氯碱行业高盐废水高效处理技术研究

氯碱行业高盐废水高效处理技术研究

经过近几十年的发展，氯碱行业已成为中国最大的工业之一。但是随着氯碱行业的快速发展和水资源的短缺，产生的高盐废水浓度更高、成分更复杂的，并且废水量越来越大，所带来的环境压力也随之增加，因此，氯碱行业高盐废水的零排放问题成为研究的热点氯碱行业的高盐废水主要包含有Ca针对氯碱行业工业废水高盐高COD的特性，本研究选用一体化处理工艺处理高盐废水，探究高盐废水降低COD的方法。1废水水质分析该项目研究的氯碱行业高盐废水来自于青海某氯碱企业，废水主要来源于PVC一体化项目一期的反渗透浓水和烧碱车间的酸性废水。采用中试实验研究氯碱行业的高盐废水的处理，按照实际的反渗透浓水和酸性废水比例，实验采用的进水水量为反渗透浓水的水量为31m反渗透浓水水质指标如表1所示：烧碱车间的酸性废水水质如表2所示：由水质数据表可以得出，PVC一体化项目一期的反渗透浓水水质中含盐量非常高，远高于烧碱车间的进水标准。COD的含量也远高于烧碱车间的进水标准，同时，高盐情况下严重影响COD的去除效率。此外，PVC一体化项目一期的反渗透浓水水质中硅含量高，会引起后续处理工艺中膜的堵塞。其他指标略高于烧碱车间的回用水标准。酸性废水中的盐酸含量高，会影响到后续过程中的除硬操作，Ca2预处理工艺研究反渗透技术作为目前最经济高效的污水处理膜浓缩技术被工程中广泛应用，而反渗透脱盐系统设计的关键在于预处理工艺的选择。采用反渗透脱盐工艺，必须先对来水进行预处理，降低水中悬浮物和胶体含量、有机物含量，稳定反渗透进水水质。由于废水的硬度高、硅含量高，因此，针对本项目必须考虑反渗透膜的污染问题。水中的硬度(结垢离子)、有机物以及胶体悬浮物等物质，都会导致反渗透膜污堵风险大大增加，因此本项目在预处理工艺中增加除硬、去除COD的措施。本研究选用采用一体化处理工艺处理高盐废水，其中高效沉淀主要是去除Ca2.1污泥处理系统PVC一体化项目一期的反渗透浓水和烧碱车间的酸性废水首先进入调节池，在调节池经过酸碱调节后，废水进入高效沉淀池，先投加烧碱调节pH值到10左右，然后按序投加纯碱、氧化镁，进行化学反应，达到污水软化的目的；出水进入混合凝聚区(混凝区)，在此投加凝聚剂，通过搅拌器快速混合，发生凝聚反应，生成小颗粒矾花；出水以推流方式进入沉淀区，泥水分离，清水由池顶集水槽收集，泥渣在浓缩区浓缩，浓缩泥渣部分回流至强化絮凝区，剩余部分污泥采用排泥泵排放进入污泥处理系统。处理后的澄清水，进入后续处理系统。来水依次通过混凝区，絮凝区和沉淀区，经历混凝，絮凝，沉淀三种物理化学过程，充分利用了药剂作用力和浅层沉降原理，有效降低了出水浊度，提高出水水质。絮凝反应区由快速搅拌区和慢速搅拌区组成：快速搅拌区由可调速叶轮控制加药后混合水的搅拌速度；慢速搅拌区可以促进矾花的增大，使矾花密实均匀。絮凝反应区中污水在助凝剂和回流污泥的作用下，形成高浓度的悬浮泥渣层来增加颗粒碰撞机会，有效吸附胶体、悬浮物、乳化油、COD及金属离子等污染物。絮凝反应后的出水进入面积较大的预沉浓缩区后，大部分固体悬浮物在该区沉淀并浓缩。部分污泥回流，剩余污泥被浓缩区底部的刮泥机刮入泥斗，由排泥泵送至泥处理系统进行脱水处理。部分污泥回流不仅可以节省药剂投加量，而且可使反应区内的悬浮固体浓度维持在最佳水平，从而达到优化絮凝反应的目的。2.2屋顶过滤装置活性炭过滤器2.3feson试剂氧化法实验室常见的氧化工艺有：Feton试剂氧化、光催化氧化、电催化氧化和臭氧氧化。其中光催化氧化和电催化氧化技术不够成熟，工程实际应用的不多。Feton试剂氧化是常见的氧化方式之一，在工程中应用较多，但是由于Feton试剂氧化一般对设置多个pH调节池，保证Feton试剂反应条件，工艺流程较长，控制复杂，不适用本工程研究中大水量的中水处理。臭氧氧化工艺在污水深度处理的应用十分广泛2.4循环超滤技术循环超滤膜由于其管径相对较粗，具有支撑骨架结垢，过滤膜材质为PVDF，支撑骨架材料PE为烧结而成，与过滤膜结合形成锚型镶嵌结构，强度较大，适合于过滤高浊度(50g/L)和污染物粒径相近的料液。循环超滤膜处理不需要沉淀和预过滤，可直接进行过滤实现固体颗粒和液体的分离，水中污染物不需要沉淀就能有效去除。由于前置的反应沉淀池中加入了烧碱、纯碱、氧化镁，促进了铝、钙、镁离子形成沉淀，水中固体颗粒有所增加，因此，管式超滤膜作为你DTRO反渗透浓缩单元的预处理单元，可以有效降低水中的固体颗粒，防止后续的反渗透浓缩单元的膜堵塞，延长反渗透浓缩单元膜的使用寿命。2.5膜分离设备本研究中反渗透浓缩单元选用DTRO(碟管式反渗透)设备。DTRO(碟管式反渗透)是DT膜技术即碟管式膜技术的一种，，是一种专利型膜分离设备，具有膜使用寿命长、组件易于维护、过滤膜片更换费用低廉、出水水质好等特点，在工程中广泛应用。反渗透膜对各项污染物都具有极高的去除率，出水水质好，对于出水水质要求不高的情况，可以使用纳滤膜。本研究中在现有反渗透技术的基础上，采用高压反渗透的技术，经过反渗透浓缩单元的处理，浓水基本达到烧碱车间回用水的标准，其主要指标如表4所示。2.6反渗透浓缩单元的设置经过反渗透浓缩之后的浓水体积减少，相应的引起浓水中COD含量的增加。COD作为烧碱车间回用水标准中最重要的指标，需要严格控制，因此，在反渗透浓缩单元之后再设置一个臭氧高阶氧化单元，降低浓水中COD的含量，确保浓水各项指标达到烧碱车间回用水的标准。经过二次氧化单元氧化后，反渗透浓水中测COD的含量降低为45mg/L。3废水浓缩+膜浓缩技术本研究采用的高效沉淀池、活性炭过滤器、臭氧接触池、管式超滤、DTRO膜浓缩、二次氧化等技术处理氯碱行业高盐废水，处理后的浓水水质指标达到烧碱车间回用水的标准。经过该系统处理，清水可以直接用于场内其他生产用水，浓水回用烧碱车间，整个废水处理系统无污染物产生，技术先进、成熟稳定，有效解决了氯碱行业高盐废水难处理的问题。通过本研究得到以下结论：(1)通过高盐废水浓缩、除硬、除COD工艺，清水回收率可达85.7%，同时浓水可回用生产车间。高压反渗透装置脱盐率达到98%，膜浓缩后盐含量达到10万以上，满足离子膜生产用水要求。(2)工艺中的高级氧化采用二次氧化技