膜集成技术在高盐废水资源化中的应用

膜集成技术在高盐废水资源化中的应用
改性材料大量的高盐分工业废水直接排放,给地表水、地下水以及土壤带来严峻的污染,危害生态环境。水资源短缺又是制约我国经济和社会长期稳定进展的重要因素,所以推广废水循环利用,努力实现废水少排放或零排放,已成为各行业的进展趋势和国家环境爱护进展规划的明确要求。膜技术是一种高效、低能耗、易操作的液体分别技术,同传统的水处理方法相比具有处理效果好,可实现废水的循环利用及回收有用成分等优点,是废水资源化的有效技术。
山东某石化集团是一家集炼油、精细化工、物流、运输和热力供应等于一体的大型企业,生产过程中产生了大量的废水。企业已经建设了双膜法中水回用系统,实现了60%以上的生产废水的回用,但所产浓水盐分较高,需外排。
本工程新建处理量200m3/h含盐污水零排放资源化项目,采纳多种膜的高效集成工艺技术,对高盐废水进行资源化处理,所产淡水达到企业用水要求回用、结晶氯化钠和硫酸钠均满意工业用盐标准,以实现废水零排放、盐的资源化和产水回用的目的。复合纸
编织管1、项目概况
1.1 废水来源及参数
废水来自中水回用系统的反渗透浓水、循环冷却水系统排污水以及部分生产污水,处理水量为200m3/h。混合高盐废水设计进水状况如表1所示。
ext前端框架
1.2 回用水水质要求
经膜浓缩及蒸发结晶后产水回收用于放开式循环冷却水系统补充水,水质要求:pH为7~8,COD≤30mg/L,NH4+-N、TDS质量浓度分别≤1、≤500mg/L。
1.3 结晶盐品质要求
经膜分别、盐浓缩及结晶后得到产品氯化钠和硫酸钠结晶盐,其中氯化钠执行GB/T5462-2022中的日晒工业盐二级标准;硫酸钠执行GB/T6009-2022中III类合格品标准要求。
2、处理工艺
高盐废水零排放资源化系统工艺包含3大部分:膜前预处理、膜分盐及浓缩和分质结晶出盐。废水经过多级高效预处理后,达到膜系统的进水要求;进膜浓缩系统对废水进行反渗透(RO)浓缩,产出淡水回用,反渗透产浓水进纳滤(NF)分盐,分成分别以氯化钠为主和以硫酸钠为主的2路水;再分别进行氯化钠电驱动(ED)膜浓缩后分质结晶产氯化钠和硫酸钠海水反渗透膜浓缩后冷冻结晶产硫酸钠,在浓缩过程中产生的反渗透产水均回用。工艺流程见图1。
油炸锅
2.1 预处理
预处理主要是去除废水中的浊度、悬浮颗粒、COD和硬度等,为后续膜处理系统作保障。预处理包括臭氧氧化、机械搅拌澄清、机械过滤、超滤、钠床+弱酸床树脂软化和脱气塔等。
2.2 浓缩分盐
浓缩分盐是含盐污水零排放资源化系统的核心部分。反渗透膜预浓缩处理可以实现含盐污水的初步浓缩和产水达标回用,经过浓缩后盐的质量分数达2%左右,再利用具有离子选择性能的分盐纳滤膜进行分盐处理,纳滤产水以氯化钠为主,含有极少量的硫酸根;纳滤浓水则以硫酸钠为主,且同时含有肯定量的氯化钠,实现含盐污水中一二价盐的初步分别,为后面工艺猎取高品质单一结晶盐打下基础。
2.3 再浓缩结晶出盐
氯化钠浓缩液选用均相电驱动膜和反渗透组合技术浓缩至盐的质量分数12%~15%,再去机械式蒸汽再压缩蒸发器(MVR)装置系统进行分质结晶,产出氯化钠;硫酸钠浓缩液采纳海水反渗透(SWRO)技术浓缩至盐的质量分数10%~12%,再去冷冻结晶装置,产出十水硫
酸钠结晶盐。通过膜组合工艺对浓缩液进一步浓缩,可大幅降低去分质结晶系统的处理水量,从而大幅降低结晶系统能耗,节约设备投资和运行成本,同时在浓缩过程中产生的淡水和蒸发结晶过程的冷
凝液均回收利用。
3、主要工艺单元设备说明
3.1 预处理单元
1)机械搅拌澄清池。
采纳常规的泥渣循环型机械搅拌澄清池,利用机械搅拌设备的动力提升作用来实现泥渣的回流和接触反应。经过加药混合反应后的高盐废水先进入第1絮凝室,与数倍于废水量的循环泥渣在搅拌叶片的带动下进行初步的接触反应。而后由叶轮提升至第2絮凝室连续反应,形成较大的絮体后,再于分别室中进行固液分别。这种水池适用于加药软化的澄清。废水进入机械搅拌澄清池前,投加氢氧化钠、碳酸钠、絮凝剂、助凝剂,降低废水总硬度和总碱度,经充分反应沉淀,悬浮固体从水中分别,完成澄清的作用。经过机械搅拌澄清池处理后,出水总硬度可以降到50mg/L(以CaCO3计)以内,削减了后续树脂软化系统的负荷,延长再生周期。
2)超滤装置。
超滤膜为专用于高污染环境下使用的抗污染型SFP-2880XP,孔径30nm,具有高强度、耐压、耐酸碱、耐清洗、抗污染和使用寿命长等特点,能持续保障产水水质,对水中胶体、悬浮物、度、浊度
、细菌病毒、大分子有机物均具备良好的截留性能,超滤系统产水
污染指数(SDI)小于2.5,满意反渗透膜系统的进水指标要求。
3)深度软扮装置。
采纳阳树脂+弱酸床树脂+脱气塔对废水进行软化,采纳多级树脂吸附水中残留的钙、镁离子,使废水的硬度和碱度接近于零,确保后续工艺系统不存在钙、镁离子、碱度干扰,膜浓缩系统和结晶运行平安并保证出盐纯度。配备再生系统,其中氯化钠再生液采纳后续电驱动膜系统自产的浓缩液,既保证再生效果,又能节约盐消耗并不给系统增加额外盐分。
3.2 膜浓缩分盐单元
1)预浓缩反渗透装置。
电压比较器电路
经过树脂软化后的产水先由反渗透系统浓缩脱盐,系统脱盐率97%以上,产水收集进回用水箱去回用;盐分大部分截留在浓水中,浓水盐的质量分数达2%左右。为降低膜系统污染的风险,采纳抗污染型苦咸水反渗透膜元件BW30FR-400。
2)纳滤分盐装置。
纳滤膜表面带特定电荷,对不同电荷和不同价态的离子具有相当不同的电位,从而使不同价态的离子得以分别[5]。采纳选择性纳滤分别专用膜,让1价的氯化钠尽可能地透过,而2价的硫酸钠则大部分截留在浓水中,进行初步分盐处理。在分盐的同时,硫酸钠侧溶液进行了初步浓缩,SO42-的质量浓度达28g/L左右,盐的质量分数达到5%左右,膜两侧Cl-的质量浓度均在3~4g/L;氯化钠一侧NaCl 的质量分数0.8%左右,SO42-含量小于全部离子含量的1%。

本文发布于:2024-09-23 05:25:40,感谢您对本站的认可!

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