儀征mbr廢水處理一體化設(shè)備處理方法

　大量的高鹽分工業(yè)廢水直接排放，給地表水、地下水以及土壤帶來嚴(yán)重的污染，危害生態(tài)環(huán)境。水資源短缺又是制約我國經(jīng)濟(jì)和社會長期穩(wěn)定發(fā)展的重要因素，所以推廣廢水循環(huán)利用，努力實(shí)現(xiàn)廢水少排放，已成為各行業(yè)的發(fā)展趨勢和國家環(huán)境保護(hù)發(fā)展規(guī)劃的明確要求。膜技術(shù)是一種高效、低能耗、易操作的液體分離技術(shù)，同傳統(tǒng)的水處理方法相比具有處理效果好，可實(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)利用及回收有用成分等優(yōu)點(diǎn)，是廢水資源化的有效技術(shù)。

　　山東某石化集團(tuán)是一家集煉油、精細(xì)化工、物流、運(yùn)輸和熱力供應(yīng)等于一體的大型企業(yè)，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的廢水。企業(yè)已經(jīng)建設(shè)了雙膜法中水回用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了60%以上的生產(chǎn)廢水的回用，但所產(chǎn)濃水鹽分較高，需外排。

　　本工程新建處理量200m3/h含鹽污水資源化項(xiàng)目，采用多種膜的高效集成工藝技術(shù)，對高鹽廢水進(jìn)行資源化處理，所產(chǎn)淡水達(dá)到企業(yè)用水要求回用、結(jié)晶氯化鈉和硫酸鈉均滿足工業(yè)用鹽標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)廢、鹽的資源化和產(chǎn)水回用的目的。

　預(yù)處理主要是去除廢水中的濁度、懸浮顆粒、COD和硬度等，為后續(xù)膜處理系統(tǒng)作保障。預(yù)處理包括臭氧氧化、機(jī)械攪拌澄清、機(jī)械過濾、超濾、鈉床+弱酸床樹脂軟化和脫氣塔等。

　　2.2 濃縮分鹽

　　濃縮分鹽是含鹽污資源化系統(tǒng)的核心部分。反滲透膜預(yù)濃縮處理可以實(shí)現(xiàn)含鹽污水的初步濃縮和產(chǎn)水達(dá)標(biāo)回用，經(jīng)過濃縮后鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)2%左右，再利用具有離子選擇性能的分鹽納濾膜進(jìn)行分鹽處理，納濾產(chǎn)水以氯化鈉為主，含有極少量的硫酸根;納濾濃水則以硫酸鈉為主，且同時含有一定量的氯化鈉，實(shí)現(xiàn)含鹽污水中一二價鹽的初步分離，為后面工藝獲取高品質(zhì)單一結(jié)晶鹽打下基礎(chǔ)。

　　2.3 再濃縮結(jié)晶出鹽

　　氯化鈉濃縮液選用均相電驅(qū)動膜和反滲透組合技術(shù)濃縮至鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)12%～15%，再去機(jī)械式蒸汽再壓縮蒸發(fā)器(MVR)裝置系統(tǒng)進(jìn)行分質(zhì)結(jié)晶，產(chǎn)出氯化鈉;硫酸鈉濃縮液采用海水反滲透(SWRO)技術(shù)濃縮至鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%～12%，再去冷凍結(jié)晶裝置，產(chǎn)出十水硫酸鈉結(jié)晶鹽。通過膜組合工藝對濃縮液進(jìn)一步濃縮，可大幅降低去分質(zhì)結(jié)晶系統(tǒng)的處理水量，從而大幅降低結(jié)晶系統(tǒng)能耗，節(jié)省設(shè)備投資和運(yùn)行成本，同時在濃縮過程中產(chǎn)生的淡水和蒸發(fā)結(jié)晶過程的冷凝液均回收利用。

　采用常規(guī)的泥渣循環(huán)型機(jī)械攪拌澄清池，利用機(jī)械攪拌設(shè)備的動力提升作用來實(shí)現(xiàn)泥渣的回流和接觸反應(yīng)。經(jīng)過加藥混合反應(yīng)后的高鹽廢水先進(jìn)入第1絮凝室，與數(shù)倍于廢水量的循環(huán)泥渣在攪拌葉片的帶動下進(jìn)行初步的接觸反應(yīng)。而后由葉輪提升至第2絮凝室繼續(xù)反應(yīng)，形成較大的絮體后，再于分離室中進(jìn)行固液分離。這種水池適用于加藥軟化的澄清。廢水進(jìn)入機(jī)械攪拌澄清池前，投加氫氧化鈉、碳酸鈉、絮凝劑、助凝劑，降低廢水總硬度和總堿度，經(jīng)充分反應(yīng)沉淀，懸浮固體從水中分離，完成澄清的作用。經(jīng)過機(jī)械攪拌澄清池處理后，出水總硬度可以降到50mg/L(以CaCO3計(jì))以內(nèi)，減少了后續(xù)樹脂軟化系統(tǒng)的負(fù)荷，延長再生周期。

　　2)超濾裝置。

　　超濾膜為專用于高污染環(huán)境下使用的抗污染型SFP-2880XP，孔徑30nm，具有高強(qiáng)度、耐壓、耐酸堿、耐清洗、抗污染和使用壽命長等特點(diǎn)，能持續(xù)保障產(chǎn)水水質(zhì)，對水中膠體、懸浮物、色度、濁度、細(xì)菌病毒、大分子有機(jī)物均具備良好的截留性能，超濾系統(tǒng)產(chǎn)水污染指數(shù)(SDI)小于2.5，滿足反滲透膜系統(tǒng)的進(jìn)水指標(biāo)要求。

　　3)深度軟化裝置。

　　采用陽樹脂+弱酸床樹脂+脫氣塔對廢水進(jìn)行軟化，采用多級樹脂吸附水中殘留的鈣、鎂離子，使廢水的硬度和堿度接近于零，確保后續(xù)工藝系統(tǒng)不存在鈣、鎂離子、堿度干擾，膜濃縮系統(tǒng)和結(jié)晶運(yùn)行安全并保證出鹽純度。配備再生系統(tǒng)，其中氯化鈉再生液采用后續(xù)電驅(qū)動膜系統(tǒng)自產(chǎn)的濃縮液，既保證再生效果，又能節(jié)省鹽消耗并不給系統(tǒng)增加額外鹽分。

　　3.2 膜濃縮分鹽單元

　　1)預(yù)濃縮反滲透裝置。

　　經(jīng)過樹脂軟化后的產(chǎn)水先由反滲透系統(tǒng)濃縮脫鹽，系統(tǒng)脫鹽率97%以上，產(chǎn)水收集進(jìn)回用水箱去回用;鹽分大部分截留在濃水中，濃水鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)2%左右。為降低膜系統(tǒng)污染的風(fēng)險，采用抗污染型苦咸水反滲透膜元件BW30FR-400。

　　2)納濾分鹽裝置。

　　納濾膜表面帶特定電荷，對不同電荷和不同價態(tài)的離子具有相當(dāng)不同的電位，從而使不同價態(tài)的離子得以分離[5]。采用選擇性納濾分離專用膜，讓1價的氯化鈉盡可能地透過，而2價的硫酸鈉則大部分截留在濃水中，進(jìn)行初步分鹽處理。在分鹽的同時，硫酸鈉側(cè)溶液進(jìn)行了初步濃縮，SO42-的質(zhì)量濃度達(dá)28g/L左右，鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到5%左右，膜兩側(cè)Cl-的質(zhì)量濃度均在3～4g/L;氯化鈉一側(cè)NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.8%左右，SO42-含量小于全部離子含量的1%。

儀征mbr廢水處理一體化設(shè)備處理方法　

　3.3 氯化鈉再濃縮結(jié)晶出鹽單元

　　1)氯化鈉再濃縮反滲透裝置。

　　將納濾分鹽產(chǎn)生的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.8%左右氯化鈉溶液和后續(xù)電驅(qū)動膜產(chǎn)生的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.8%左右的淡液進(jìn)行濃縮至2.8%左右，反滲透產(chǎn)淡水進(jìn)入回用水箱。同樣采用抗污染型苦咸水反滲透膜元件。

　　2)氯化鈉再濃縮電驅(qū)動膜濃縮裝置。

　　采用2級電驅(qū)動膜裝置，滿足分級濃縮，提升回收率的要求，并減少濃水蒸發(fā)量。第1級電驅(qū)動膜裝置將溶液濃縮至質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%左右，濃水部分供樹脂軟化器再生使用;第2級電驅(qū)動膜裝置將質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的溶液繼續(xù)濃縮至質(zhì)量分?jǐn)?shù)12%～15%進(jìn)入MVR系統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶。質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.8%左右淡水回氯化鈉再濃縮反滲透系統(tǒng)。選用的電驅(qū)動膜為均相膜，具有抗污染性能好、截留率高、電阻小、脫鹽速度快等特點(diǎn)。整流器采用高頻電源開關(guān)，幾乎沒有諧波，電流效率高、功率因素高。

　　3)氯化鈉MVR蒸發(fā)結(jié)晶裝置。

　　膜濃縮得到的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%～15%濃鹽水進(jìn)蒸發(fā)結(jié)晶單元處理。從蒸發(fā)器分離出來的二次蒸汽經(jīng)熱泵壓縮后，蒸汽的溫度及壓力均大幅升高，熱焓增大，之后再進(jìn)入蒸發(fā)器加熱室冷凝并釋放出潛熱，受熱側(cè)的濃鹽水料液得到熱量后沸騰汽化產(chǎn)生二次蒸汽經(jīng)分離后再次返回?zé)岜?。如此重?fù)上述過程，蒸發(fā)器蒸發(fā)的二次蒸汽即可源源不斷地經(jīng)過熱泵壓縮，提高熱焓，返回蒸發(fā)器作為蒸發(fā)熱源，地回收二次蒸汽的熱能。除初次啟動外均無需補(bǔ)充新鮮蒸汽，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。此外，二次蒸汽冷卻水系統(tǒng)需求量也大大降低，節(jié)省大量循環(huán)冷卻水用量。原液經(jīng)進(jìn)料泵接入強(qiáng)制循環(huán)換熱器蒸發(fā)，濃縮至氯化鈉過飽和時出料，通過離心分離得到較純凈的氯化鈉晶體，所得母液回流。