多通道电渗析应用于高盐废水处理的试验研究 - 新闻资讯 - 破乳剂|COD去除剂|乳化液|含油|煤化工废水处理|济南乾来环保

摘要: 燃煤电厂高盐废水成分复杂，具有含盐量高、腐蚀性强、易结垢等特点。高盐废水的深度处理一直是电厂的技术难题，为了解决传统处理工艺药剂投加量大、运行费用高等问题，文章以多通道电渗析装置为基础，研发了一种新型高盐废水处理工艺，并开展了相关试验研究。试验结果表明: 采用该技术，高盐废水无需加药软化预处理就能达到良好的后续处理效果，系统所产淡水电导率一般稳定在 11 ～ 15ms /cm，TDS 约 12000mg /L。该技术可在保障高盐废水处理工艺稳定的前提下，实现节约药耗、降低运行成本、减少污泥排放的目标。

关键词: 多通道电渗析; 高盐废水; 试验研究

随着国家环保政策日趋严格，如何在确保安全生产的前提下，充分利用现有水资源、实现节能减排和废水零排放，已成为我国工业生产过程中面临的紧迫任务。燃煤电厂作为工业用水、排水大户，生产过程中如果大量废水直接外排，极易对环境造成污染。燃煤电厂废水存在种类多、成分复杂、水质差异较大等问题，其中脱硫废水含盐量、悬浮物、总固体、水量等指标都比其他废水高很多，是电厂废水零排放的重点和难点，脱硫废水中主要成分是溶解性的无机盐和少量有机物，无机盐主要由 Ca2 + 、Mg2 + 等易结垢离子组成。目前实施的电厂废水零排放工艺路线可分为膜法和热法 2 大类，其中膜法是以预处理软化加膜浓缩，后续接旁路高温烟气干燥或蒸发结晶制盐，膜法的预处理阶段一般需采用加入石灰或氢氧化钠、碳酸钠，去除钙、镁离子，以降低原水硬度后方可进入后续处理，在此期间会产生大量软化污泥，需单独处理，药剂费及污泥处置费较高，加大了系统运行成本，且污泥属于固体废物，对环境造成二次污染。

为解决膜法在预处理及浓缩方面存在的问题，以多通道电渗析膜为基础，研发了一种新型膜处理工艺，应用新工艺，高盐废水不需进行加药软化预处理，缩短了高盐废水处理回用及零排放的工艺流程，系统运行过程中无污泥产生，从根本上解决二次污染问题，有效节约了高盐废水零排放系统的工程投资和运行成本。

1 试验材料及方法

1. 1 试验方法

根据前期调研及资料收集，研究采用的试验技术路线是高盐废水通过介质过滤预处理装置，滤除废水中的悬浮物、胶体等大颗粒物质，然后进入多通道电渗析中，以氯化钠为介质，进行离子交换，使高盐废水含盐量降到系统设定目标值，再进入下一单元进行脱盐处理和淡水回用。系统运行中形成两股浓缩液，一股是以氯离子和原水中各种阳离子混合的氯化物浓缩溶液，至下一单元通过烟道喷洒或结晶制备氯化镁盐; 另一股是以钠离子和原水中各种阴离子混合的钠盐浓缩溶液，进入纳滤膜单元进行分离，纳滤膜淡水侧以氯化钠为主可补充到氯化钠浓溶液池中，纳滤膜浓水以硫酸钠为主，通过烟道喷洒或结晶制备硫酸钠盐。

1. 2 试验装置

1. 2. 1 多通道电渗析装置

装置开启电源后，电渗析单位将形成 Z、Y、 W、X 4 个通道，其中高盐废水从 Z 通道进入，10% 浓度的氯化钠盐从 Y 通道进入与原水离子结合，在 W 和 X 通道中将分别形成氯盐浓缩液和钠盐浓缩液，最终原水含盐量不断下降，达到目标设定值，试验装置原理如图 1 所示。

1. 2. 2 高盐废水处理试验装置

试验装置见表 1。

1. 3 试验原水水质

试验采用的高盐废水水质指标见表 2。

1. 4 试验所需药剂

( 1) 电极液的制备( 20L) : 3% NaNO3 ( 600g) ，需定期更换。

( 2) 浓水的制备( 6L) : 1% ～ 3% NaCl ( 60 ～180g) 。( 3) 补充液的制备( 100L) : 10% ～ 15% NaCl( 10 ～ 15Kg) 。

1. 5 试验水质检测仪器

各个工艺段水样的分析检测在现场实验室进行，实验室所包含的分析检测设备: 电导率计、烧杯、量筒、电子称等。

2 试验过程及结果

2. 1 试验运行水量

试验期间，系统运行水量数据见表 3。

2. 2 试验数据

2. 2. 1 浓、淡水电导变化数据图表

试验期间，淡水及 X 液、Y 液电导率变化曲线如图 2 所示。

2. 2. 2 试验测量水质数据

试验期间各通道出水水质检测数据见表 4。

2. 3 试验结果

由系统运行数据和电导率可知，脱盐浓缩过程稳定，Z 液( 淡水) 电导率在 11 ～ 15ms /cm 之间，TDS 平均值约 12000mg /L; W 液( 钠盐浓水) 电导率约 185ms /cm，TDS 约 220000mg /L; X 液( 氯化物浓水) 电导率约 157ms /cm，TDS 约 290000mg /L。实验达到了预期效果。

2. 4 与传统膜法经济性比较

传统膜法工艺路线需两级澄清池、石灰加药装置、碳酸钠加药装置、固废污泥处置设备、工艺管道等，以 300MW 机组为例计算，每台机组废水量约 5m3 / h，按年运行 5000h 计算，每年产生污泥( 含水率 70% ) 约 850t。每年消耗药剂量: 当采用NaOH + Na2CO3 组合加药方式时，约需 380t /年;当采用 Ca( OH) 2 + Na2CO3 组合加药方式时，约需1030t /年，新技术路线与传统膜法处理工艺经济性比较见表 5。

3 结论

( 1) 传统高盐废水膜法处理工艺中需在预处理阶段加入大量药剂降低硬度后方可进入后续处理，针对此过程中存在污泥产生量大、药剂费及污泥处置费高等难题，基于对多通道电渗析装置的研究，提出了一种新型高盐废水处理工艺并开展了试验研究。

( 2) 在不进行加药软化预处理情况下，新型多通道电渗析处理工艺可将高盐废水中钙、镁离子和硫酸根离子分别迁移至氯化物浓水和钠盐浓水中。试验结果证明采用该工艺流程，高盐废水不经加药软化直接进行处理是可行的，系统处理效果良好，同时减少了固体废物的排放，避免了对环境造成二次污染。

( 3) 新工艺路线与传统膜法相比，节省了药剂投加和污泥处置费用，以 300MW 发电机组为例，每年可节约生产成本约 168 万元。

原标题：多通道电渗析应用于高盐废水处理的试验研究

原作者：郭宗林，何志军，吕超，何思源

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