苏州工业废水处理:催化湿式氧化怎么处理?
随着国度对水环境管理与维护的不时增强,对工业高盐废水的处置常常请求到达“零排放”。
目前,工业高盐废水“零排放”处置工艺的根本思绪是使盐和水别离,得到回用水和结晶盐,但别离出的结晶盐含有多种无机盐的杂盐,属于风险废弃物的范畴,其处置本钱较高,且处置不当会形成环境的污染。
因而,如何将高盐废水中的盐以单质盐的方式回收并停止资源化应用,成为工业高盐废水处置研讨中的重点与难点。
高盐废水的处置现状
1 膜别离技术
膜别离技术是在某种推进力的作用下,经过溶质、溶剂和膜之间的尺寸排阻、电荷排挤和物理化学作用完成的别离技术。废水处置中所用的膜依据孔径大小可分为微滤(MF)膜、超滤(UF)膜、纳滤(NF)膜、反浸透(RO)膜等。
目前,高盐废水处置中常用的是纳滤膜和反浸透膜。李琨等运用以纳滤与蒸发结晶为中心的TMC热耦合工业盐别离技术对煤化工浓盐水做中试处置。结果标明,该工艺可以有效截留水中的SO42-,其截留率为92%~94%,不只完成了浓盐水脱盐,同时完成了氯盐与硫酸盐的有效别离。
膜别离技术能耗低、选择性强、操作简单、效率高,但过滤膜易被废水中的物质梗塞,需求经常清洗或改换。膜别离技术处置高盐废水过程中,在产生回用水的同时还会产生大量浓水。浓水中含有大量无机盐,也可能含有有机污染物,需进一步处置。
目前,中国的膜别离技术产生的浓水的处置方式主要有回流法、回用作消费用水、资源化应用、蒸馏浓缩,但短少高效经济的处置工艺来同时处理浓水高盐度和高COD这2个问题。
2 热浓缩技术
热浓缩技术的原理是依托热源对废水停止加热而使其中的一局部水分蒸发,从而使废水中的盐分得以浓缩。
热浓缩技术需加热废水,因而该技术的能耗较高,并且所需设备普遍比拟庞大,运转本钱较高。目前,在高盐废水处置中应用较为普遍的热浓缩技术主要有多效蒸发技术、热力蒸汽再紧缩蒸发技术、机械蒸汽再紧缩蒸发技术。
多效蒸发技术
多效蒸发(Multiple Effect Evaporation, MEE)是将几个蒸发器串联起来,将前效蒸发器产生的二次蒸汽作为下一效加热蒸汽,以俭省蒸汽的耗费量,进步热能的应用效率。
常用的多效蒸发器多为2~3效,其中应用三效蒸发器脱盐的技术曾经比拟成熟,且可处置废水的范围较广,适用于处置含盐量为3.5%~25.0%(质量分数)、COD为2 000~10 000 mg/L的废水,盐分去除率可到达98%~99%。
陈玉兵采用三效并流蒸发系统对某外资企业消费过程中产生的高盐废水做脱盐预处置。溶解性总固体(Total Dissolved Solids, TDS)的去除率到达了98.6%,其日常运转采取连续批量的方式,节约了蒸汽耗费量,蒸发出水经膜生物反响器(Membrane Bio-Reactor, MBR)系统深度处置后的出水水质可到达回用水规范。
但多效蒸发仍存在一些问题,主要表如今蒸发器的腐蚀,选择抗腐蚀设备以及对被腐蚀设备停止维修改换会增加处置本钱;另一方面,虽然多效蒸发能进步热能的应用率,但过程中仍需求大量蒸汽,能耗较大。
热力蒸汽再紧缩蒸发技术
热力蒸汽再紧缩蒸发(Thermal Vapor Recompression, TVR)是依据热泵原理,以少量高压生蒸汽为动力抽吸来自前一效加热室的一局部二次蒸汽,经紧缩、混合后共同进入下一效加热室作为加热蒸汽,以进步热能应用率,降低能耗。
王一鸣经过物料衡算与热量衡算提出TVR蒸发二次蒸汽回用率为0.289,其能耗为单效蒸发能耗的78%。将MEE技术与TVR技术相分离设计出的蒸发系统兼具二者性能上的优点,不只可以节约能耗,并且平安性高,操作烦琐,灵敏性强。
机械蒸汽再紧缩蒸发技术
机械蒸汽再紧缩蒸发(Mechanical Vapor Recompression, MVR)系统中,二次蒸汽进入蒸汽紧缩机停止紧缩升温后再次进入系统作为加热蒸汽,如此循环运用,大大进步了二次蒸汽的应用效率,降低了能源耗费。
有研讨证明,相比于MEE技术,采用MVR技术每年可节约53.58%的运转费用,废水处置本钱可控制在20元/t以下。
王海等树立了MVR高盐废水蒸发结晶系统模型对其操作参数做优化以到达降低能耗的目的。但是,蒸汽紧缩机自身性能的不稳定会直接影响蒸发系统的运转。
周海云等先经过小试实验肯定阿斯巴甜废水(含盐质量分数为10%, pH为6.8~7.5)MVR工艺关键技术参数,即气相温度为55 ℃、操作压强为80 kPa(真空度)。再应用一套MVR中试安装停止该阿斯巴甜废水的蒸发结晶,经过21.3倍蒸发浓缩得到了回用水和结晶盐(NaCl质量分数为97.51%)。
余海晨等设计了一套“零排放”处置工艺来处置某合成化工厂产生的含高质量浓度硝酸铵的废水(其中NH4+-N=5 750 mg/L,NO3--N=7 520 mg/L,TDS=3.02×104 mg/L),并已投入运用。该工艺的废水经絮凝、沉淀、过滤后,出水在MVR系统中蒸发浓缩至硝酸铵质量分数≥30%,浓缩液可作为化肥消费原料,MVR系统的冷凝水经反浸透系统处置可得到回用水。
经过前期的开展,目前MEE和MVR技术的性能得到了显著的改善,在将来这2种技术在废水脱盐范畴的应用前景非常可观。但是,MEE和MVR技术的开展受制于许多要素,如何进步单位处置才能、采用更有效的热泵、降低设备的资料本钱以及减小设备的占空中积是MEE和MVR技术进一步开展的关键。
3 膜蒸馏技术
膜蒸馏(Membrane Distillation, MD)是一种采用疏水微孔膜以膜两侧蒸汽压力差为传质驱动力的膜别离过程。该工艺可在接近常温的条件下运转,设备简单,运转便当,所得蒸馏液非常纯洁,并且该工艺可用于处置高盐废水,不只可得到较纯洁的回用水,还能够使其中的盐分结晶,加以回收。目前,该工艺在海水淡化和废水处置等范畴已得到了普遍应用。
张新妙等以石化高盐高有机物废水(电导率为9.45×104 μS/cm,COD为565 mg/L,总有机碳(Total Organic Carbon, TOC)为151.4 mg/L)为研讨对象,采用“调酸+MD+反浸透”工艺完成了脱盐率达99.9%、TOC去除率达90.0%、水回收率达90.0%~93.0%。
李福勤等初步开发了以高盐废水为原水制取高纯水的MD+电去离子(Electrodeionization, EDI)工艺,具有较好的前景。
但是,膜蒸馏技术相较于传统膜处置技术来说增加了能量耗费。S.Al-Obaidani等经过膜的物理化学性质与膜蒸馏性能之间关系的研讨,证明了膜蒸馏系统能够运用由低导热聚合物制备的具有适宜厚度的高孔隙疏水膜以减少能量的耗费。在膜蒸馏工艺过程中,膜老化、污垢、外表活性剂对给水的污染等问题会招致工艺失效,降低处置效果,因而成为膜蒸馏工艺研讨中的重要方向。
4 生物处置技术
在高盐废水中,由于无机盐含量过高,大局部微生物的活性会遭到一定水平的抑止。当氯化钠的质量分数大于1%时会形成细胞质壁别离或失活,且有研讨标明活性污泥法不能处置含盐质量分数为3%~5%的废水。
国内外学者对可用于高盐废水生物处置的微生物做了大量研讨——
·E.Reid等研讨了高盐度废水对活性污泥和中试MBR性能的影响,研讨发现,系统可耐受最高5 g/L的盐度冲击,并且高盐度对污泥的物理生化性能会形成很大影响。
·刘正分别选用普通废水处置厂的活性污泥和高盐废水排放沟周边土壤中的耐盐微生物,用实践氯丁橡胶消费废水在不同盐浓度下停止驯化培育,驯化后的菌种经实验考证在氯化钠质量分数为1.0%、3.0%、6.0%的状况下生长状况良好。
·吕宝一等经过对上海某肠衣厂的高盐废水[含盐量为(NaCl为主)2.8%~4.7%,COD为800~1 500 mg/L,氨氮为5~30 mg/L]处置系统的运转指标和生物膜中微生物做了连续9个月的监测调查,并剖析了2段A/O接触氧化法对该高盐废水的处置效果。结果标明,系统对COD、氨氮的去除率分别到达96.0%和87.5%,且对盐度、有机负荷有较强的耐冲击性。
·周健等构建了顺应盐度为7%(以NaCl计)的高盐微生物处置系统,在25 ℃、有机负荷(以COD计)为1.0 kg/(m3·d)、DO为5mg/L时,该系统对COD的去除率达97.4%。
生物处置技术处置高盐废水的本钱较高,微生物的驯化需求较长时间,盐浓度越高,污泥驯化时间越长,且盐度的忽然变化会毁坏生物处置系统的正常运转,招致污泥上浮。关于有脱氮请求的高盐废水,过高的盐度会抑止硝化菌的活性,硝化和反硝化进程都将降低。有研讨标明,含盐浓度为50g/L时的硝化反响速率比无盐条件降落低20%。另外,微生物不能有效处置废水中的无机盐,为使废水达标排放,后续还需停止脱盐处置。
5 催化湿式氧化技术
承叶环境采用催化湿式氧化(Catalystic Wet Air Oxidation,简称CWAO):在中温中压(200~280℃,2~8 MPa)催化剂作用下,废水中的有机物被空气中的氧气氧化,大分子有机物被打断成小分子,大局部矿化成CO2和H2O,可将农药废水中难降解有机污染物充沛氧化降解。且不产生硫氧化物,氮氧化物和二噁英等废气,也不产生污泥。当进水COD>15000 mg/L时,催化湿式氧化安装可完成自热,不需求额外热源。具有:
反响条件温和:与常规湿式氧化技术相比,催化湿式氧化技术需求的反响温度及反响压力较低。
处置效率高:催化湿式氧化技术可使多数有机废水COD去除达90%以上,且出水可生化性得到较大进步。
安装占空中积小:与传统生化法相比,催化湿式氧化安装占空中积较小,80 m³/d范围的安装占空中积仅为400 ㎡。
能耗低:催化湿式氧化安装全过程DCS集成与控制,处置过程可完成自热,节能效果明显。
适用范围广:催化湿式氧化适用于管理焦化、染料、农药、印染、石化、皮革等工业中含高COD或含生化法不能降解的化合物(如氨氮、多环芳烃、致癌物质BAP等)的各种工业有机废水。
二次污染低:反响过程中没有NOx、SO2和HCl等有害气体产生,通常不需求尾气净化系统。因此在现有的有机废水处置工艺中,催化湿式氧化对大气形成的污染最低。
综上所述,由于膜别离技术、热浓缩技术和膜蒸馏技术处置高盐废水产生的盐以杂盐的方式存在,这些盐常常需送往有资质的风险废物填埋场做填埋处置,不只形成资源糜费,还会污染土壤及公开水。而生物处置技术处置高盐废水则无法完成盐的资源化应用,若要从废水中回收盐分,则需增加膜或其他别离工艺,增加了本钱。承叶环境采用催化湿式氧化与蒸发结晶技术高效耦合,在不产生危废的同时,发明更高经济效益,降低运转本钱;废水中盐可完成资源化,发明经济价值;减小环保压力。


苏公网安备32050502012519号