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【盘点】四种废水零排放技术大盘点!

来源:AG8亚洲国际游戏集团环保     宣布时间:2023-10-13

       废水“零排放”是指工业水经过重复使用后,将这部分含盐量和污染物高浓缩成废水全部(99%以上)接纳再利用,无任何废液排出工厂。零排放,就其内容而言,一是要控制生产历程中不得已爆发的能源和资源排放,将其减少到零;另一寄义是将那些不得已排放出的能源、资源充分利用,最终消灭不可再生资源和能源的保存。
 
       一 、RCC技术
 
  RCC的焦点技术为“机忻魅蒸汽再压缩循环蒸发技术”及“晶种法技术”、“混淆盐结晶技术”
 
  (一)机忻魅蒸汽再压缩循环蒸发技术
 
  1、机忻魅蒸汽再压缩循环蒸发技术的基来源理
 
  所谓的机忻魅蒸汽再压缩循环蒸发技术,是凭据物理学的原理,等量的物质,从液态转变为气态的历程中,需要吸收定量的热能。当物质再由气态转为液态时,会放出等量的热能。凭据这种原理,用这种蒸发器处理废水时,蒸发废水所需的热能,再蒸汽冷凝和冷凝水冷却时释放热能所提供。在运作历程中,没有潜热的流失。运作历程中所消耗的,仅是驱动蒸发器内废水、蒸汽、和冷凝水循环和流动的水泵、蒸汽泵和控制系统所消耗的电能。为了对抗废水对蒸发器的腐化,包管设备的使用寿命蒸发器的主体和内部的换热管,通常用高级钛合金制造。其使用寿命30年或以上。
 
  蒸发器单机废水处理量由27吨/天起至3800吨/天。如果需要处理的废水量大于单机最大处理量,可以按装多台蒸发器处理。蒸发器在用晶种法技术运行时,也称为卤水浓缩器(Brine Concentrator)。
 
  2、卤水浓缩器结构及工艺流程
 
  (1)待处理卤水进入贮存箱,在箱里把卤水的PH值调解到5.5-6.0之间,为除气和除碳作准备。卤水进入换热器把温度升至沸点。
 
  (2)加热后的卤水经过除气器,清除水里的不溶所体,如氧气和二氧化碳。
 
  (3)新进卤水进入深缩器底槽,与在浓缩器内部循环的卤水混淆,然后被泵输送到换热器管制顶部水箱。
 
  (4)卤水通过装置,在换热管顶部的卤水漫衍件流入管内,均匀地漫衍在管子的内壁上,呈薄膜状,受地引力下降至底槽。部分卤水沿管壁下降时,吸收管外蒸汽所释放的热能而蒸发了,蒸汽和未蒸发的卤水一起下降至底槽。
 
  (5)底槽内的蒸汽经过除雾器进入压缩机,压缩蒸汽进入浓缩器。
 
  (6)压缩蒸汽的潜热传过换热管壁,对沿着管内壁下降的温度较低的卤水膜加热,使部分卤水蒸发,压缩蒸汽释放潜热时,在换热管外壁上冷凝成蒸馏水。
 
  (7)蒸馏水沿管壁下降,在浓缩器底部积累后,被泵经换热器,进贮存罐待用。蒸馏水流经换热器时,对新流入的卤水加热。
 
  (8)底槽内部分卤水被排放,以控制浓缩器内卤水的浓度。
 
  晶种法技术:可以解决蒸发器换热管的结垢问题,经处理后排放的浓缩废水,通常被送往结晶器或干燥器,结晶或干燥成固体,运送堆填区埋放。上述循环历程,周而复始,继续不绝地进行。
 
  (二)晶种法技术
 
  如废水里含有大宗盐分或 TDS,废水在蒸发器内蒸发时,水里的 TDS很容易附着在换热管的外貌结垢,轻则影响换热器的效率,严量时则会把换热管梗塞。解决蒸发器内换热管的结垢问题,是蒸发器能否用作处理工业废水的要害。RCC乐成开发了独家的“晶种法”技术,解决了蒸发器换热管的结垢问题,使他们设计和生产的蒸发器,能乐成地应用于含盐工业废水的处理,并被广泛接纳。应用“晶种法“技术的蒸发器,也称作“卤水浓缩器” (Brine Concentrator)。经卤水浓缩器处理后排放的浓缩废水,TDS含量可高达300,000 pp,通常被送往结晶器或干燥器,结晶或干燥成固体,运送堆填区埋放。
 
  “晶种法”以硫酸钙为基础。废水里须有钙和硫化物的保存,浓缩器开始运作前,如果废水里自然保存的钙和硫化物离子含量缺乏,可以人工加以增补,在废水里加添硫酸钙种子,使废水里钙和硫化物离子含量抵达适当的水平。废水开始蒸发时,水里开始结晶的钙和硫酸钙离子含量抵达适当水平。废水开始蒸发时,水里开始结晶的钙和硫酸钙离子就附着在这些种子上,并坚持悬浮在水里,不会附着在换执管外貌结垢。这种现象称为“选择性结晶”。卤水浓缩器通常能连续运作长达一年或以上,才需按期清洗保养。在一般情况下,除了在浓缩器启动时有可能添加“晶种外”,正常运作时不需再添晶种。
 
  (三)混全盐结晶技术
 
  1、混全盐结晶技术的应用
 
  卤水浓缩器可接纳卤水里95%至98%的水份,剩余的浓缩卤水残液,含有大宗的可溶固体。在有些地区,卤水残液被送往蒸发池自然蒸发,或作深井压注处理。但许多地区,如美国西南部的科罗拉多河流域,为了避免浓缩卤水排放蒸发池或作深井压注处理后渗出,对水源造成二次污染,沿岸的工矿企业爆发的废水,必须作“零排入”处理。如残液的流量很小,则可用干燥器把残淮干燥成固体,收集后送堆场填埋;如残液量较大,用结晶器把残液里的可溶固体给晶后收集填埋,是更经济的处理要领。
 
  一般生产性化工结晶程序,如氯化钠、硫酸钠等化工商品的生产,仅需要处理一种盐类的结晶,这类单盐卤水的结晶工艺,比较容易掌握,但工业污水里所含的的盐份,种类繁杂,甚至含有两种盐份组成的复盐。有多种盐类并存的卤水会在结晶器内爆发泡沫和具有极强的腐化性,同时多种差别盐类的保存,会造成卤水差别的沸点升高。差别成度的结垢,对设备的换热系数爆发差别水平的影响。
 
  2、混全盐结晶技术的设备与工艺流程
 
  用作混淆盐结晶的结晶器,可用蒸汽驱动,也可用电动蒸汽压缩机驱动,后者是能效较高的系统。
 
  强制循压缩蒸汽结晶器:强制循环压缩蒸汽结晶器是热效率最高的结晶系统,系统所需的热能,由一台电动蒸汽压缩机提供。它的主要事情程序如下:
 
  (1)待处理浓卤水被泵进结晶器。
 
  (2)和正在循环中的卤水混淆,然后进入壳管式换热器。因换热器管子注满水,卤水在加压状态下不会欢喜并抑止管内结垢。
 
  (3)循环中的卤水以特定角度进入蒸汽体,爆发涡旋,小部卤水被蒸发。
 
  (4)水分被蒸发时,卤水内爆发晶体。
 
  (5)大部卤水被循环至加热器,小股水流被抽送至离心机或过滤器,把晶体疏散。
 
  (6)蒸汽经过除雾器,把附有的颗粒清除。
 
  (7)蒸器经压缩机加压,压缩蒸汽在加热器的换热管外壳上冷凝成蒸馏水,同时释放潜热把管内的卤水加热。
 
  (8)蒸馏水收集后,供厂内需要高质蒸馏水的工艺流程使用,在某些条件下,结晶器爆发的晶体,是很高商业价值的化工产品。
 
       二、HERO技术
 
  HERO是High Efficiency Reverse Osmosis的简称。HERO工艺的预处理办法要凭据水化学和现场的专门设计规范来定制的。有一个办法是稳定的,这就是RO是在高pH条件下运行的。为了使RO能在高pH条件下运行,所有会引起膜结垢的硬度和其它阳离子身分必须除去。悬浮固体物应降至接近零以制止膜的梗塞,二氧化碳要除到一定水平以减少水的缓冲性。硅在高pH条件下是可以高度溶解的,所以不会限制RO的接纳率。理论上说,经过预处理后,接纳的比例只会受到浓液渗透压的限制。此工艺可实现95%的接纳率。而在大大都电子超纯水的应用上,接纳率会更高。
 
  特点主要是:
 
  1.运行稳定。2.运行本钱低(一般比古板的RO要低15%-20%)。3.投资用度低(一般比古板的RO要低30%)。4。更低的占地空间。5适用于高纯水的制备以及废水处理。6无需庞大的清洗工艺,无需添加阻垢剂。
 
  三个主要工艺办法:
 
  l 硬度和悬浮固体物的除去
 
  l 二氧化碳的去除
 
  l 在高 pH条件下进行RO 处理
 
  通过软化去处水中的硬度,然后再通过脱气去处水中的二氧化碳,再加碱将RO进水的pH调到8.5以上。在这种模式下运行,RO的接纳率通常能够突破极限抵达90%以上。" D% G! B1 P6 [- Z; m% ^
 
  主要工艺以及控制指标为:( ?( L. ~; E- u/ L, s0 n
 
  1)硬度获得去除:离子交换去除硬度,控制出水指标为小于0.1ppm(100ppb). - B! `( v7 h* x( L
 
  2)P除二氧化碳:二氧化碳小于10ppm , S% t& N: N$ q0 e: g9 {& i
 
  3) PH调解:反渗透给水加碱提高PH值,浓水侧最大不凌驾11,凭据RO接纳率,给水PH值在10.0~10.5。产品水PH将抵达9.3~9.8。
 
  4)反渗透:反渗透设计产水通量在25~30GFD(gallon/ft2/day),可以用低压苦咸水膜,标准苦咸水膜,海水膜。凭据给水的水质条件,水接纳率可以抵达90~98%。典范在95%。
 
  HERO 的特点和优势 9 J+ \/ I1 w& V( K
 
  1在HERO工艺条件下,高PH运行也是膜供应商接受的。给水是排污水或含盐量较高时,可以抵达的水接纳率90%或更高,同时减少清洗频率。这是因为:高PH条件下,细菌难以滋生,不易爆发潜在的生物膜。高PH条件下,膜所带负电荷密度更高,对负电荷阴离子,微粒,特别是带负电荷微粒更高去除率。RO处于连续清洗模式。*关于高硅水质,在高PH条件下硅是溶解态(离子态),可以抵达高接纳率。( o% n0 z; G6 Q. g# l' U
 
  2)4 I& P- S+ W: {" N9 `
 
  两级反渗透运行在高PH条件下,离子去除率可以抵达:
 
  硼>99.4% ' A( Z4 M7 S- S, h
 
  硅>99.97%
 
  有机物(TOC)>99%
 
       三、特种RO膜
 
  特种RO膜浓水再浓缩零排下班艺
 
  1特种 RO膜结构及事情方法
 
  特种膜主要由过滤膜片、导流盘、中心拉杆、高压容器、两端法兰、种种密封件及联接螺栓等组成。过滤膜片和导流盘交替叠放,中心拉杆串成膜芯置入高压容器后两端法兰进行牢固,再用拉杆结合形成。
 
  原水通过膜芯与高压容器的间隙抵达膜元件底部,均匀布流进入导流盘,在导流盘外貌以雷达扫描方法流动,从投币式切口进入下一组导流盘和膜片,在整个膜柱内呈涡流状流动,产水通过中心管排出膜元件。
 
  2 、 特种RO膜特点和优势
 
  (1)最低水平的膜结垢和污染现象
 
  接纳开放式宽流道及奇特的水力学设计,具有更宽的流体通道,更优异的流体湍流效果(雷诺准数>2500,膜片自清洗效果更好),导流盘专利结构设计,涡流式流动状态,最洪流平上减少了膜外貌结垢、污染及浓差极化现象的爆发。
 
  (2)膜使用寿命长
 
  RO特种膜接纳了新型改性膜片,更适用于废水膜疏散。膜片抗压力能力更强,最高可以抵达160bar。且该组件能够有效制止膜的结垢,膜污染减轻,使反渗透膜的寿命延长。SUPER RO特种膜的特殊结构使膜组易于清洗,清洗后通量恢复性很是好,从而延长了膜片寿命。在高浓度废水处理中,膜寿命可长达3年。
 
  (3)组件易于维护
 
  接纳标准化设计,组件易于拆卸维护,可以轻松检查维护任何一片过滤膜片及其它单位,维修简单这是其它形式膜组件所无法抵达的。
 
  (4)过滤膜片更换用度低
 
  内部任何单个单位均允许单独更换。当过滤膜片需更换时可进行单个更换,这最洪流平减少了换膜本钱,当卷式膜泛起补丁、局部泄漏等质量问题或需更换新膜时只能整个膜组件更换。
 
  (5)出水水质好
 
  对各项污染物都具有极高的去除率,出水水质好。
 
  (6)出水稳定,受外界因素影响小
 
  由于影响膜系统截留率的因素较少,所以系统出水水质很稳定,不受可生化性、碳氮比等因素的影响,关于处理不宜接纳生化处理的工业废水有着很大的优势。
 
  (7)运行灵活
 
  操作灵活,可以连续运行,也可间歇运行,还可以调解系统的串并联方法,来适应水质水量的要求。
 
  3 特种RO膜处理膜工艺浓水的要领
 
  膜工艺浓水经过适当的预处理后泵入RO特种膜单位,由于RO特种膜最高可以高压条件下操作,因而降低了 RO特种膜对古板膜工艺浓水的透过液接纳率的限制,浓缩倍数增加,浓缩液的电导率可以提高到100000-120000μs/cm。由于产水接纳率的增加导致了浓水体积的减少,因此也降低了后续膜浓缩液处理工艺的规模和运行用度。
 
  RO特种膜对膜工艺浓水中有机物、盐度和水的疏散较彻底,透过液水质较好,COD和盐度的去除率均可抵达90%以上,因而透过液可以直接排放或者进入生化处理工艺进一步处理,RO特种膜的浓缩液则进入MVR蒸发系统做蒸发结晶零排放处理。
 
  MVR是机械压缩式蒸发技术,它最大限度的利用二次蒸汽中的蒸发潜热。借助MVR泵的作用,只需要输入较少的能量便可将低品位的蒸汽压缩至较高饱和温度的高品味蒸汽,使得蒸汽能够被循环使用。这会比多效蒸发器节省大宗能源。使用蒸发历程中爆发的二次蒸汽进行压缩,提高温度后再返回用作蒸发热源,可极大减少蒸汽消耗量。通过MVR处理后,浓缩液中的绝大部分水进入冷凝液中,大宗盐分和有机物析出成为残渣,从而完成高浓度的种种污染物与水相的彻底疏散。
 
  从原理上讲“RO特种膜技术+MVR蒸发”组合工艺对古板膜工艺废水的有机污染物和盐度具有很是理想的去除效果,绝大部分污染物和盐度最终进入MVR蒸发单位的残渣中,因此 RO特种膜的透过液和MVR蒸发单位的冷凝液水质很好,可以直接回用或者经过简单的深度处理后回用。
 
       四 电渗析
 
  1. 电渗析原理
 
  在外加直流电场作用下,利用离子交换膜的透过性(即阳膜只允许阳离子透过,阴膜只允许阴离子透过),使水中的阴、阳离子作定向迁移,从而抵达水中的离子与水疏散的一种物理化学历程。
 
  原理是:在阴极与阳极之间,安排着若干交替排列的阳膜与阴膜,让水通过两膜及两膜与两极之间所形成的隔室,在两端电极接通直通电源后,水中阴、阳离子划分向阳极、阴极偏向迁移,由于阳膜、阴膜的选择透过性,就形成了交替排列的离子浓度减少的淡室和离子浓度增加的浓室。与此同时,在两电极上也爆发着氧化还原反应,即电极反应,其结果是使阴极室因溶液呈碱性而结垢,阳极室因溶液呈酸性而腐化。因此,在电渗析历程中,电能的消耗主要用来克服电流通过溶液、膜时所受到的阻力及电极反应。
 
  电渗析装置
 
  电渗析器的结构包括压板、电极托板、电极、极框、阴膜、浓水隔板、淡水隔板等部件。将这些部件按一定顺序组装并压紧,组成一定形式的电渗析器。电渗析器的辅助设备还包括水泵、整流器等,组成了电渗析装置。
 
  1电渗析器的结构:电渗析器由膜堆、极区和压紧装置三部分组成。
 
  1.1膜块:是由相当数量膜对组装而成。
 
  膜对:是由一张阳离子交换膜,一张隔板甲(或乙);一张阴膜,一张隔板乙(或甲)组成。
 
  离子交换膜:是电渗析器要害部件,其性能影响电渗析器的离子迁移效率、能耗、抗污染能力和使用期限等。其中膜的分类:按膜结构分为:异相膜、均相膜和半均相膜;按膜上活性基团差别分为:阳膜、阴膜和特种膜;按膜质料差别分为:有机膜和无机膜。
 
  隔板:分浓、淡水隔板,交替放阴阳膜之间,使阴膜和阳膜之间坚持一定间隔,隔板平面水流,笔直隔板平面电流。隔板厚离0.9毫米。
 
  1.2极区包括电极、极框和导水板。
 
  电极:为连接电源所用
 
  极框:安排电极和膜之间,膜帖到电极上去,起支撑作用。
 
  1.3压紧装置:是用来压紧电渗析器,使膜堆、电极等部件形成一个整体,不致漏水。
 
  2、组装方法:电渗析器组装是用“级”和“段”来体现,一对电极之间膜堆称为“一级”。水流同向每一个膜称为“一段”。增加段数就即是增加脱盐流程,也就是提高脱盐效率,增加膜对数,可提高水处理量。
 
  电渗析器组装方法可淡水产量和出水水质差别要求而调解,一般有以下几种组装形式:一级一段;一级多段;多段一段;多级多段。
 
  应用案例:
 
  1、电渗析在反渗透浓水回用中的应用
 
  随着膜技术的快速生长,反渗透获得越来越广泛的应用,可是反渗透制纯水生产历程中会爆发大宗的浓水,如果浓水得不到妥善处理而直接排放,一定会造成资源浪费及情况污染。我公司接纳电渗析工艺对反渗透浓水进行接纳再利用,取得了良好的经济效益和社会效益。
 
  某热电厂反渗透浓水回用工艺流程图
 
  本系统工艺主要接纳原反渗透浓水进入倒极电驱动膜疏散器系统+二级反渗透+EDI系统。回用水降到电导率1000μS/cm后,进入反渗透系统,抵达电导率5μS/cm以内,反渗透产出淡水进入EDI系统,反渗透产出浓水进入倒极电渗析系统。电渗析产出的浓水进入浓缩水箱。EDI产出浓水进入二级反渗透系统,EDI产出淡水抵达15MΩ,进入产水罐。接纳本工艺,既为企业解决了电厂锅炉补给用水,又可使企业废水抵达零排放。
 
  2、电渗析技术在高盐高COD污水中的应用
 
  在医药中间体及化工厂生产历程中产出大宗含有机物的高盐污水,该污水由于含盐量太高,很难进行生化处理抵达排放或回用标准。
 
  使用电渗析可以使盐分下降至可生化标准,淡水进入生化。电渗析产出的含盐污水经过电渗析浓缩至12%-15%以上,进入蒸发或MVR系统,最终抵达零排放的目的,既为企业解决了高盐废水排放难题,又可以使水资源获得接纳利用,节约了资源,提高了企业的经济效益。
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