本发明属于废水处理领域,尤其涉及一种新碎煤加压气化废水零排放处理工艺。
技术背景
煤化工技术耗水量巨大,我国煤炭资源和水资源呈逆向分布状态,煤化工的快速发展引起了区域水资源供需失衡,水资源短缺和废水污染问题成为制约煤化工发展的关键问题。碎煤加压气化废水所包含的有机污染物包括酚类、多环芳香族化合物以及含氮、氧、硫的杂环化合物等,是一种典型的含有难降解的有机化合物的工业废水。国家对煤化工项目的用水和废水污染物的排放提出了严格的要求和限制指标,在当前环境下,实现废水“零排放”是满足煤化工自身发展需求和国家政策法规的必然趋势。
目前,煤化工行业有机废水处理的工艺路线已经相对成熟,大部分的处理工艺遵循“预处理+生化处理+深度处理”的三段式工艺。煤化工废水经预处理和生化处理后可以去除大部分的COD、固体悬浮物及乳化油,但生化出水的COD仍然有100~300mg/L,且残余的有机物成分复杂、可生化性差,色度、TDS、氨氮等指标距离回用水指标还有一定差距,同时考虑到新上的煤化工项目所在地大多没有受纳水体,故新型煤化工项目通常采用双膜法将生化出水进一步加工成锅炉给水,同时分离出的浓水进一步通过膜浓缩和蒸发结晶的技术脱除杂盐,最终实现煤化工废水的零排放。但现有零排放技术的能耗较高,且由于膜分离浓水中产生大量的难降解COD,不但影响膜的使用寿命,且使得经蒸发结晶得到的盐中含有大量挥发性的COD,最终只能作为危废处理,大大增加了水的处理成本,该问题也成为了众多研发机构的研究重点。
中国专利CN105198143A公开了一种高浓度废水的零排放方法,包括“纳滤+高效反渗透+膜蒸馏+蒸发结晶”等过程,工业废水先经纳滤去除水中的硬度和部分有机物,再利用高效反渗透和膜蒸馏对含盐水深度浓缩,最后通过蒸发结晶得到结晶盐再进行集中干化处理。其中,该处理过程中产生的纳滤浓水加盐进行沉淀处理,得到钙渣,沉淀后的上清液进行活性炭吸附,吸附后的产水和高浓废水混合进入纳滤单元循环处理。该方法COD去除效率低,对于处理有机物含量较少的废水具有很好的效果,但对于高COD的煤化工废水并不适合,另外该方法所采用的膜蒸馏技术成本高、蒸馏通量少,运行状态不稳定,膜蒸馏采用的疏水微孔局限性比较大;浓盐水经蒸发结晶后产生的结晶盐因含有机物和重金属,属于危险废弃物,危废处理费用高且容易造成二次污染,此方法还存在失效的活性炭处理困难等问题。
中国专利CN104276709A公开了一种煤化工浓盐水零排放工艺及专用设备,该工艺采用两级澄清软化、超滤、离子交换软化、两级反渗透、纯化除杂、蒸发结晶的方法对煤化工浓盐水进行处理。该方法实现了煤化工浓盐水零排放的目的,且具有较高的浓盐水回用率,尽管该工艺在蒸发结晶处理前增加了包含纯化膜、除杂设备、脱气设备、氧化设备的纯化系统,但该过程很难实现含有有机物和重金属的高浓盐水蒸发结晶后得到工业盐的目的,依然存在危险废弃物难处理的问题。
技术实现要素:
本发明提供了一种无污染,成本低,能耗低,可长期运行的碎煤加压气化废水零排放处理工艺。
为了达到上述目的,本发明首先将生化出水通过“斜板沉降+多介质过滤+超滤+树脂吸附”这一物理方法将大部分COD脱除,然后经两级反渗透和膜浓缩处理后的浓水再经过三级的树脂吸附脱除其中的重金属和残余COD,最终经蒸发结晶单元得到结晶盐产品。本发明采用物理吸附方法脱除生化出水的难降解COD,避免了化学法所带来的二次污染和水中盐含量的提高,大大降低了运行成本;另外通过对膜浓水的三级树脂吸附,能够将浓水中的COD和重金属盐离子脱除,使得结晶盐产品满足再利用的要求;同时发明人结合多年的碎煤加压气化废水的处理经验和多年的工程设计经验,并通过大量的基础研发和无数次实验开发出一种最优的工艺组合,为煤化工废水的零排放提供了一条新的途径。
本发明公开的一种碎煤加压气化废水零排放处理工艺,其具体的工艺路线如下:
(1)生化出水加入絮凝剂和杀菌剂后进入斜板沉降槽中,通过沉淀的方式脱除水中大颗粒的固体颗粒物(SS)后,进入多介质过滤器去除未能沉淀的悬浮物和胶体颗粒后进入超滤膜组,通过超滤膜组进一步脱除大部分悬浮物和乳化物后进入树脂吸附罐1,超滤浓水返回生化系统;
(2)经超滤膜组过滤后的产水自上而下进入装有树脂的树脂吸附罐1中,通过树脂吸附作用脱除水中大部分COD和色度后的浓水进入反渗透膜组1中,当树脂吸附罐1中树脂吸附饱和后,经由碱洗、水洗、酸洗、水洗过程对树脂进行脱附,脱附液送到脱附液罐1中;
(3)经树脂吸附罐1处理后的产水加入阻垢剂后进入反渗透膜组1中,反渗透膜组1的浓水则进入反渗透膜组2中进行二次反渗透,其反渗透膜组2的浓水进一步通过膜浓缩膜组提浓,膜浓缩膜组产水与反渗透膜组1、反渗透膜组2的产水送往锅炉,而经膜浓缩膜组提浓后的浓水送往树脂吸附罐2中;
(4)来自膜浓缩膜组的浓水自上而下进入树脂吸附罐2中,经树脂吸附罐2吸附其中的COD后,再经树脂吸附罐3进一步脱除残余的COD,之后经树脂吸附罐4吸附脱除水中的重金属后送往多效蒸发器;当树脂吸附罐2和树脂吸附罐3中树脂吸附饱和后也经过碱洗、水洗、酸洗、水洗过程对树脂进行脱附,树脂吸附罐2的脱附液与树脂吸附罐3的脱附液送到脱附液罐1中;当树脂吸附罐4中树脂吸附饱和后经过酸洗、水洗过程对树脂进行脱附,脱附液送到脱附液罐2中,含重金属离子的脱附液中加入碎铝片进行重金属的置换回收,回收重金属离子后的脱附液回生化系统;
(5)来自树脂吸附罐4的出水进入多效蒸发器,其蒸发的产水直接送往锅炉,而多效蒸发的高浓水送往分质结晶器,经分质结晶后得富含NaCl和Na2SO4且有机物和重金属含量较少的高品质工业盐;
(6)来自脱附液罐1的脱附液经调节PH后进行臭氧氧化处理,降低脱附液的COD,提高B/C(B/C:即BOD/COD,可生化性),处理后的脱附液返回生化系统。
如上所述步骤(1)的生化出水的水质特征为PH=6~8,CODcr=100~300mg/L,电导率=1500~3000μs/cm,浊度=6~20NTU,重金属离子含量3~8mg/L。
如上所述步骤(1)的生化出水加入的絮凝剂为聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合硫酸铁(PFS)或聚丙烯酰胺(PAM)中的一种或两种,加入量为10~100ppm;杀菌剂为次氯酸钠、液氯或二氧化氯,加入量为2~5ppm,生化出水在斜板沉降的停留时间2~4小时。
如上所述步骤(1)的多介质过滤操作压力为0.2~0.6MPa,过滤速度为5~12m/h,多介质填料分上中下层,上层为果壳,粒度为0.6~1.2mm,占填料层高度的40%~60%,中层为石英砂,粒度为1.2~2mm,下层为石英砂,占填料层高度的30%~50%,粒度为2~3.5mm,占填料层高度的5%~15%。
如上所述步骤(1)超滤膜组采用卷式膜,超滤膜孔径为0.01~0.02μm,进水压力0.1~0.2MPa。
如上所述树脂吸附罐1、树脂吸附罐2和树脂吸附罐3中采用的树脂为大孔吸附树脂,型号为南京大学NKA-II树脂、H-103树脂、CHA-111树脂、AMBERLITETM XAD16N树脂或D301R树脂中的一种。
如上所述的树脂吸附罐1的进水压力为0.3~0.5MPa。每小时处理水量为树脂填料体积的3~10倍,产水COD脱除率达到75%以上,当总处理水量达到树脂填料体积的300~800倍进行树脂脱附再生。
如上所述的树脂吸附罐3的进水压力为0.4~0.6MPa。每小时处理水量为树脂填料体积的3~6倍,产水COD脱除率达到70%以上,总处理水量达到树脂填料体积的100~300倍进行树脂脱附再生。
如上所述树脂吸附罐1和树脂吸附罐3吸附饱和后的脱附的具体步骤和条件为:先将温度为40~70℃,质量分数2~6%的NaOH或KOH溶液,总溶液量为树脂体积的1~3倍,以每小时为树脂体积1~3倍的流量自上而下通过树脂进行碱洗;然后将树脂体积2~3倍的温度为40~70℃的自来水以每小时为树脂体积0.5~2倍的流量自上而下通过树脂进行水洗;然后将常温的浓度为1~3wt%HCl或HNO3溶液,总溶液量为树脂体积的0.5~2倍,以每小时为树脂体积0.5~2倍的流量自下而上充满树脂罐后停止进水,静止浸泡罐内树脂20~100min后,并以与充满树脂罐时相同的流量自树脂罐上端进水,下端排水,直至酸溶液全部通过树脂罐,并排空树脂罐内残余的溶液;最后通过常温的自来水进行水洗,需水总量为树脂体积的1~3倍,水洗流量为每小时为树脂体积的0.5~2倍,完成整个脱附过程,将水排空后备用。
如上所述的树脂吸附罐2进水压力为0.4~0.6MPa。每小时处理水量为树脂填料体积的0.5~2倍,产水COD脱除率达到60%以上,总处理水量达到树脂填料体积的50~100倍进行树脂脱附再生。
如上所述树脂吸附罐2吸附饱和后的脱附的具体步骤和条件为:先将温度为50~80℃,质量分数3~7%的NaOH或KOH溶液,总溶液量为树脂体积的3~5倍,以每小时为树脂体积0.5~1.5倍的流量自上而下通过树脂进行碱洗;然后将树脂体积2~4倍的温度为50~75℃的自来水以每小时为树脂体积0.5~1倍的流量自上而下通过树脂进行水洗;然后将常温的浓度为2~4wt%HCl或HNO3溶液,总溶液量为树脂体积的0.5~2倍,以每小时为树脂体积0.5~1倍的流量自下而上充满树脂罐后停止进水,静止浸泡罐内树脂20~120min后,并以与充满树脂罐时相同的流量自树脂罐上端进水,下端排水,直至酸溶液全部通过树脂罐,并排空树脂罐内残余的溶液;最后通过常温的自来水进行水洗,需水总量为树脂体积的2~4倍,水洗流量为每小时为树脂体积的0.5~2倍,完成整个脱附过程,将水排空后备用。
如上所述的进入反渗透膜组1和反渗透膜组2之前需加入有机磷酸盐系列、聚羧酸盐系列和聚丙烯酸盐系列中的一种阻垢剂,加入量4~8ppm。
如上所述的有机磷酸盐系列为羟基乙叉二膦酸或磺氨基二甲叉膦酸;聚羧酸盐系列为马来酸共聚物或烷基环氧羧酸;聚丙烯酸盐系列为丙烯酸共聚物或丙烯酸羟丙酯共聚物。
如上所述的反渗透膜组1的进水压力0.5~1.5MPa,产水回收率75%~90%,产水中盐分去除率可达95以上。
如上所述的反渗透膜组2的进水压力为1.0~2.0MPa,产水率在70%~85%,产水中盐分去除率可达95以上。
如上所述的膜浓缩膜组采用美国麦王环保工程技术公司的超级膜浓缩(SCRM膜浓缩)工艺,其进水压力为1.5~3.0MPa,产水率为75~90%,产水中盐分去除率可达95以上,控制进出口压差为0.1~0.5MPa。
如上所述的树脂吸附罐4所采用树脂为阳离子交换树脂,树脂为732树脂,DK110树脂、D113树脂和D151树脂中的一种。
如上所述的树脂吸附罐4的每小时处理水量为树脂填料体积的4~7倍,操作压力为常压,重金属离子去除率达到95%以上。当总处理水量达到树脂填料体积的150~450倍进行树脂脱附再生。
如上所述的树脂吸附罐4中的树脂吸附饱和后的脱附的具体步骤和条件为:首先用质量分数3~6%的盐酸溶液,总溶液量为树脂体积的2~3倍,以每小时为树脂体积的2~5倍的流量自上而下充满树脂罐后停止进水,静止浸泡罐内树脂30~60min后,并以与充满树脂罐时相同的流量自树脂罐上端进水,下端排水,直至酸溶液全部通过树脂罐,并排空树脂罐内残余的溶液;最后通过常温的自来水进行水洗,需水总量为树脂体积的3~5倍,水洗流量为每小时为树脂体积的2~4倍,完成整个脱附过程,将水排空后备用。
如上所述的多效蒸发技术为美国麦王环保工程技术公司多效蒸发技术、GE多效蒸发技术中的一种。
如上所述的分质结晶技术为上海东硕环保科技股份有限公司、北京倍杰特国际环境技术有限公司分质结晶技术中的一种。
如上所述的脱附液臭氧氧化的具体步骤和条件为:首先通过HCl或HNO3溶液将脱附液的PH调整至9~11,臭氧加入量3~6g/L,停留时间0.5~1.5h,通过臭氧氧化后水中COD降低50%以上,B/C提高至0.3~0.4。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
(1)本发明中的碎煤加压气化废水零排放处理工艺对生化出水处理后回收率可达到95%以上,将污水最大限度回用,可保护环境,避免水体和地下水污染,节约水资源,缓解水资源严重短缺的困境。
(2)本发明采用大孔树脂吸附脱除废水中COD的方法,具有吸附量大、吸附速率快、化学稳定性好和易再生的优点,该方法属于物理方法,运行费用较低,克服了化学法脱除COD过程中引入其他盐离子和能耗高的弊端。
(3)本发明通过对浓缩液进行三级吸附的方法,分步脱附了浓缩液中的COD和重金属盐离子,解决了现有蒸发结晶盐产品中COD和重金属离子难脱除的问题,不但避免了现有浓盐水蒸发结晶技术中发生结垢和产生的危废杂盐难处理的问题,而且得到的NaCl和Na2SO4可归属为工业盐,能带来部分的经济效益,进一步降低了水处理的成本。
(4)本发明是在发明人通过大量的基础研发和多年的工程设计经验的基础上提出的,任何技术单元的选取和组合均是通过大量的基础实验提出的,并进行了多次的优化,故从整体上来说本发明提出的水处理工艺的整体能耗更低、运行更加稳定,具有潜在的工业化潜质。
附图说明
附图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明,但不应该将此理解为本发明的范围仅限于下述实施例。
实施例1
生化出水的水质特征为:PH=6,CODcr=100mg/L,电导率=1500μs/cm,浊度=6NTU,重金属离子含量3mg/L。
(1)生化出水加入10ppm的聚合氯化铝(PAC)和2ppm的次氯酸钠后进入斜板沉降槽中,停留时间2h,通过沉淀的方式脱除水中大颗粒的固体颗粒物(SS)后,进入上层为果壳,粒度为0.9~1.2mm,占填料层高度的40%,中层为石英砂,粒度为1.6~2mm,占填料层高度的50%,下层为石英砂,粒度为3~3.5mm,占填料层高度的10%,操作压力0.3MPa,过滤速度12m/h的多介质过滤器去除未能沉淀的悬浮物和胶体颗粒,以0.1MPa进入膜孔径为0.02μm的卷式超滤膜组进一步脱除大部分悬浮物和乳化物后进入树脂吸附罐1,超滤浓水返回生化系统前端;
(2)经超滤膜组过滤后的水以0.3MPa,每小时处理水量为树脂填料体积的10倍自上而下进入装填NKA-II树脂的树脂吸附罐1中,通过树脂吸附作用脱除水中80%的COD和色度后的浓水进入反渗透膜组1中;总处理水量达到树脂填料体积的800倍进行树脂脱附再生。
(3)经树脂吸附罐1处理后的水加入4ppm丙烯酸共聚物阻垢剂后以0.6MPa进入反渗透膜组1中,产水回收率90%,产水中盐分去除率可达98%。而反渗透膜组1的浓水则加入4ppm丙烯酸共聚物阻垢剂后以1.0MPa进入反渗透膜组2中进行二次反渗透,产水回收率90%,产水中盐分去除率可达96%。其反渗透膜组2的浓水以进口压力1.5MPa、出口压力1.4MPa进入美国麦王环保工程技术公司的超级膜浓缩(SCRM膜浓缩)单元进一步提浓,产水回收率90%,产水中盐分去除率可达96%。膜浓缩单元产水与反渗透膜组1、反渗透膜组2的产水混合后送往锅炉,而经膜浓缩单元提浓后的浓水送往树脂吸附罐2中;
(4)来自膜浓缩单元的提浓水以0.4MPa,每小时处理水量为树脂填料体积的2倍自上而下进入装填AMBERLITETM XAD16N树脂的树脂吸附罐2中,经树脂吸附罐2吸附其中65%的COD后,再以0.4MPa,每小时处理水量为树脂填料体积的6倍自上而下进入装填AMBERLITETM XAD16N树脂的树脂吸附罐3中,经树脂吸附罐3进一步脱除残余80%的COD,之后以常压,每小时处理水量为树脂填料体积的7倍自上而下进入装填732树脂的树脂吸附罐4中,经树脂吸附罐4吸附脱除水中95%的重金属离子后送往多效蒸发单元;树脂吸附罐2和树脂吸附罐3总处理水量分别达到树脂填料体积的100倍和300倍进行树脂脱附再生,树脂吸附罐4总处理水量达到树脂填料体积的450倍进行树脂脱附再生。
(5)来自树脂吸附罐4的出水,进入GE多效蒸发单元,其蒸发的产水直接送往锅炉,而多效蒸发的高浓水送往上海东硕环保科技股份有限公司分质结晶技术单元,经分质结晶后得富含NaCl和Na2SO4且有机物和重金属含量较少的高品质工业盐。
(6)树脂吸附罐1和树脂吸附罐3吸附饱和后的脱附的具体步骤和条件为:先将温度为40℃,质量分数2%的NaOH溶液,总溶液量为树脂体积的1倍,以每小时为树脂体积3倍的流量自上而下通过树脂进行碱洗;然后将树脂体积2倍的温度为40℃的自来水以每小时为树脂体积2倍的流量自上而下通过树脂进行水洗;然后将常温的浓度为1wt%的HCl溶液,总溶液量为树脂体积的0.5倍,以每小时为树脂体积2倍的流量自下而上充满树脂罐后停止进水,静止浸泡罐内树脂20in后,并以与充满树脂罐时相同的流量自树脂罐上端进水,下端排水,直至酸溶液全部通过树脂罐,并排空树脂罐内残余的溶液;最后通过常温的自来水进行水洗,需水总量为树脂体积的1倍,水洗流量每小时为树脂体积的2倍,完成整个脱附过程,脱附液排进脱附液罐1中。
(7)树脂吸附罐2吸附饱和后的脱附的具体步骤和条件为:先将温度为50℃,质量分数3%的NaOH溶液,总溶液量为树脂体积的3倍,以每小时为树脂体积1.5倍的流量自上而下通过树脂进行碱洗;然后将树脂体积2倍的温度为50℃的自来水以每小时为树脂体积1倍的流量自上而下通过树脂进行水洗;然后将常温的浓度为2wt%的HCl溶液,总溶液量为树脂体积的0.5倍,以每小时为树脂体积1倍的流量自下而上充满树脂罐后停止进水,静止浸泡罐内树脂20min后,并以与充满树脂罐时相同的流量自树脂罐上端进水,下端排水,直至酸溶液全部通过树脂罐,并排空树脂罐内残余的溶液;最后通过常温的自来水进行水洗,需水总量为树脂体积的2倍,水洗流量为每小时为树脂体积的2倍,完成整个脱附过程,脱附液排进脱附液罐1中。
(8)树脂吸附罐4吸附饱和后的脱附的具体步骤和条件为:首先用质量分数3%的盐酸溶液,总溶液量为树脂体积的2倍,以每小时为树脂体积的5倍的流量自上而下充满树脂罐后停止进水,静止浸泡罐内树脂30min后,并以与充满树脂罐时相同的流量自树脂罐上端进水,下端排水,直至酸溶液全部通过树脂罐,并排空树脂罐内残余的溶液;最后通过常温的自来水进行水洗,需水总量为树脂体积的3倍,水洗流量为每小时为树脂体积的4倍,完成整个脱附过程,脱附液排入脱附液罐2中,脱附液中加入碎铝片进行重金属的置换回收。回收重金属离子后的脱附液回生化系统。
(9)树脂吸附罐1、树脂吸附罐2和树脂吸附罐3的脱附液臭氧氧化的具体步骤和条件为:首先通过盐酸溶液将脱附液的PH调整至9,臭氧加入量3g/L,停留时间0.5h,通过臭氧氧化后水中COD降低60%,B/C提高至0.3,处理后的脱附液返回生化系统前端。
实施例2
生化出水的水质特征为:PH=7.2,CODcr=200mg/L,电导率=2230μs/cm,浊度=14NTU,重金属离子含量5mg/L。
(1)生化出水加入40ppm的聚丙烯酰胺(PAM)和3ppm的次氯酸钠后进入斜板沉降槽中,停留时间3h,通过沉淀的方式脱除水中大颗粒的固体颗粒物(SS)后,进入上层为果壳,粒度为0.8~1.2mm,占填料层高度的50%,中层为石英砂,粒度为1.4~1.8mm,占填料层高度的35%,下层为石英砂,粒度为2.5~3mm,占填料层高度的15%,操作压力0.4MPa,过滤速度9m/h的多介质过滤器去除未能沉淀的悬浮物和胶体颗粒,以0.15MPa进入膜孔径为0.015μm的卷式超滤膜组进一步脱除大部分悬浮物和乳化物后进入树脂吸附罐1,超滤浓水返回生化系统前端;
(2)经超滤膜组过滤后的水以0.4MPa,每小时处理水量为树脂填料体积的5倍自上而下进入装填H-103树脂的树脂吸附罐1中,通过树脂吸附作用脱除水中78%的COD和色度后的浓水进入反渗透膜组1中;总处理水量达到树脂填料体积的500倍进行树脂脱附再生。
(3)经树脂吸附罐1处理后的水加入5ppm烷基环氧羧酸阻垢剂后以0.8MPa进入反渗透膜组1中,产水回收率83%,产水中盐分去除率可达97%。而反渗透膜组1的浓水则加入5ppm烷基环氧羧酸阻垢剂后以1.3MPa进入反渗透膜组2中进行二次反渗透,产水回收率80%,产水中盐分去除率可达97%。其反渗你透膜组2的浓水以进口压力1.8MPa、出口压力1.5MPa进入美国麦王环保工程技术公司的超级膜浓缩(SCRM膜浓缩)单元进一步提浓,产水回收率86%,产水中盐分去除率可达96%。膜浓缩单元产水与反渗透膜组1、反渗透膜组2的产水混合后送往锅炉,而经膜浓缩单元提浓后的浓水送往树脂吸附罐2中;
(4)来自膜浓缩单元的提浓水以0.5MPa,每小时处理水量为树脂填料体积的1.5倍自上而下进入装填AMBERLITETM XAD16N树脂的树脂吸附罐2中,经树脂吸附罐2吸附其中63%的COD后,再以0.5MPa,每小时处理水量为树脂填料体积的4倍自上而下进入装填AMBERLITETM XAD16N树脂的树脂吸附罐3中,经树脂吸附罐3进一步脱除残余78%的COD,之后以常压,每小时处理水量为树脂填料体积的5倍自上而下进入装填732树脂的树脂吸附罐4中,经树脂吸附罐4吸附脱除水中的96%的重金属离子后送往多效蒸发单元;树脂吸附罐2和树脂吸附罐3总处理水量分别达到树脂填料体积的80倍和240倍进行树脂脱附再生,树脂吸附罐4总处理水量达到树脂填料体积的380倍进行树脂脱附再生。
(5)来自树脂吸附罐4的出水,进入GE多效蒸发单元,其蒸发的产品直接送往锅炉,而多效蒸发的高浓水送往上海东硕环保科技股份有限公司分质结晶技术单元,经分质结晶后得富含NaCl和Na2SO4且有机物和重金属含量较少的高品质工业盐。
(6)树脂吸附罐1和树脂吸附罐3吸附饱和后的脱附的具体步骤和条件为:先将温度为55℃,质量分数4%的NaOH溶液,总溶液量为树脂体积的2倍,以每小时为树脂体积2倍的流量自上而下通过树脂进行碱洗;然后将树脂体积2倍的温度为55℃的自来水以每小时为树脂体积1倍的流量自上而下通过树脂进行水洗;然后将常温的浓度为2wt%的HCl溶液,总溶液量为树脂体积的1.5倍,以每小时为树脂体积1.5倍的流量自下而上充满树脂罐后停止进水,静止浸泡罐内树脂60min后,并以与充满树脂罐时相同的流量自树脂罐上端进水,下端排水,直至酸溶液全部通过树脂罐,并排空树脂罐内残余的溶液;最后通过常温的自来水进行水洗,需水总量为树脂体积的2倍,水洗流量每小时为树脂体积的1倍,完成整个脱附过程,脱附液排进脱附液罐1中。
(7)树脂吸附罐2吸附饱和后的脱附的具体步骤和条件为:先将温度为60℃,质量分数5%的NaOH溶液,总溶液量为树脂体积的4倍,以每小时为树脂体积1倍的流量自上而下通过树脂进行碱洗;然后将树脂体积3倍的温度为60℃的自来水以每小时为树脂体积0.8倍的流量自上而下通过树脂进行水洗;然后将常温的浓度为3wt%的HCl溶液,总溶液量为树脂体积的1.5倍,以每小时为树脂体积1倍的流量自下而上充满树脂罐后停止进水,静止浸泡罐内树脂70in后,并以与充满树脂罐时相同的流量自树脂罐上端进水,下端排水,直至酸溶液全部通过树脂罐,并排空树脂罐内残余的溶液;最后通过常温的自来水进行水洗,需水总量为树脂体积的3倍,水洗流量为每小时为树脂体积的1.5倍,完成整个脱附过程,脱附液排进脱附液罐1中。
(8)树脂吸附罐4吸附饱和后的脱附的具体步骤和条件为:首先用质量分数4%的盐酸溶液,总溶液量为树脂体积的2.5倍,以每小时为树脂体积的4倍的流量自上而下充满树脂罐后停止进水,静止浸泡罐内树脂40min后,并以与充满树脂罐时相同的流量自树脂罐上端进水,下端排水,直至酸溶液全部通过树脂罐,并排空树脂罐内残余的溶液;最后通过常温的自来水进行水洗,需水总量为树脂体积的4倍,水洗流量为每小时为树脂体积的3倍,完成整个脱附过程,脱附液中加入碎铝片进行重金属的置换回收。回收重金属离子后的脱附液回生化系统。
(9)树脂吸附罐1、树脂吸附罐2和树脂吸附罐3的脱附液臭氧氧化的具体步骤和条件为:首先通过盐酸溶液将脱附液的PH调整至10,臭氧加入量4g/L,停留时间1h,通过臭氧氧化后水中COD降低55%,B/C提高至0.35,处理后的脱附液返回生化系统前端。
实施例3
生化出水的水质特征为:PH=8,CODcr=300mg/L,电导率=3000μs/cm,浊度=20NTU,重金属离子含量8mg/L。
(1)生化出水加入30ppm的聚丙烯酰胺(PAM)+70ppm的聚合硫酸铁(PFS)和5ppm的二氧化氯后进入斜板沉降槽中,停留时间4h,通过沉淀的方式脱除水中大颗粒的固体颗粒物(SS)后,进入上层为果壳,粒度为0.6~1.0mm,占填料层高度的60%,中层为石英砂,粒度为1.2~1.6mm,占填料层高度的35%,下层为石英砂,粒度为2.0~3.0mm,占填料层高度的5%,操作压力0.5MPa,过滤速度5m/h的多介质过滤器去除未能沉淀的悬浮物和胶体颗粒,以0.2MPa进入膜孔径为0.01μm的卷式超滤膜组进一步脱除大部分悬浮物和乳化物后进入树脂吸附罐1,超滤浓水返回生化系统前端;
(2)经超滤膜组过滤后的水以0.5MPa,每小时处理水量为树脂填料体积的3倍自上而下进入装填CHA-111树脂的树脂吸附罐1中,通过树脂吸附作用脱除水中76%的COD和色度后的浓水进入反渗透膜组1中;总处理水量达到树脂填料体积的300倍进行树脂脱附再生。
(3)经树脂吸附罐1处理后的水加入8ppm磺氨基二甲叉膦酸阻垢剂后以1.5MPa进入反渗透膜组1中,产水回收率75%,产水中盐分去除率可达96%。而反渗透膜组1的浓水则加入8ppm聚羧酸盐阻垢剂后以2.0MPa进入反渗透膜组2中进行二次反渗透,产水回收率75%,产水中盐分去除率可达96%。其反渗你透膜组2的浓水以进口压力3MPa、出口压力2.5MPa进入美国麦王环保工程技术公司的超级膜浓缩(SCRM膜浓缩)单元进一步提浓,产水回收率75%,盐分去除率可达97%。膜浓缩单元产水与反渗透膜组1、反渗透膜组2的产水混合后送往锅炉,而经膜浓缩单元提浓后的浓水送往树脂吸附罐2中;
(4)来自膜浓缩单元的提浓水以0.6MPa,每小时处理水量为树脂填料体积的0.5倍自上而下进入装填AMBERLITETM XAD16N树脂的树脂吸附罐2中,经树脂吸附罐2吸附其中62%的COD后,再以0.6MPa,每小时处理水量为树脂填料体积的3倍自上而下进入装填CHA-111树脂的树脂吸附罐3中,经树脂吸附罐3进一步脱除残余75%的COD,之后以常压,每小时处理水量为树脂填料体积的4倍自上而下进入装填DK110树脂的树脂吸附罐4中,经树脂吸附罐4吸附脱除水中97%的重金属离子后送往多效蒸发单元;树脂吸附罐2和树脂吸附罐3总处理水量分别达到树脂填料体积的50倍和100倍进行树脂脱附再生,树脂吸附罐4总处理水量达到树脂填料体积的150倍进行树脂脱附再生。
(5)来自树脂吸附罐4的出水,进入美国麦王环保工程技术公司多效蒸发单元,其蒸发的产品直接送往锅炉,而多效蒸发的高浓水送往北京倍杰特国际环境技术有限公司分质结晶技术单元,经分质结晶后得富含NaCl和Na2SO4且有机物和重金属含量较少的高品质工业盐。
(6)树脂吸附罐1和树脂吸附罐3吸附饱和后的脱附的具体步骤和条件为:先将温度为70℃,质量分数6%的KOH溶液,总溶液量为树脂体积的3倍,以每小时为树脂体积3倍的流量自上而下通过树脂进行碱洗;然后将树脂体积3倍的温度为70℃的自来水以每小时为树脂体积0.5倍的流量自上而下通过树脂进行水洗;然后将常温的浓度为3wt%的HNO3溶液,总溶液量为树脂体积的2倍,以每小时为树脂体积0.5倍的流量自下而上充满树脂罐后停止进水,静止浸泡罐内树脂100in后,并以与充满树脂罐时相同的流量自树脂罐上端进水,下端排水,直至酸溶液全部通过树脂罐,并排空树脂罐内残余的溶液;最后通过常温的自来水进行水洗,需水总量为树脂体积的3倍,水洗流量每小时为树脂体积的0.5倍,完成整个脱附过程,脱附液排进脱附液罐1中。
(7)树脂吸附罐2吸附饱和后的脱附的具体步骤和条件为:先将温度为80℃,质量分数7%的KOH溶液,总溶液量为树脂体积的5倍,以每小时为树脂体积0.5倍的流量自上而下通过树脂进行碱洗;然后将树脂体积4倍的温度为75℃的自来水以每小时为树脂体积0.5倍的流量自上而下通过树脂进行水洗;然后将常温的浓度为4wt%的HNO3溶液,总溶液量为树脂体积的2倍,以每小时为树脂体积0.5倍的流量自下而上充满树脂罐后停止进水,静止浸泡罐内树脂120min后,并以与充满树脂罐时相同的流量自树脂罐上端进水,下端排水,直至酸溶液全部通过树脂罐,并排空树脂罐内残余的溶液;最后通过常温的自来水进行水洗,需水总量为树脂体积的4倍,水洗流量为每小时为树脂体积的0.5倍,完成整个脱附过程,脱附液排进脱附液罐1中。
(8)树脂吸附罐4吸附饱和后的脱附的具体步骤和条件为:首先用质量分数6%的盐酸溶液,总溶液量为树脂体积的3倍,以每小时为树脂体积的2倍的流量自上而下充满树脂罐后停止进水,静止浸泡罐内树脂60min后,并以与充满树脂罐时相同的流量自树脂罐上端进水,下端排水,直至酸溶液全部通过树脂罐,并排空树脂罐内残余的溶液;最后通过常温的自来水进行水洗,需水总量为树脂体积的5倍,水洗流量为每小时为树脂体积的2倍,完成整个脱附过程,脱附液排入脱附液罐2中,脱附液中加入碎铝片进行重金属的置换回收。回收重金属离子后的脱附液回生化系统。
(9)树脂吸附罐1、树脂吸附罐2和树脂吸附罐3的脱附液臭氧氧化的具体步骤和条件为:首先通过盐酸溶液将脱附液的PH调整至11,臭氧加入量5g/L,停留时间1.5h,通过臭氧氧化后水中COD降低55%,B/C提高至0.3,处理后的脱附液返回生化系统前端。