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煤化工高盐水处理技术一览

点击数:1132亲朋棋牌2014-12-08 来源:泓济环保

根据煤化工高盐水的特点及处置需求,现阶段通常采用的高盐水处理工艺有膜分离技术、热蒸发技术以及两种技术形成的组合工艺三大类。

|膜分离技术

膜分离技术是利用膜对混合物中各组分选择透过性能的差异来分离、提纯和浓缩目标物质的新型分离技术。目前,在化工及石油工业领域已广泛应用的膜分离技术有五种,分别是超滤、微滤、纳滤、电渗析和反渗透。按照脱盐能力的大小可将其进行初步划分,即微滤<超滤<纳滤≤电渗析<反渗透。

a.超滤、微滤、纳滤膜分离技术

超滤、微滤、纳滤主要用于气、液相微粒、细菌以及其他污染物的截留去除,最小截留分子量可达80~1000Dal。尤其是对标准有机物和NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率最高可达90%,可以有效去除悬浮物(SS)、胶体等相对较大的颗粒物,以达到净化、分离、浓缩的目的。但以上技术的脱盐效果并不理想,其一般可作为料液的澄清、保安过滤、空气除菌、大分子有机物的分离与纯化等。

b.电渗析与反渗透膜分离技术

电渗析与反渗透是脱盐技术中常用的两种方法。前者是以电位差作为推动力,后者则是以渗透压作为推动力的膜分离过程。近些年来,这两种技术也得到了进一步的改良与优化,主要体现在倒极式电渗析(EDR)技术和高效反渗透(HERO)技术。前者利用自动频繁倒换电极的方式,有效解决了装置持续、稳定运行与频繁结垢的问题;后者使RO在PH较高的条件下,通过两级软化、脱气处理去除了硬度和二氧化碳,提高了硅的结垢极限,有效控制了生物和有机物的污堵,并大大提高了废水回用率(>90%)。由于EDR技术电耗大、处理成本高、操作经验不足、回用水率普遍不高等原因,目前已逐渐被具有节能、处理成本低、规模大、技术成熟等特点的反渗透膜分离技术所取代。但反渗透膜分离技术也存在着亟待需要解决的膜污染、堵塞、腐蚀、使用寿命短等问题,尤其是当给水TDS 高于6000mg/l 时,其脱盐率会急剧下降。

|热蒸发技术

热蒸发技术主要针对含盐量在4%(质量分数)左右或更高浓度的含盐废水进行蒸发浓缩的工艺,其特点主要表现在:①一般使用物理方法进行蒸发浓缩,有时可见化学法(焚烧、高级氧化等);②废水处理量普遍不大,有的甚至很小;③处理成本和能耗普遍较高;④固废产生量大,成分复杂,无法有效回收再利用等。热蒸发技术主要有多效蒸发、机械压缩再蒸发、膜蒸馏等技术。

i.多效蒸发(MED)技术

多效蒸发是让加热后的盐水在多个串联的蒸发器中蒸发,前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源并冷凝成为淡水,每一蒸发器称作“一效”。一般情况下,循环蒸发器的串联个数(效数)在3~4个。根据工艺条件的不同,其工艺流程主要有并流法、逆流法、平流法、混流法四种。

在废水处理上,多效蒸发主要适用于高盐份、高有机物含量废水的单独处理,同时配合膜技术实现全范围的“零排放”工艺。

ii.机械压缩再蒸发(MVR)技术

利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发系统产生的二次蒸汽,提高二次蒸汽的热焓,并将二次蒸汽导入原蒸发系统作为热源循环使用。该技术大幅度降低了蒸发器生蒸汽的消耗量,补充的生蒸汽也仅用于系统热损失和进出料温差所需热焓的补充,节能效果相当于十效蒸发系统,是目前国际上应用较为广泛和先进的蒸发器技术。

iii.膜蒸馏(MD)技术

膜蒸馏是一种以蒸汽压差为推动力的新型分离技术,即通过冷、热侧相变过程,实现混合物分离或提纯。与传统蒸馏方法和其他膜分离技术相比,该技术具有运行压力低、运行温度低、分离效率高等优点,可充分利用太阳能、废热和余热等作为热源。根据膜下游侧冷凝方式的不同,膜蒸馏技术可划分为接触式、空气隙式、气扫式和真空膜蒸馏四种形式。

近些年来,膜蒸馏技术得到了一定程度的发展,但仍然存在着与膜分离技术相同的问题,如:膜污染、结垢堵塞等,应用领域还不是很广泛,可商业化运行的技术难题仍需进一步解决。

|膜分离与热蒸发组合技术

随着国家及地方针对煤化工废水排放的环保政策与要求的不断深化,高盐水处理的工艺组合技术得到了较快的发展与研究,正向多样化、可协同处理的成熟路线稳步发展。该组合工艺最大的优点在于工艺的选择性多,水质适应性好,可根据脱盐规模大小、水质要求、地理气候条件、技术与安全性、投资来源与管理体制等实际条件形成不同的处理方法。

该工艺主要采用了石灰石软化、超滤、反渗透、热蒸发组合技术。其中,石灰石软化预处理工艺增加了PAM加药系统、高效沉淀器、中和池及二次过滤系统,可进一步提高析出盐分的絮凝、沉降与分离,并具有一定程度的CODcr去除能力。超滤与反渗透的工艺组合是目前普遍采用的除盐技术,处理效果明显,运行较为稳定,适用于TDS<6000mg/l的含盐废水的再处理、再利用,回用水率可达70%以上,膜使用寿命可达3年。外排的浓盐水可通过DM(蝶式振动膜)装置进行回收再利用,其最大优势在于膜污染控制效果好、水质适应性强、能耗较低,污水回收率最高可达85%以上,并同时设置了机械压缩再蒸发系统和盐分离器,使盐水得以完全分离,达到“近零排放”的处理需求。

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