纳滤对煤化工高盐废水中有机物的去除研究

纳滤对煤化工高盐废水中有机物的去除研究

随着国家环保政策的日益严格，将废水盐排入废水的趋势越来越明显。如2015年12月环保部发布《现代煤化工建设项目环境准入条件(试行)》,规定在缺乏纳污水体、水环境容量严重不足的区域建设现代煤化工项目,必须做到废水“近零排放”本研究以陕西榆林某煤化工废水处理装置的反渗透浓水为对象,设计规模为中试。模拟实际项目运行工况,连续运行90d。采用纳滤膜分离技术,考察纳滤膜对有机物的截留效果,通过调整纳滤膜系统的运行条件和实验参数,根据不同条件下纳滤膜对有机物的去除率,分析纳滤膜对有机物的截留特性;通过对比分析不同型号的纳滤膜对有机物的截留效果,为实际工程项目纳滤膜的选择及工艺参数优化提供依据。1实验部分1.1废水和测试实验用煤化工废水处理装置的反渗透浓水,处理水量1mCOD测试方法按GB11914-89进行1.2纳滤膜实验用纳滤膜参数见表1。1.3实验过程实验流程见图1。采用2只8英寸纳滤膜,2段布置方式,进水压力在1.8~2.2MPa,膜通量在6~10L/(m2结果与讨论2.1反渗透膜处理对有机物的去除的影响装置调试完成后,连续运行90d,进水平均电导率62.7mS/cm、pH为10.16。使用1由图2可知,进水COD在170~240mg/L,浓水侧COD为250~350mg/L,产水COD稳定在78~110mg/L,COD平均去除率为53.4%。尽管进水COD存在波动,但出水COD相对平缓,这说明纳滤工艺对有机物的去除有一定的稳定性。分析原因可能是煤化工废水经过前端生化和过滤截留作用,反渗透浓水中主要是残留的大分子难降解有机物,这些有机物可以被纳滤膜截留下来得以去除,所以纳滤系统表现出对COD有较高的去除率。2.2压力对cod的去除效果采用1由图3可知,在进水COD在170~250mg/L条件下,产水侧COD平均分别为80、78、75、55mg/L,COD平均去除率分别为54.0%、56.8%、57.0%、59.9%。纳滤对COD的去除率随运行压力的增大而升高,运行通量随运行压力的增大而升高。纳滤过程为压力驱动过程,随着压力的增加,单位时间内透过膜的溶剂体积逐渐增加,而单位时间内透过溶质的量却没有变化,所以其截留率出现相应的增加2.3回收率对截留cod的影响采用1#膜,进水平均电导率62.7mS/cm、pH为10.16,COD为170~250mg/L。结合实际工程纳滤的回收率,考虑进水平均电导率较高,故将纳滤系统的回收率分别控制在40%、45%、50%、55%和60%这5种条件下,结果见图4。由图4可知,随着回收率的升高,纳滤膜对COD的截留率逐渐升高,但升高幅度较小;同时随着回收率的升高,渗透通量逐渐升高,这与运行压力的影响是一致的。考虑纳滤膜对COD截留率上升的比较缓慢,主要原因是反渗透浓水含盐量较高,溶液逐渐被浓缩,膜表面浓差极化现象比较严重,部分溶质透过,渗透液中的的溶质含量随着回收率的上升而逐渐增大2.4cod的去除采用1由图5可知,进水COD在150~250mg/L,产水侧COD为40~100mg/L,浓水侧COD为230~350mg/L。COD的去除率随电导率的升高逐渐降低,并逐渐趋于平缓稳定。分析原因是随着盐含量的增加,在相同压力下,纳滤膜分离有机物时的渗透通量下降比较明显,且在高含量盐存在的条件下,其通量随着盐含量的上升的趋势逐渐下降。同时由于膜表面存在盐析现象,使盐溶液透过的同时附带少量有机物溶质,导致通量和截留率均有所下降。因此,纳滤对有机物的截留率在盐含量较高的条件下,随着着盐含量的增加其截留率下降。2.5机物去除率与所需线性采用1由图6可知,随着pH的升高,有机物去除率虽然存在波动,但无线性相关趋势。可能原因是,纳滤膜对有机物的截留率,一是与膜切割分子量(MWCO)相关2.6不同纳滤膜对有机物截留效果的影响在相同pH(9.5)、压力(2.1MPa)和进水电导率(60mS/cm)条件下,测试1由表2可知,不同的纳滤膜对有机物截留效果的表现存在一定差异。表明不同的纳滤膜制备工艺和材料不同,有机物的截留性能差异较大。3驱动过程及ph对截留cod的影响针对榆林某煤化工项目的反渗透浓水,采用纳滤膜技术去除废水中的COD,通过实际中试,主要得到以下结论:1)在实际进水COD在170~250mg/L时,12)纳滤过程为压力驱动过程,当改变纳滤系统的运行压力时,纳滤对COD的去除率随运行压力的增大逐渐升高;当提高系统运行的回收率时,纳滤膜对COD的截留率逐渐升高,但升高幅度较小;当进水实际盐含量升高时,由于膜表面存在盐析现象,使溶液透过的同时附带少量有机物溶质,导致纳滤膜对有机物的截留率呈现下降的趋势;pH对纳滤膜截留有机物的影响较