陳麗娜　吳朝陽　江英姿

（武漢都市環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司　湖北武漢　430205）

引言

現(xiàn)階段，水資源成為制約煤化工產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要阻礙，為了響應(yīng)我國提倡的節(jié)能減排政策，某煤化工企業(yè)使用反滲透系統(tǒng)，對(duì)濃鹽水采用組合工藝進(jìn)行加工處理以后，將脫鹽水輸送到廠區(qū)的循環(huán)水系統(tǒng)當(dāng)中，作為循環(huán)冷卻水補(bǔ)水使用。反滲透系統(tǒng)的使用使全廠廢水綜合回收效率得到了顯著的提升，極大的減少了廢水排放量，對(duì)于煤化工企業(yè)的發(fā)展來說具有十分巨大的現(xiàn)實(shí)意義。

1　濃鹽水回收利用的目標(biāo)

煤化工企業(yè)需要對(duì)以往用水處理系統(tǒng)中排放的濃水進(jìn)行深度處理，使其能夠得到再次回收和利用，對(duì)其處理以后將脫鹽水輸送到廠區(qū)的循環(huán)水系統(tǒng)當(dāng)中，使?jié)馑械幕瘜W(xué)需氧量降低，達(dá)到循環(huán)冷卻水補(bǔ)水的使用要求。目前，對(duì)回收利用水質(zhì)的要求為：濃鹽水回收利用裝置中所產(chǎn)生的水質(zhì)，應(yīng)充分滿足循環(huán)水補(bǔ)水的要求，即電導(dǎo)率不應(yīng)超出生產(chǎn)水導(dǎo)電率的 800μs/cm，COD 不超過 60mg/L[1]。

2　反滲透濃鹽水零排放處理工藝分析

經(jīng)過對(duì)煤化工企業(yè)中濃鹽水的水質(zhì)分析結(jié)果，提出了四種濃鹽水的排放方案，并在下文中進(jìn)行對(duì)比研究。

2.1　臭氧氧化+TMF+RO系統(tǒng)+臭氧氧化+BAF

由于臭氧具有較強(qiáng)的氧化工藝，能夠有效的降低COD濃度。TMF為管式膜組件，利用TMF軟化工藝，能夠使硬度得到有效的降低。使產(chǎn)生的水分充分符合濃鹽水處理裝置的進(jìn)水要求，而從濃鹽水處理裝置中產(chǎn)出的濃水COD卻不能直接排放，因此需要再次進(jìn)行臭氧氧化處理，并且利用BAF生化工藝，使COD排放的總體目標(biāo)得到充分滿足，使?jié)馑诮?jīng)過脫鹽處理以后，達(dá)到濃度的限制目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)零排放。

2.2　高效電滲析脫鹽系統(tǒng)+沉淀過濾+高級(jí)氧化

在反滲透濃鹽水的處理過程中，首先需要經(jīng)過高效電滲析脫鹽系統(tǒng)的處理，這時(shí)濃水的回收量將達(dá)到85%以上，極大的減少了煤化工企業(yè)的污水排放量。高效電滲析系統(tǒng)不但能夠?qū)恹}水進(jìn)行處理和排放，而且還具備較為的脫COD功能，脫除率能夠達(dá)到40%左右。通過對(duì)該系統(tǒng)的使用還能夠以較低的成本使?jié)馑?dāng)中較高的COD進(jìn)行去除，不但可以實(shí)現(xiàn)廢水的回收再利用，而且還能夠極大的減少了COD的排放。另外，對(duì)于濃水中剩下的一些殘留物質(zhì)，可以通過絮凝沉淀過濾以及高級(jí)氧化的方式，對(duì)其進(jìn)行深度加工，使COD排放量進(jìn)一步降低，真正實(shí)現(xiàn)濃鹽水的零排放[2]。

2.3　活性炭吸附+膜濃縮+蒸發(fā)濃縮

采用活性炭吸附池能夠?qū)U水中的有機(jī)污染物質(zhì)有效的隔離，在反滲透濃鹽水處理過程中，安裝一款膜濃縮裝置，能夠有效減少廢水量，對(duì)可用水進(jìn)行進(jìn)一步的回收，通過對(duì)蒸發(fā)器的使用，能夠?qū)⒏邼舛鹊柠}水進(jìn)行蒸發(fā)處理，將鹽分隔離出去，減少濃鹽對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的不良影響。另外，采用活性炭吸附的方式，使有機(jī)物被有效的吸附出來，去除率能夠超過60%，經(jīng)過吸附后的產(chǎn)水再經(jīng)膜濃縮處理后，能夠回收將近50%的水分，將剩余的高濃度含鹽污水輸送到蒸發(fā)器當(dāng)中，做進(jìn)一步的蒸發(fā)濃縮處理，將蒸發(fā)后的濃液輸送到蒸發(fā)塘當(dāng)中，使其在自然作用下進(jìn)行蒸發(fā)和其他處理。

2.4　軟化器+OTHPs+生物活性炭+RO膜

將濃鹽水進(jìn)行提升處理以后輸送到澄清器當(dāng)中，同時(shí)將石灰、NA2CO3等均投入其中，使水的硬性得到有效的軟化。當(dāng)水分由澄清器中流出時(shí)，將進(jìn)入到臭氧池當(dāng)中，通過使用臭氧在池中進(jìn)行曝氣反映，是原水當(dāng)中的有機(jī)物得到進(jìn)一步消減，進(jìn)而增加活性炭濾池的使用壽命，減少對(duì)運(yùn)行成本的投入。經(jīng)過臭氧氧化過后的原水將由活性炭進(jìn)行過濾，然后使有機(jī)物在吸附作用下數(shù)量降低，進(jìn)而消減了水中的COD物質(zhì)與懸浮物。產(chǎn)水在經(jīng)過過濾處理以后，在加壓的作用下輸送到反滲透過濾器中，在反滲透進(jìn)水的作用下，將酸性物質(zhì)融入其中對(duì)水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，增加阻垢劑預(yù)防結(jié)垢，并且將還原劑加入其中，預(yù)防水中產(chǎn)生氧化性物質(zhì)，對(duì)反滲透效果造成損害。

3　高效電滲析處理技術(shù)實(shí)驗(yàn)

3.1　技術(shù)簡介

高效電滲析技術(shù)作為一種新型濃水處理技術(shù)，能夠利用電能將溶液中的可溶礦物質(zhì)離子進(jìn)行去除。與以往傳統(tǒng)的電脫鹽技術(shù)相比來看，極大的減少了系統(tǒng)化學(xué)品的清洗次數(shù)。在高效電滲析運(yùn)行中，電極與濃水和淡水每過1個(gè)小時(shí)便會(huì)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)2～4次，其中產(chǎn)生的離子將會(huì)以反向運(yùn)動(dòng)的方式將膜表面的沉積物質(zhì)進(jìn)行沖洗，有效的減少了對(duì)原水的預(yù)處理工序，同時(shí)還能夠減少清晰設(shè)備過程中的停工時(shí)間以及去除污垢所用的化學(xué)品用量[3]。

在使用高效電滲析技術(shù)的基礎(chǔ)上，加入直流電壓作用，使二者共同作用到離子溶液當(dāng)中，使離子的流動(dòng)性顯著增強(qiáng)，運(yùn)動(dòng)到與其電性相反的電極當(dāng)中，例如，陰陽離子將在運(yùn)動(dòng)中互換位置。在電滲析系統(tǒng)中，陰陽離子的交換膜將會(huì)通過疊加的方式存在于兩端電極的中間，其中，陽離子只能夠從陽離子交換膜中通過，陰離子也只能從陰離子交換膜中通過，其他離子則無法通過。在電流加載的過程中，陽離子將在交換膜中不斷朝著陰離子移動(dòng)，而陰離子也朝著陽離子移動(dòng)。當(dāng)彼此之間移動(dòng)到相鄰的通道當(dāng)中后，離子交換膜將對(duì)二者的移動(dòng)產(chǎn)生阻礙，而離子繼續(xù)朝著相反的方向移動(dòng)，進(jìn)而在引力的作用下不斷向上遷移，因此而產(chǎn)生了淡水室與濃水室。

3.2　實(shí)驗(yàn)分析

某煤化工企業(yè)利用高效電滲析技術(shù)對(duì)反滲透濃鹽水進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，通過觀察具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到以下結(jié)果。

通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠得知，利用高效電滲析技術(shù)對(duì)反滲透濃鹽水進(jìn)行去除具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。在實(shí)驗(yàn)過程中，反滲透濃水的電導(dǎo)率在4000～5000μs/cm的范圍內(nèi)發(fā)生了改變，產(chǎn)水電導(dǎo)率始終不超過1000μs/cm，在大部分時(shí)間內(nèi)約為800μs/cm。由此可見，將該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)正式投入到實(shí)際工作當(dāng)中，則流量控制的穩(wěn)定性將更加強(qiáng)大，采用調(diào)節(jié)電壓的方式，對(duì)產(chǎn)水電導(dǎo)率進(jìn)行進(jìn)一步的控制，使其波動(dòng)范圍保持在600～700μs/cm之間。從電導(dǎo)率的角度來看，高效電滲析系統(tǒng)中產(chǎn)生的水分與黃河取水相比來看，水質(zhì)上更占優(yōu)勢(shì)，能夠充分符合工廠循環(huán)冷卻水的補(bǔ)水用途以及其他的工業(yè)用水需求。對(duì)于合格水的合理率能夠超過85%，如若對(duì)不合格水分進(jìn)行再處理，則能夠使整個(gè)水的回收率變得更加顯著，極大的降低了工廠廢水排放的數(shù)量，使大部分廢水都可以經(jīng)過反滲透濃鹽水的處理之后實(shí)現(xiàn)回收和利用，真正實(shí)現(xiàn)零排放。另外，高效電滲析系統(tǒng)還具備較強(qiáng)的脫COD能力，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)脫COD頻率在20～60%之間波動(dòng)，平均脫COD率達(dá)到40%，效果也較為顯著。

4　結(jié)束語

綜上所述，在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，將不可避免的會(huì)產(chǎn)生大量高鹽度、高氨氮的廢水，如若肆意排放不但會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成較大的不利影響，而且還會(huì)產(chǎn)生大量的水資源浪費(fèi)。對(duì)此，需要對(duì)濃鹽水進(jìn)行處理回收利用，最終實(shí)現(xiàn)零排放的目標(biāo)。其中，電滲析技術(shù)具有良好的處理效果，經(jīng)過改系統(tǒng)的處理后，有80%的水資源能夠得到有效應(yīng)用，在節(jié)能減排方面具有十分重大的應(yīng)用意義。

[1]官赟赟，顧錫慧，雷太平，等.反滲透濃水處理技術(shù)的試驗(yàn)研究[J].工業(yè)水處理，2014，34（2）：33～36.

[2]夏季祥.煉化企業(yè)反滲透濃水處理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析[J].安全、健康和環(huán)境，2015，13（7）：29～31.

[3]謝陳鑫，滕厚開，李肖琳，等.煉油廢水反滲透濃水處理技術(shù)的研究[C]2013中國水處理技術(shù)研討會(huì)暨年會(huì).2013.