高盐高有机废水的膜法集成处理技术

二、高盐/高有机废水的膜法集成处理技术陈欢林浙江大学膜与水处理技术教育部工程中心膜技术在废水处理中的应用印染工业中的碱减量废水现状2003年我国合成纤维生产总量1180万吨，其中涤纶产量933万吨，占79%碱减量工艺产生了一种新型的纺织行业废水改善了涤纶纤维的性能改善涤纶性能的重要方法之一高浓度、难降解的碱减量废水以3.0％估算，全国废TA约30万吨/年碱减量废水的组成碱减量工序碱减量废水对苯二甲酸(TA)乙二醇(EG)不同聚合度的低聚物少量的各种促进剂产生成分含量高达7.5%N,N-聚氧乙烯基烷基胺耐碱渗透剂阳离子表面活性剂含量约为2%碱减量废水的危害对鱼类有刺激毒害性对一些动物有致畸和致突变的作用毒性慢，作用时间长，可使人体和生物神经和心脏功能受损对水中微生物的再生有抑制作用TA的利用价值对苯二甲酸粗TATA800元/吨2000元/吨市场价市场价用途精加工生产涂料生产油漆用途生产增塑剂、胶合剂及交联剂生产不饱和树脂生产聚酯薄膜、漆包线等项目采用的碱减量废水处理的工艺流程简图膜法集成废水处理技术工艺新技术的特色膜法集成技术特色有色与无色碱减量废水均能处理超滤去除废水中小颗粒悬浮杂质碱减量废水中对苯二甲酸钠浓缩，酸析处理成本降低碱减量废水中的EG回收以及水回用成为可能装置可以生产两种不同品质的对苯二甲酸两种工艺处理成本比较（费用单位均为元/吨废水）结论该项目将絮凝、超滤和纳滤引入处理过程，开发出膜集成新工艺处理碱减量废水，与传统处理工艺比较，不仅能降低废水COD达70%以上，而且还能处理带色废水，达到减排的效果；膜法回收得到的对苯二甲酸纯度高(大于90％)，可以作为原料用于化工生产，提高了对苯二甲酸的利用价值，实现了资源的重复利用；所开发的膜法集成处理回收技术不仅适用于碱减量废水的处理，还可用于其他高浓度废水的处理。碱减量废水膜法集成处理技术现场装置图绍兴地区的减排与效益•TA回收率按30％估算，•回收资源：10000吨左右（以TA计）•每日减排:10000－50000吨废水+HOn+1n+3CCH3CH3OH+ClCH2HCCH2ONaOHn+3H2COCCH3CH3OHCH2COH2CHCOHOCCH3CH3OH2CCHCH2O+NaCln+3+H2On+3n环氧树脂生产废水的来源固态环氧树脂优质水冲洗八次，洗掉未反应的双酚A,碱，盐及副产物环氧树脂生产发展的瓶颈耗水量大废水高盐度高有机含量处理难度大直接排放水污染严重水资源匮乏地区无法生产每吨环氧树脂需15~20吨优质水，每年产生高盐废水达300万吨含有双酚A、环氧氯丙烷、老化树脂、氯化钠、甘油等，甘油为环氧氯丙烷高温碱性条件下水解生成。瓶颈各次洗涤废水中无机盐含量变化3.0～25.00.4～0.90.1～0.510.0～11.0310.4～50.00.9～1.50.3～1.511.0～12.0250.1～120.01.5～2.00.5～2.012.0～13.01120.0～170.02.0～2.81.35～3.013.0～14.0母液NaCl（g/L）Cl（mmol/L）SS（%）pH各次废水前二次废水浓度较高，适合回收盐0.04～0.1480～66070.06～0.5680～89060.2～0.9967～120050.6～2.01628～190043.0～25.01934～2000310.4～50.04682～5000250.1～120.07329～130001120.0～170.015660～25660母液盐度范围（g/L）工厂COD范围（/ppm）各次废水各次洗涤废水COD及盐度变化各次废水COD值依次递减，废水的高盐、高有机物主要集中于前二次废水，对前二次废水单独处理，可以大大提高后面生化处理的效率。0.292380三次洗涤废水0.111540一次洗涤废水mg/L五日生化需氧量BOD5/CODBOD5样品名称单位项目名称前几次废水可生化性分析前1次废水B/C低于前3次废水，生化降解难度大，难以用生化法直接处理达标.集成技术路线的提出分析环氧树脂高浓度含盐废水的成分和特性总结已有环氧树脂生产废水处理技术基于浙江大学已有工作基础提出膜蒸馏/蒸发/结晶集成处理高盐废水技术水蒸汽透过膜孔并在下游冷凝膜法集成技术工艺流程母液收集池PH调节池加酸膜滤加热膜蒸馏一效蒸发二效蒸发结晶离心分离高盐废水纯水蒸汽冷凝水膜滤盐产品母液循环固体有机物固体有机物焚烧处理冷凝水回用工艺流程框图膜蒸馏/蒸发/结晶集成系统工艺流程图料液PH值调节罐膜过滤器1蒸汽PPPTTFFFP膜蒸馏料液泵盐出料泵离心机一效换热器一效蒸发器二效换热器结晶罐出料膜过滤器2储水罐真空泵换热器膜蒸馏料液罐FPTT膜组件换热器储水罐真空泵冷却水冷却水盐酸储罐母液蓄池0.10.20.30.40.50.60.73.403.453.503.553.603.653.70Flux(L/m2.h)Flowrate(m/s)0.040.050.060.070.080.090.101.01.52.02.53.03.54.04.55.0Flux(L/m2.h)Vacuumdegreeatdownstream(Mpa)T=60oCFlowrateis0.6m/s膜蒸馏真空度变化对水通量影响废水流速变化对透过水水通量影响影响膜蒸馏水通量的因素11.310.19.88.68.2透过水CODcr(ppm)0.0500.0090.0250.0820.018透过水盐度(g/L)135.2120.7111.9106.3100.8进水盐度(g/L)膜蒸馏进水与透过水盐度和COD比较膜蒸馏对高盐废水中盐的截留率在99％以上，透过水COD值≤15ppm,达到国家Ⅰ类地表水环境质量标准（GB-3838-2002)。膜蒸馏/蒸发/结晶集成工艺回收工业盐，其纯度比蒸发-结晶工艺的高。所产工业回收盐经浙江省相关盐业部门检测，达到国家一级工业盐质量标准。合格0.08≤0.50％硫酸根离子合格0.02≤0.40％钙镁离子合格0.01≤0.10％水不溶物合格0.38≤0.50％水分合格99.48≥98.50％氯化钠是否合格检测值标准值单位质量指标膜法集成系统获得的工业回收盐质量两种工艺的操作成本比较（以日处理10吨高盐废水计算所需电能与蒸汽费用）￥452.2总费用（元）9652.86661.50.0751.5耗电（度）242424242460.36耗时（h）￥280.842.20.250.250.250.250.250.25功率（kW）蒸汽消耗（人民币：元）真空泵搅拌泵二效泵一效泵MD循环泵2＃料液泵加酸泵1＃料液泵参数膜蒸馏/蒸发/结晶集成系统￥617.5总费用（元）9652.86601.50.0751.5耗电（度）24242424060.36耗时（h）￥452.242.20.250.2500.250.250.25功率（kW）蒸汽消耗（人民币：元）真空泵搅拌泵二效泵一效泵MD循环泵2＃料液泵加酸泵1＃料液泵参数二效蒸发/结晶系统日处理规模为10吨/天高盐废水，膜蒸馏-蒸发-结晶所需能耗与传统蒸发-结晶工艺相比，节能36.6％；回收工业盐约400～500kg,若回收工业盐利润抵部分成本，则每吨高盐废水处理成本降低到31元/吨。膜法集成技术的优点解决了传统生化方法难于实现的高盐废水处理难题；利用生产过程产生的循环热水为膜蒸馏热源，克服传统方法高能耗问题；膜蒸馏透过水COD≤15ppm，达到国家地表水Ⅰ类水环境质量标准（GB3838-2002)；实现工业盐的回收，既解决污染，又产生良好经济效益。谢谢各位光临！致谢:本研究开发部分经费来自国家973重大基础研究项目、国家支撑项目、国家自然科学基金项目，国家水专项项目，以及浙江省重大科研项目等相关课题的支持。