2.1.1 平板纳滤试验
在本文中,分离浓缩主要指的是原水
)车间废水经管道收集后进入集水池(已建),通过泵提升进入隔油、调节池,初步隔出废水中的浮油和杂质,调节废水的水质水量。
2)调节池的废水经泵提升进入配水池
根据对企业的出水水量、水质分析,并根据业主的要求考虑一定的余量,深度处理工程设计进水为现有工程出水,其处理水量250m3/d,pH为6~9,COD≤300mg/L,NH3-N、TN、TP、苯酚的质量浓度分别≤10、≤20、≤3、≤2mg/L。
1)新建pH调节池、中间水池1,收集现有工程出水,加酸调节pH至2~3。
2)经泵将中间水池1调节后的废水提升入催化氧化塔进行氧化反应1.50h。催化氧化塔为成套设备,主要包括进水过滤装置、主体反应罐、固着性催化载体、氧化剂投加装置以及鼓风曝气装置等。该装置主要的部分就是固着性催化载体,它是通过特殊工艺将多种金属催化剂固定在载体表面,再将载体填充于反应器中,在曝气搅动作用下,投加的氧化剂与废水及催化剂充分接触,在催化剂催化作用下形成氧化性极强的羟基自由基,断开有机化合物化学键,破坏有机物结构,将废水中难降解有机物氧化分解成小分子有机物和无机物,实现对有机物的降解。在鼓入空气扰动的同时,空气中的氧参与反应过程,起到很好的促进作用,可有效提高氧化效率和氧化彻底性。该催化氧化塔反应条件温和,常温常压、中性或弱酸性条件即可进行,反应操作简单,设备占地面积小,是针对高浓难降解有机废水较理想的预处理方法。
3)经过催化氧化塔处理的出水达标后,将越过混凝反应沉淀池直接提升进入中间水池3,若出水未达标将进入中间水池2,经泵提升进入混凝沉淀池,加入液碱调节废水的pH至8~9,再投加聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM),去除废水中的污染物。当出水水质不理想时,通过投加高效吸附药剂作为保障工艺。
4)混凝沉淀池出水进入中间水池3,经泵提升至过滤器:利用过滤器过滤废水,去除废水中的悬浮物,达到企业回用水标准,出水进入中间水池4,再由泵提升至清水池,循环水利用,反冲洗废水进入中间水池2。
5)污泥主要为压滤产生的物化污泥,系统中产生的物化污泥统一送至污泥浓缩池,浓缩后的污泥由压滤机压干,估算每天约产生绝干污泥0.20t,折合水的质量分数70%~80%的污泥约1t。压干后的污泥送至污泥干燥设备,利用厂区的导热油进行加热,通过污泥烘干机将污泥的水的质量分数由70%~80%降低至20%~30%,污泥量约为0.25t。烘干后的污泥根据环评要求用拖拉机或汽车外运作规范化处理。
2.3 主要构筑物
废水经深度处理后达到GB31572-2015中的表1标准后进行回用。
2.2 工艺流程
为确定本工程的提标改造工艺流程,选用了混凝沉淀、化学氧化、吸附剂吸附等废水深度处理工艺进行了小试,根据小试结果确定了催化氧化法作为该废水深度处理工艺,同时将高效吸附药剂作为备用工艺。考虑到废水
。
3)废水再经泵提升至高效厌氧罐,通过布水系统、污泥反应区和气液固三相分离器去除其中大部分COD,将废水中的有机物进一步水解,将大分子有机物转化为小分子有机物,为后续生化处理提供条件。
4)厌氧罐出水流入A/O池,在A/O池中投加HSBEMBM微生物制剂,在A段进行反硝化脱氮,O段内的硝化细菌和自养细菌将废水中的有机物氧化分解,将NH3-N转化为硝酸盐和亚硝酸盐,再回流至A段进行反硝化,出水经沉淀池沉淀后达标排放。
5)物化污泥、生化污泥进入污泥浓缩池,经泵提升至压滤机压干后外运规范处置。
1.2 运行情况
根据污水处理站2014年2月-2015年5月的调试及运行记录可以看出,污水处理设施基本已稳定运行。2016年2月,当地对污水处理系统进行竣工验收取样,检测结果合格各项指标均达到了设计的处理要求。见表2。
中盐分离,为一价离子、二价离子分离。现阶段,纳滤与均相膜电渗析为可以让二者分离的主要膜处理工艺。考虑到均相膜电渗析试验对于复杂水质废水脱硫具有较高风险,因此,在本文中主要进行平板纳滤试验。为让脱硫废水处理过程中的药耗、能耗得到有效控制,需要对高盐废水化学能进行充分控制,遵循自扩散纳滤理念,可以对其进行具体试验。主要利用纳滤膜片,将其制作为圆筒容器,在该圆筒容器中,两侧应用分别为除盐水、模拟脱硫废水,在无外力作用下可以对NaCl自由扩散能力进行分析研究。在试验用模拟脱硫废水水质中,Na+离子质量浓度为5568mg·L-1;Ca2+离子质量浓度为1678.95mg·L-1;Mg2+离子质量浓度为2509.95mg·L-1;Cl+离子质量浓度为10447.50mg·L-1;SO42-离子质量浓度为11893.78mg·L-1。
经过试验,在经过17h的静置后,发现在化学能作用条件下,除盐水得到了模拟脱硫废水中的NaCl扩散,同时,在模拟脱硫废水侧具有除盐水的扩散。通过纳滤膜,除盐水大约得到了1300mg/L的Cl-,借助正渗透作用,通过纳滤膜,脱硫废水侧大约有一半除盐水渗透。在脱硫废水侧,如果对其施加大于脱硫废水与除盐水之间渗透压,那么除盐水无法透过纳滤膜,在工艺水中,只有加速扩散的氯化物。所以,在基本不对盐垢因子离子积进行改变的条件下,脱硫废水中的Cl-浓度会下降,而在对脱硫废水进行处理后,可以在脱硫系统中进行回收利用;因为无致垢因子,转移到除盐水中的Cl-可以帮助其进行无害化减量处理与资源化回收利用。
2.1.2 卷式纳滤膜元件试验
利用卷式纳滤膜元件开展试验活动,完成进水、纳滤膜、产水、浓水排放以及浓水循环等步骤,将纳滤膜回收率控制为10%、20%与30%,测定纳滤膜的进水、浓水、产水中的Ca2+浓度、Mg2+浓度、Cl-质量浓度、SO42+质量浓度。经过试验测定,发现在纳滤膜回收率不断提升的过程中,浓水Cl-质量浓度也会随之提升,在产水中的Cl-质量浓度为稳定状态,纳滤膜对于Cl的透过率会随之提升。而对于二价离子Mg2+、Ca2+、SO42-来说,纳滤膜可以起到良好的截留作用,其截留率大于98%。所以,我们可以得知在进行卷式纳滤膜元件试验时,可以有效截留脱硫废水二价离子,通过纳滤膜,一价离子会传递至产水,可以有效分离一价离子与二价离子。
也就是说,对纳滤膜性能进行评价时,MgSO4截留率为重要依据,对于脱硫废水中的MgSO4来说,纳滤膜截留率在98%以上;对于脱硫废水中的Mg2+、Ca2+、SO42-来说,纳滤膜均能起到良好的截留作用;原水中离子成分决定了浓水、产水中离子浓度比;在试验过程中,对于所利用的脱硫废水来说,纳滤膜可以起到较好的分离浓缩作用。
2.2 高盐废水资源化
在此电厂的高盐废水中,脱硫废水Cl-具有较高的质量浓度,控制Cl-质量浓度为15000mg/L,其NaCl质量分数是2.47%,为让资源化处理能耗得到有效节约,需要进一步浓缩对分离浓缩之后的脱硫废水。在当前浓缩技术中,主要包含四种类型,即正渗透、反渗透、均相膜电渗析以及热法,正渗透NaCl质量分数约为20%,反渗透NaCl质量分数约为6%到8%之间,均相膜电渗析NaCl质量分数约为15%到20%,热法会产生近结晶。
资源化工艺路线对于NaCl需要浓缩的质量浓度具有决定作用,现阶段,结晶固体盐是脱硫废水处理项目NaCl主要浓缩目标。对于NaCl溶解度来说,温度并不会对其造成较大影响。在20℃条件下,其NaCl质量分数大约是26.4%。通常情况下,在盐类结晶之前,矿盐企业需要对其浓度进行提升,让结晶能耗得到有效节约。在盐废水处理过程中,结晶环节能耗、浓缩环节能耗均相对