化工尾水处理集成工艺的可行性分析

化工尾水处理集成工艺的可行性分析

化工废水的组成复杂，具有低毒和高盐量。本研究以膜+冷冻结晶等集成技术处理山东某化工园区化工尾水，探究该技术处理化工尾水、回收硫酸钠以及产生酸碱的可行性。1试验部分1.1废水cod及盐质试验用高盐废水取自化工园区化工尾水，废水COD含量小于60mg/L，盐含量小于15000mg/L，硬度小于1200mg/L，Fe1.2树脂结晶除硬化工尾水经化学除硬后，多介质、超滤系统去除其中的悬浮物，得到超滤清液，超滤产水通过一段反渗透浓缩后进行树脂除硬。树脂产水经纳滤浓缩，纳滤浓缩液冷冻结晶制备硫酸钠，冷冻结晶母液蒸发制备杂盐，纳滤产水由二段反渗透、电渗析进一步浓缩。二段反渗透产水和一段反渗透产水混合，然后作为循环水回用，电渗析的淡水返回一段反渗透，电渗析浓缩液通过双极膜制备酸碱。中试工艺流程如图1所示。1.3反渗透膜浓缩结晶中试试验设备包括化学除硬装置、多介质、超滤、一段反渗透、纳滤、二段反渗透、电渗析、双极膜和冷冻结晶装置。化学除硬停留时间为30min；多介质装置处理量为1.5～2.0m2结果与讨论2.1治疗效果分析2.1.1续工段运行造成的硬度去除效果化工尾水经化学除硬、多介质、超滤处理后，废水的硬度大幅度降低，可有效防止硫酸钙、氢氧化镁结垢对后续工段的运行造成影响。中试90d对硬度的去除效果如图2所示。由图2可知，进水硬度在900～1000mg/L波动，预处理后硬度保持在85～100mg/L，平均去除率为90.6%。中试期间，预处理进出水硬度相对稳定，系统通过预处理，有效地降低了废水的硬度，膜浓缩过程中结垢风险得到有效控制。2.1.2超滤单元的运行状态分析在产水通量恒定的条件下，跨膜压差(TMP)的升高能够有效反映膜系统污染情况。在产水通量35L/(m在恒定通量35L/(m2.2水质检测结果中试期间重点考察两段反渗透单元的脱盐率和浓水盐含量，中试90d内两段反渗透浓水电导率和产水电导率如图4所示。由图4可知，一段反渗透浓水电导率在35000～39000μS/cm波动，产水电导率在230～360μS/cm波动，一段反渗透的脱盐率达到99.3%。二段反渗透浓水电导率在52000～55000μS/cm波动，产水电导率在420～500μS/cm波动，二段反渗透的脱盐率达到99.1%，均满足脱盐率不低于97%的设计要求。将两段反渗透产水混合后回用，水质检测结果如表1所示。回用水COD、pH、盐含量、硬度和Fe2.3纳滤单元处理经化学除硬的低硬度废水经过一段反渗透浓缩后，其仍然可能造成后续系统结垢。因此，一段反渗透浓水利用树脂除硬，保证废水硬度不超过10mg/L。由于废水含有大量硫酸钠和氯化钠，为了实现废水资源化利用，系统采用纳滤单元进行分质处理。纳滤浓缩5倍，浓缩液制备高品质的硫酸钠，产水进一步浓缩处理。纳滤单元重点考察纳滤膜对硫酸根、氯离子的截留效果。中试期间每天取1次纳滤进水、产水和浓缩液检测Cl由图5可知，在90d内，纳滤单元对SO2.4冷冻结晶纳滤浓缩液在-3℃下进行冷冻结晶处理，获得NaSO2.5电渗析浓缩试验二段反渗透浓缩后得到的废水盐含量约为4%，废水经电渗析浓缩，将盐含量提高，使其保持在10%～12%。电渗析采用恒流模式，电流小于10A。电渗析浓缩液经双极膜制备酸碱，双极膜的操作电压不超过30V，电流小于4.4A。经过多次试验，双极膜制备的酸浓度