高含盐废水处理是可以达到“零排放”的

2018-09-04

高含盐废水是指工业生产或生活废水排放中含盐总量大于1%的废水,所含盐类物质有氯离子、硫酸根离子、钠离子、钙离子等。高含盐废水的直接排放,将会对生态环境产生巨大的破坏,如土壤、水体生物、生活饮用水等,是对水资源的浪费。

要达到废水的“零排放”,重点是要实现高含盐废水的全回收,其本质就是要实现废水中水和盐类的分离。目前,废水处理技术可分为物理处理法、化学处理法、物理化学法以及生物处理法等。对于高盐废水,由于含盐量大对处理带来了较大的难度。根据国内外有关研究报道,高盐废水的处理方法主要有生物法、膜法和热法(多级闪蒸(MSF)和多效蒸发(MED))。国内,*常用的有离子交换膜、反渗透膜、多效蒸发、机械式蒸汽再压缩(MVR)等。目前,市场上应用较多的是反渗透膜和机械式蒸汽再压缩(MVR)。

1.多级闪蒸

多级闪蒸技术起步于20世纪50年代,通过加热至一定温度的高含盐废水依次在一系列压力逐渐降低的容器中实现闪蒸气化,然后再将蒸汽冷凝后得到淡水的过程。

多级闪蒸技术在国外应用较多,国内较少。MSF虽然工艺成熟,运行可靠,适用于大型化,但热力学效率相对较低,能耗较高,并且存在设备结垢和腐蚀的现象。但国外学者将MSF与MED或RO相结合,弥补了这些不足,并且MSF是*早得到应用的蒸馏技术,是公认的成熟可靠的废水处理法。

2.多效蒸发

在我国,多效蒸发是常见的蒸发方式,在MVR成熟应用以前一直是蒸发、结晶的主导工艺。随着MVR技术的成熟应用,多效蒸发在市场上所占的份额逐渐下降。在多效蒸发高盐废水中,废水中含有的盐及其他杂质经过加热,会使蒸发器的换热管表面结垢,造成换热管腐性,会降低换热器热效率,大大影响换热设备使用寿命。另外当效数增多时,热量利用的效率也会降低。效数增加则设备的投资增大,因此,实际采用效数是关键点。

3.械式蒸汽再压缩

MVR系统是20世纪90年代末开发出来的一种新型**节能的蒸发设备,在2007年从北美和欧洲引进到中国。MVR是指将蒸发过程的二次蒸汽(温度、压力低而无法利用)用压缩机进行压缩,提高其温度、压力,重新作为热源加热需要被蒸发的物料,从而达到循环利用蒸汽的目的,使蒸发过程不需要外加蒸汽;即用少量的电能获得较多的热能,从而减少系统对外界能源的需求的一项**节能技术,设备的核心是压缩机。

目前,在国内MVR得到了广泛的应用。一般来说,MVR不宜进行大量温差传热的溶液蒸发,同时也可用于蒸发量较大的工艺场合,可以处理低黏度、沸点上升低的溶液,如蒸馏废液、纸浆液、乳制品、盐液和蛋白质液等。其优点有:①启动后无需新鲜蒸汽,或耗用少量新鲜蒸汽,运行费用低。②构造简单,一般采用单效操作,简化了管道、仪表和电气系统。③启动容易,操作简单,运行稳定,维护量小。④占地空间小。⑤公用工程配套少,一般情况下无需冷凝器。

4.加湿一除湿(HD)

HD技术是目前国外新研发的海水淡化及废水处理技术。该系统是一个封闭的空气循环单元,基于单效加湿一除湿技术,热海水进入工业加湿器,使空气饱和变成饱和湿蒸汽,然后湿蒸汽在冷凝段分离(水、汽分离),产生淡水。在常温常压下就能实现净水的回收,有效防止了设备结垢腐蚀,且不需要生蒸汽,能耗较小,应用前景非常可观。有新型的HD技术和前人提出的多种废水处理技术相结合的方法,针对不同的水质选择合适的工艺,其“零排放”是可以实现的。

工作原理:原液进入冷凝器,再流经加热器,使原液被加热至70~95。C后进入加湿器(蒸发器)中,与风扇产生的冷空气接触,产生饱和湿蒸汽,饱和湿蒸汽与冷表面接触后冷凝产生淡水,而冷凝释放的潜热被用来预热原液。

5.膜法

反渗透(RO)是一种用于分离0.3~1.0 nm的颗粒的液体分离技术,在废水处理和海水淡化中获得了世界性的广泛应用。反渗透是一个压力驱动的过程,其中半透膜阻止溶质通过,这种排斥反应是由于溶质、溶剂和膜的尺寸排阻、电荷排阻和物理一化学作用。

膜法虽然无相变、能耗低、设备简单以及操作方便,但由于膜污染、使用寿命和成本等因素制约了膜技术在高含盐废水处理中的应用推广。不过,膜污染的研究和控制技术,膜的表征方法以及不同类型和成分的废水的应用也一直在研究。我国阿奎特(广州)水处理有限公司生产的**反渗透膜于2009年1月投运于石家庄裕华电厂,**反渗透膜出水700 m3/h,是国内第一家100%以中水回用作为水源的电厂,回收率大于85%,使用的反渗透膜至今只更换了1/3。


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