换树脂采用直流电进行连续再生,不但可以实现连续深度脱盐,还可以实现清洁生产的目的,产水水质稳定、制水成本低、占地面积小、日常管理方便可靠[3],因此在工业上应用广泛。
石柏洲、张玉轩等采用反渗透+阳床+阴床的联合除盐组合模式应用于化工废水中水回用,反渗透作为离子交换的预脱盐系统,可以出去原水中95%的盐分和绝大部分的其他杂质。矩阵切换
反渗透产水的盐分经过后继的离子交换系统除去。该系统大大减轻了离子交换的负荷,降低了酸碱消耗,产水完全满足锅炉给水的要求[4]。
以上可以看出,由于单一脱盐方法尚存在种种局限,因此综合运用多学科知识,采用综合方法对含盐化工废水进行脱盐处理,才能取长补短,不断优化废水处理工艺。
3.新技术展望
目前大规模使用的废水脱盐方法中能量的主要来源是电能,而这部分能量主要来自不可再生的化石燃料,且会排放出大量的温室气体。因此,废水脱盐淡化装置容量的不断增加在缓解水资源紧张的同时,也给能源和环境带来了新的压力,因此,开发替代型能源迫在眉睫。从世界能源利用的趋势来看,工业中传统化石燃料的替代型能源主要包括核能、太阳能、地热能等。其中太阳能最具有开发潜力,并且太阳能取之不尽、用之不竭,是世界上最洁净、最安全、储备量最丰富的能源。压铆螺钉
目前,国内外利用太阳能实现工业化的大多是应用于海水淡化脱盐,且太能能蒸馏技术、太阳能反渗透技术等的结合已经得到了广泛应用。因此,太阳能替代传统能源与现有化工
废水脱盐淡化技术结合实现水资源回用也必将成为未来缓解化工行业水资源紧张的主力技术之一。
4.结论
含盐化工废水脱盐处理方法主要有化学沉淀法、离子交换法和薄膜法等,单一脱盐方法存在种种缺陷,因此综合方法对化工废水进行脱盐处理越来越受到重视。目前,工业能源主要来自不可再生的化石燃料,开发太阳能作为替代能源用于缓解能源的紧张和来自环境的压力将成为必然趋势。
参考文献
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负压脉动式清肺仪[3] 张勇,谭克非.电去离子(EDI)膜法制春水的应用分析[J].装备应用与研究,2O11,12(26):52—53.
[4] 石柏洲,张玉轩,赵志超,等.反渗透+离子交换工艺在中水回用项目中的应用实践[J].中氮肥,2O11,3:8-10.电瓶修复器

本文发布于:2024-09-20 12:23:29,感谢您对本站的认可!

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