煤化工高鹽廢水二次反滲透處理。

西安安水處理廠家文章:是一家以煤為原料，通過(guò)氣化工藝合成氣制甲醇，再由甲醇制成烯烴的煤化工企業(yè)。其生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生大量化工生產(chǎn)廢水，經(jīng)廠內(nèi)深度處理后會(huì)產(chǎn)生大量高鹽廢水。然而，煤化工企業(yè)的生態(tài)環(huán)境往往非常脆弱，企業(yè)往往建立在缺水地區(qū)。如果這些高鹽廢水直接排放，會(huì)給企業(yè)周圍環(huán)境帶來(lái)很大的污染和破壞。因此，考慮使用反滲透技術(shù)來(lái)處理大多數(shù)廢水。本文采用雙級(jí)反滲透系統(tǒng)，進(jìn)入連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，進(jìn)一步處理產(chǎn)品中的水，以滿足企業(yè)的水和環(huán)保要求，獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

進(jìn)口水質(zhì)及處理要求。

本工程高鹽廢水來(lái)自上游再生裝置產(chǎn)生的濃水，水量為100m3/h。pH7~9進(jìn)水電導(dǎo)率為5000~65000μS/cm，硬度可達(dá)1000mg/L.Cl-1200mg/L。可見(jiàn):(1)電導(dǎo)率高，波動(dòng)范圍大，高濃度氯離子對(duì)金屬設(shè)備腐蝕性強(qiáng)。(2)硬度高，膜表面容易產(chǎn)生無(wú)機(jī)鹽垢，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。本工程廢水最終導(dǎo)水率≤500μS/cm/cm，導(dǎo)水率>1000μS/cm。

二是工藝選擇與系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

根據(jù)污水的水質(zhì)特點(diǎn)和處理要求，本工程采用兩級(jí)反滲透系統(tǒng)進(jìn)行處理，工藝流程見(jiàn)圖1。

高鹽硬度，無(wú)機(jī)鹽結(jié)垢對(duì)RO系統(tǒng)影響很大。若不去除，反滲透膜將嚴(yán)重堵塞。因此，在軟化高鹽廢水時(shí)，要去除水的硬度，須采用石灰堿軟化法。石灰粉、純堿與水中的鈣鎂反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣和氫氧化鎂，并定期排入系統(tǒng)。RO進(jìn)水要求總SDI≤5，高鹽廢水經(jīng)軟化，澄清后，上清液中仍有部分懸浮顆粒，澄清池出水需進(jìn)一步處理，以保證反滲透裝置的正常運(yùn)行。本工程采用機(jī)械過(guò)濾器，對(duì)澄清池出水進(jìn)行進(jìn)一步處理。為保證進(jìn)水硬度符合要求，本工程設(shè)置了離子交換系統(tǒng)，進(jìn)一步去除高鹽廢水的殘留硬度。為滿足RO進(jìn)水溫度的需要，進(jìn)水溫度通過(guò)換熱器調(diào)節(jié)，穩(wěn)定在25~30℃。進(jìn)入一級(jí)反滲透設(shè)備前須加入還原劑(含磷小分子)，還原劑的作用是控制反滲透進(jìn)水中的余氯，保證進(jìn)水系統(tǒng)不被氧化，進(jìn)一步去除。

二次反滲透系統(tǒng)的設(shè)備配置見(jiàn)表1。

三是系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

預(yù)處理后，高鹽廢水進(jìn)入二次反滲透系統(tǒng)，溫度約30℃.pH9~10.10mg/L，渾濁約1NTU.Fe.Al。

3.1系統(tǒng)的脫鹽率和產(chǎn)水質(zhì)量。

在二次反滲透運(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)產(chǎn)水質(zhì)量良好，產(chǎn)水各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，產(chǎn)水作為工廠循環(huán)水回收。但當(dāng)一套反滲透裝置的回收率在50%左右時(shí)，脫鹽效果基本可以維持在97.5%以上，二次反滲透裝置的回收率在92%左右，基本維持在82%以上。如圖2所示。

從圖2可以看出，一級(jí)RO脫鹽率隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而降低。主要是由于進(jìn)水水質(zhì)的波動(dòng)和操作控制，以及膜件的局部損壞。在常規(guī)監(jiān)測(cè)中，部分膜殼體的水力導(dǎo)率異常上升，可能是安全閥泄漏造成膜元件損壞。

產(chǎn)品水力導(dǎo)率在200μS/cm以內(nèi)，監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖3。

從圖2.圖3可以看出，與一級(jí)反滲透裝置相比，二級(jí)反滲透裝置的整體脫鹽率降低較小，系統(tǒng)產(chǎn)水水力導(dǎo)率基本保持在200μS/cm以下，說(shuō)明本工程采用雙級(jí)反滲透系統(tǒng)處理高鹽廢水，系統(tǒng)產(chǎn)水穩(wěn)定。工作時(shí)，二次反滲透濃水導(dǎo)率在1000~12000μS/cm之間，遠(yuǎn)低于一次反滲透水力導(dǎo)率，回流后對(duì)系統(tǒng)影響不大。

3.2高濃度水中的水質(zhì)和壓力。

當(dāng)兩級(jí)反滲透系統(tǒng)在6.8~7.2MPa范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，一級(jí)反滲透系統(tǒng)的濃水導(dǎo)率穩(wěn)定，基本維持在1萬(wàn)微秒至7.2MPa之間。生產(chǎn)出水滿足系統(tǒng)處理要求，實(shí)現(xiàn)高鹽廢水處理系統(tǒng)回用。監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖4所示。

從圖4可以看出，系統(tǒng)壓力的整體變化來(lái)自于系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間和累積污染物的增加。化學(xué)清洗后，系統(tǒng)壓力降低。此外，在預(yù)處理過(guò)程中，應(yīng)確保其穩(wěn)定性，防止膜元件受到污染。

3.3系統(tǒng)清理。

在正常運(yùn)行過(guò)程中，反滲透膜元件會(huì)受到微生物、膠體顆粒和不溶性有機(jī)物的污染。這些污染物沉積在膜表面，導(dǎo)致進(jìn)水和濃水之間的壓差增大。如果超過(guò)設(shè)計(jì)值，需要清洗膜元件。根據(jù)上述污染物的清洗，選擇合適的清洗液。本工程采用酸性清洗劑和堿性清洗劑清洗反滲透膜元件，在離線循環(huán)和浸漬反滲透設(shè)備時(shí)，根據(jù)實(shí)際污染情況隨時(shí)觀察清洗液的狀況，直至滿足清洗要求。首先，系統(tǒng)中的清洗液用小流量代替原水。整個(gè)過(guò)程結(jié)束后，30℃恒定清洗液在中低流量循環(huán)。重復(fù)1小時(shí)，浸泡1小時(shí)。其次，在系統(tǒng)中使用高流量清洗液循環(huán)1小時(shí)，清洗污染物。最后，用于清洗符合要求的洗滌劑。本發(fā)明采用0.2%鹽酸、0.1%NaOH、0.02%硅酸鈉作為堿性清洗劑。先用化學(xué)清洗劑清洗，再用清洗劑清洗。

3.4運(yùn)行能耗。

作為雙級(jí)反滲透系統(tǒng)的主要運(yùn)行能耗，計(jì)算了雙級(jí)RO系統(tǒng)的工作功率。藥物消耗主要為還原劑和阻垢劑，3mg/L計(jì)，還原劑1元/kg，阻垢劑26元/kg，電費(fèi)0.5元(kW/h)，系統(tǒng)運(yùn)行成本約1.8元/t。

四.結(jié)論

雙級(jí)反滲透系統(tǒng)成功處理煤化工高鹽廢水。可見(jiàn)，它不僅能使系統(tǒng)產(chǎn)水滿足設(shè)計(jì)要求，還能保證高鹽系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)的穩(wěn)定性，有利于系統(tǒng)產(chǎn)水的回收利用，為企業(yè)節(jié)約水資源。雙級(jí)反滲透系統(tǒng)作為處理高鹽廢水的濃縮回用單元，在整個(gè)水處理系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，是實(shí)現(xiàn)全廠廢水處理甚至零排放的重要環(huán)節(jié)，也有利于企業(yè)的環(huán)保需求。