納濾+高壓反滲透+蒸發(fā)結(jié)晶組合工藝在煤化工廢水零排放中的應(yīng)用

納濾+高壓反滲透+蒸發(fā)結(jié)晶組合工藝在煤化工廢水零排放中的應(yīng)用

0廢水零排放處理技術(shù)在過去10年中，隨著垃圾焚燒行業(yè)的快速發(fā)展，大量有機和高鹽廢水出現(xiàn)，給當(dāng)?shù)丨h(huán)境帶來了巨大壓力。高鹽廢水的回用和零排放已成為必然選擇。傳統(tǒng)的煤化工廢水零排放所產(chǎn)生的固體雜鹽被定性為危險廢物，處理難度大，且成本高昂，處理費用約為3000元/t目前，主要的雜鹽分質(zhì)工藝有熱法工藝和膜法工藝。膜法分鹽主要為納濾工藝1試驗部分1.1mcr結(jié)晶結(jié)晶本次試驗結(jié)合現(xiàn)有工程，取二級反滲透濃水為原水，主要工藝流程：（MCR+弱酸陽床+反滲透）+納濾+高壓反滲透+蒸發(fā)/冷凍結(jié)晶。MCR+弱酸陽床組合工藝降低甚至去除硬度，然后再采用普通反滲透工藝濃縮提高鹽分濃度，因此試驗原水中基本沒有鈣鎂硬度離子，主要以SO1.2原水水質(zhì)主要含量氯離子含量，經(jīng)水處理系統(tǒng)指標(biāo)比較根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)知，試驗原水中硬度基本為零，電導(dǎo)和TDS變化幅度較大；由于上游生產(chǎn)工藝調(diào)整，水中氯離子含量波動很大，原水中硫酸根含量整體上高于水中氯離子含量，硫酸根除個別天數(shù)變化較大外，基本都在23000mg/L左右；原水中SiO2結(jié)果2.1膜孔徑及分離性能納濾膜的截留分子量在200～2000，膜孔徑約為1nm，由于特殊的孔徑范圍和制備時的特殊處理，使其具有特殊的分離性能（篩分效應(yīng)和電荷效應(yīng)）2.1.1進水tds對回收率的影響通過中試裝置運行，發(fā)現(xiàn)相同回收率下，納濾進水壓力與進水TDS無明顯相關(guān)性，可以間接說明，納濾回收率與進水TDS無明顯相關(guān)性，在1.75～2.2MPa運行壓力下，納濾進水TDS含量變化（55100～77980mg/L）對回收率影響不大（～50%），但是整體趨勢還是進水TDS增大，回收率降低。納濾產(chǎn)水側(cè)TDS穩(wěn)定在31040～34100mg/L，濃水側(cè)TDS穩(wěn)定在89940～101080mg/L，納濾對TDS去除效果在42%～52%。2.1.2納濾對氯離子的截留效果從圖7中曲線變化可知，納濾進水氯離子含量波動較大，產(chǎn)水側(cè)和濃水側(cè)氯離子均較穩(wěn)定。納濾產(chǎn)水側(cè)氯離子高于進水側(cè)，呈現(xiàn)負(fù)截留效果，負(fù)截留率在12.42%～40.6%，且隨著操作壓力的升高，負(fù)截留效果趨勢就越明顯，這是由于納濾膜的道南離子效應(yīng)作用，此現(xiàn)象有易于后續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶段提高氯化鈉產(chǎn)品鹽的產(chǎn)量及品質(zhì)。2.1.3%是未成年人犯罪從圖8中曲線變化可知，納濾對硫酸鹽的去除率高達97.9～99.0%；分析濃水中硫酸根含量與進水壓力的散點圖，發(fā)現(xiàn)濃水中硫酸根含量與進水壓力呈正相關(guān)，壓力越高，濃水中硫酸根含量越高。2.1.4納濾裝置對cod的去除效果圖12從圖9中曲線變化可知，NF對COD有一定的去除效果，但整體去除率不高，無明顯規(guī)律，本實驗階段，納濾裝置對COD去除率在24%～63%，均值為53.75%。2.1.5nf對硅的阻塞效應(yīng)圖10從圖10中曲線可知，納濾進水、產(chǎn)水和濃水SiO2.2高壓濾波2.2.1產(chǎn)水tds穩(wěn)定性SWRO裝置進水為納濾產(chǎn)水，從圖11中曲線變化可知，進水TDS在31040～34100mg/L，其產(chǎn)水TDS比較穩(wěn)定，基本在2000ppm左右，脫鹽率保持在95%以上；SWRO回收率控制在55%左右，濃水TDS可濃縮至7.5×102.2.2固定和安裝膜柱DTRO膜是專門用來處理高濃度污水的反滲透膜組件，其核心部件是碟管式膜片膜柱。把反滲透膜片和水力導(dǎo)流盤疊放在一起，用中心拉桿和端板進行固定，然后置入耐壓套管中，就形成一個膜柱。由于設(shè)計原因，DTRO裝置回收率為50%，可以將納濾產(chǎn)水濃縮至9萬左右，運行壓力為90bar，相較于高壓反滲透，從投資及運行的角度來看，在納濾產(chǎn)水濃縮單元無明顯優(yōu)勢。2.3蒸發(fā)結(jié)晶2.3.1多蒸汽蒸發(fā)的利用目前應(yīng)用較多的蒸發(fā)結(jié)晶工藝主要是多效蒸發(fā)和MVR兩類。本套設(shè)備采用MVR工藝。MVR蒸發(fā)器除開車啟動外，整個蒸發(fā)過程中無需生蒸汽，從蒸發(fā)器出來的二次蒸汽，經(jīng)壓縮機壓縮，壓力、溫度升高，熱焓增加，然后送到蒸發(fā)器的加熱室當(dāng)作加熱蒸汽使用，使料液維持沸騰狀態(tài)，而加熱蒸汽本身則冷凝成水。這樣，原來要廢棄的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潛熱，又提高了熱效率。本項目蒸發(fā)結(jié)晶裝置總進料量為59m2.3.2產(chǎn)品鹽回收較低由于本次中試時間原因，母液循環(huán)套用次數(shù)較少，水中殘余鹽分較多，造成本次中試產(chǎn)品鹽回收較低；由于中試處理水量較小，系統(tǒng)中殘存的料液相較于處理來講，還是占有很大比例，工程化或者中試長時間運行，該因素影響可以忽略，鹽分回收率將有所提高。2.4冷凍機組運行工藝?yán)鋬鼋Y(jié)晶技術(shù)原理是根據(jù)硫酸鈉隨著溫度降低，溶解度減小，溶液達到飽和濃度后，析出晶體。冷凍結(jié)晶的核心設(shè)備為冷凍機組，冷凍機組為冷凍結(jié)晶系統(tǒng)連續(xù)提供低溫制冷液，將系統(tǒng)中的熱量帶出系統(tǒng)，確保系統(tǒng)內(nèi)物料保持在0～5℃之間，以保證冷凍結(jié)晶系統(tǒng)連續(xù)平穩(wěn)運行。冷凍結(jié)晶工藝中總進料量為21.6m本次中試，冷凍結(jié)晶部分主要提取硫酸鈉，物料來源于納濾濃水，物料中有大量的氯化鈉，冷凍結(jié)晶經(jīng)過蒸發(fā)濃縮后，母液中氯化鈉濃度高達5萬kg/m2.5產(chǎn)品鹽2.5.1工業(yè)鹽干鹽強的鹽氯化鈉折干基純度=氯化鈉濕基純度測試值/（100-實測水分值+精制工業(yè)鹽干鹽允許水分標(biāo)準(zhǔn)值）×100%;根據(jù)檢測報告及標(biāo)準(zhǔn)計算：氯化鈉干基純度為：94.9/（100-5.07+0.3）×100%=99.65%，可以達到工業(yè)干鹽優(yōu)級品標(biāo)準(zhǔn)。2.5.2硫酸鈉樣品水分含量無水硫酸鈉折干基純度=無水硫酸鈉濕基純度測值（100-實測水分值+允許水分標(biāo)準(zhǔn)限制）×100%;硫酸鈉樣品中除去水分外總比例=0.002+0.002+0.34+95.2+0.02=95.564%;水分含量=100-95.564=4.436;經(jīng)計算硫酸鈉樣品折干基純度為：優(yōu)級品優(yōu)級品純度為99.6%。3納濾、蒸發(fā)結(jié)晶(1）中試期間，來水水質(zhì)波動較大，通過納濾裝置將一、二價鹽進行分離，可以緩沖、調(diào)節(jié)來水氯離子、硫酸根含量變化對蒸發(fā)結(jié)晶的影響，實際工程中可以采用納濾裝置良好的抗沖擊負(fù)荷能力，降低后續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶的運行難度。(2）納濾產(chǎn)水側(cè)氯離子高于進水側(cè)，呈現(xiàn)負(fù)截留效果，負(fù)截留率在12.42%～40.6%，此現(xiàn)象有易于提高氯化鈉產(chǎn)品鹽產(chǎn)量及質(zhì)量。(3）對于高含鹽廢水，在膜濃縮工段，可以選擇犧牲脫鹽率，提高濃水濃度的方式降低