含鹽廢水預處理的中試研究
導讀：預處理對TDS的去除率如圖5所示。超濾作為一種高效的水處理技術已被越來越多的應用于工業(yè)廢水處理。超濾，含鹽廢水預處理的中試研究。
關鍵詞：含鹽廢水，預處理，超濾
含鹽化工廢水的處理是工業(yè)廢水處理中的難點之一。含鹽廢水的排放帶來十分嚴重的環(huán)境污染,特別是工業(yè)含鹽廢水,除本身含有高濃度的無機鹽外,還含有大量的有毒難降解溶解性有機物如苯環(huán)類化合物和烴類等,此類廢水的溶解性有機物含量高,一般物理化學方法難以處理,而生化處理多局限在配水試驗,因此,研究工廠實際排放的高含鹽廢水生物處理的可行性、機理和處理條件是十分必要的[1]。碩士，超濾。目前對含鹽廢水的處理一般有生化降解、蒸發(fā)、電解、離子交換、膜法等方法。與其他方法相比，反滲透膜分離技術具有不發(fā)生相變、雜質去除范圍廣、分離裝置簡單、脫鹽效率高等優(yōu)點。因此其得到越來越廣泛地應用。碩士，超濾。通常一個完整的脫鹽系統(tǒng)由預處理系統(tǒng)與除鹽系統(tǒng)組成。常規(guī)的預處理手段主要有混凝沉淀、過濾、超濾與微濾等。通過預處理，可以對廢水中的污染物進行一定程度的降低，減少污染物對反滲透膜的污染，預處理對于系統(tǒng)的長期安全穩(wěn)定的運行至關重要，工藝設計的正確與否直接關系到膜元件的壽命，從而影響到操作成本[2]。
本試驗采用混凝-多介質過濾-超濾的工藝對進入反滲透系統(tǒng)的高含鹽廢水進行預處理，以考察其對COD、硬度、TDS、濁度等的去除效果。超濾作為一種高效的水處理技術已被越來越多的應用于工業(yè)廢水處理[3~4]。
1 試驗部分
1.1 試驗用水
試驗用水取自天津化工廠含鹽化工廢水。水樣水質分析：COD均值為242.45mg/l,硬度均值為2353.35 mg/L，濁度均值為60NTU,TDS均值為7605mg/l,PH范圍為9~11。
1.2 分析項目及分析方法
化學需氧量(CODcr):重鉻酸鉀法;濁度：哈希2100P濁度儀測定;硬度：EDTA滴定法;TDS、pH值:哈希HQ40d多參數(shù)測試儀。
1.3 試驗工藝流程
本試驗采用的工藝流程如下圖1所示，原水先進入反應池1，在PAC絮凝的作用下，總溶解性固體(TDS)、化學需氧量(COD)、濁度等得到一定的去除。在反應池2中投加Na2CO3，去除水中的硬度，降低對后續(xù)膜系統(tǒng)的負荷，廢水再經過多介質過濾裝置、超濾系統(tǒng)，進一步去除微生物、懸浮物和膠體等雜質。
| 圖1. 試驗工藝流程圖 Fig 1. Schematic diagram of experimental process |
2 結果分析與討論
2.1 COD的去除效果
圖2. 試驗COD變化曲線
Fig 2. The removal of COD
通過絮凝沉淀試驗，得到當PAC為43.75mg/L，其對膠體的聚集沉淀效果最好，故確定投藥量為43.75mg/L,經過混凝沉淀、多介質過濾后的原水COD的脫除率可以達到57.30%。碩士，超濾。混凝通常對懸浮物、濁度、色度等的去除效果較顯著，但其對有機物也有一定的去除；炷龑τ袡C物的去除機理有膠體顆粒有機物的脫穩(wěn)和中和、沉淀、吸附共同沉降等。由于多介質(石英砂等)具有較小的過濾阻力和很大的比表面積，因此對水中的溶解性有機物，如苯類、酚類化合物等具有很強的吸附能力，而且對于用生物法和化學法很難去除的有機污染物，如色度、異臭、表面活性劑、合成洗滌劑和染料等都有較好的去除效果。
由上圖2可知，超濾對COD的去除率并不高，這是因為水中的有機物一部分為顆粒狀有機物，一部分為溶解性有機物，超濾主要應用于液體中的顆粒物、膠體、大分子有機物等的分離[5]。對于溶解性的有機物，尤其是小分子有機物，超濾的膜孔徑很難以對其進行有效地截留。
2.2 硬度的去除
圖3. 試驗硬度變化曲線
Fig 3. The removal of hardness
在反應池2中，通過投加Na2CO3去除水中的總硬度，隨著Na2CO3量的增加，水中的Ca2+、Mg2+逐漸減少，但并不是Na2CO3投加越多越好，一方面，Na2CO3價格較貴，從經濟效益上需要控制，另一方面，隨著Na2CO3投加的增加，水中的Na+不斷增加，使得水中TDS增高，加重后續(xù)系統(tǒng)的脫鹽負荷。所以從經濟和工藝效益兩方面來考慮，確定Na2CO3的投加量為1.25g/L。碩士，超濾。經過預處理后，硬度的去除率可達到85.32%。碩士，超濾。
2.3 濁度的去除
圖4. 試驗濁度變化曲線
Fig 4. The removal of turbidity
混凝和多介質過濾吸附對濁度的去除效果明顯，出水的濁度一般可達到3NTU以下。經過超濾后的凈化出水濁度都小于1NTU，達到0.5NTU左右。超濾的出水濁度甚至不受原水濁度的影響，可見超濾對濁度具有良好的除濁功能。膜經過水力沖洗后，膜表面截留的雜質受回流水沖刷掉，減輕了對膜的污染。
2.4 TDS的去除
預處理對TDS的去除率如圖5所示，從圖中可以知道，TDS的去除率并不高，一般在55%左右，而超濾系統(tǒng)對TDS的去除效果微乎其微。這可能是因為水中溶解性的離子等粒徑都較小，預處理系統(tǒng)不能對其進行有效地攔截。所以要對含鹽水中無機鹽進行去除還需要通過后續(xù)的反滲透系統(tǒng)進一步的處理。
圖5. 試驗TDS變化曲線
Fig 5. The removal of TDS
3 結論
1)在PAC投加量為43.75mg/L條件下，預處理系統(tǒng)COD的去除率可達50%以上，硬度去除率最高可達85.32%，濁度降至1NTU以下。通過混凝、活性炭吸附、超濾等預處理可以對COD、硬度、濁度等進行有效地去除，為后續(xù)的反滲透處理提供水質保證。
2)超濾對有機物的去除效果一般，但對濁度的去除效果明顯，且其出水的濁度不受進水的濁度影響，均可達到1NTU以下。碩士，超濾。
3)預處理對TDS的去除率在45%左右，表明其對鹽的脫除能力有限，所以含鹽水中無機鹽的脫除還需寄予后續(xù)的反滲透膜工藝。
參考文獻
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[3]Marcucci M, Ciardelli G,Matteucci A, et al. Experimental campaigns on textile wastewater for reuse bymeans of different membrane processes[J].Desalination, 2002,149(1-3):137~143.
[4]Pia A, Roca J A M. Reuseof wastewater of the textile industry after its treatment with a combination ofphysicochemical treatment andmembrane technologies[J]. Desalination,2002,149(1-3):169~174.
[5]謝鵬.超濾及反滲透組合工藝處理高鹽水[J].中國資源綜合利用，2005，9:1~3
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