高濃度有機廢水濃縮處理技術研究現狀
高濃度有機廢水概述
高(gao)濃度(du)(du)(du)有(you)(you)(you)機(ji)廢(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)，如(ru)酒精廢(fei)(fei)(fei)(fei)液、制(zhi)藥行業(ye)廢(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)、垃圾滲濾液等，是(shi)指COD濃度(du)(du)(du)在2000mg/L以(yi)上的(de)(de)廢(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)，其特點(dian)(dian)是(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)懸浮物含(han)量(liang)高(gao)，色度(du)(du)(du)高(gao)，有(you)(you)(you)異味，有(you)(you)(you)機(ji)物濃度(du)(du)(du)高(gao)，水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)的(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)復(fu)(fu)雜(za)(za)，不易進行生物降解，處(chu)理(li)難度(du)(du)(du)很高(gao)，采用一般的(de)(de)廢(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)方(fang)法難以(yi)滿足高(gao)濃度(du)(du)(du)有(you)(you)(you)機(ji)廢(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)凈化(hua)處(chu)理(li)的(de)(de)技術和經濟(ji)要求(qiu)，因(yin)此，對其進行有(you)(you)(you)效處(chu)理(li)方(fang)法的(de)(de)研(yan)究(jiu)已逐漸成(cheng)(cheng)為環境(jing)保護技術的(de)(de)熱(re)點(dian)(dian)研(yan)究(jiu)課題之一高(gao)濃度(du)(du)(du)有(you)(you)(you)機(ji)廢(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)來源主(zhu)要有(you)(you)(you):農業(ye)行業(ye)生產的(de)(de)廢(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)，該廢(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)降解性強，所含(han)的(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)物質(zhi)無害;制(zhi)藥廢(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)、化(hua)工廢(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)等，這類(lei)廢(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)含(han)有(you)(you)(you)一定有(you)(you)(you)害離子與化(hua)學物質(zhi);精細化(hua)工廢(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)，這類(lei)廢(fei)(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)所含(han)成(cheng)(cheng)分(fen)復(fu)(fu)雜(za)(za)且毒性強，對環境(jing)影響(xiang)大。
高濃度有機廢水濃縮處理技術研究現狀
高濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)有(you)機(ji)廢(fei)水的濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮處(chu)理，目的是先(xian)將高濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)有(you)機(ji)廢(fei)水進行(xing)濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮，然后采用焚燒法(fa)等(deng)方法(fa)進行(xing)處(chu)理，這樣可以(yi)節約(yue)處(chu)理成本，從(cong)而使高濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)有(you)機(ji)廢(fei)水得(de)到有(you)效的治理。高濃(nong)(nong)(nong)(nong)度(du)有(you)機(ji)廢(fei)水的濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮方法(fa)目前主(zhu)要有(you):冷(leng)凍濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮、蒸發濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮、燃燒濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮、膜濃(nong)(nong)(nong)(nong)縮等(deng)。
冷凍濃縮
冷(leng)凍濃(nong)(nong)(nong)縮是(shi)(shi)處理(li)高濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)有機(ji)廢(fei)水(shui)的一種(zhong)新(xin)方法(fa)(fa)，它利用(yong)的是(shi)(shi)冷(leng)凍分(fen)離的固液相平衡的原(yuan)理(li)。采用(yong)冷(leng)凍濃(nong)(nong)(nong)縮地方法(fa)(fa)對COD濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)在10000mg/L以上的利用(yong)啤酒(jiu)自配的高濃(nong)(nong)(nong)度(du)(du)有機(ji)廢(fei)水(shui)進行(xing)處理(li)，
在冷(leng)凍時間為12～24h，冷(leng)凍溫度為-16～-12℃時，COD和(he)TOC的去除率達到70%以上。采用冷(leng)凍濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)與膜濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)結(jie)合的方法(fa)處(chu)(chu)理有(you)(you)機(ji)廢水，發現可以達到很好的處(chu)(chu)理效(xiao)果(guo)，比單獨使用膜濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)更(geng)經(jing)濟。冷(leng)凍濃(nong)(nong)縮(suo)(suo)(suo)對廢水無選(xuan)擇性，尤其適(shi)合處(chu)(chu)理有(you)(you)惡(e)臭氣味、易揮發的有(you)(you)機(ji)廢水，但是應(ying)用到實際有(you)(you)限(xian)制(zhi)，且設備及操作(zuo)費用較高，操作(zuo)不宜控制(zhi)。
蒸發濃縮
蒸發(fa)濃(nong)(nong)縮(suo)是指(zhi)通(tong)過采用低溫(wen)真空(kong)或減壓等(deng)方法，對(dui)高(gao)濃(nong)(nong)度有機(ji)廢(fei)水(shui)(shui)蒸發(fa)濃(nong)(nong)縮(suo)處理(li)。采用減壓蒸發(fa)濃(nong)(nong)縮(suo)的方法對(dui)某化工(gong)廠的高(gao)濃(nong)(nong)度有機(ji)廢(fei)水(shui)(shui)進(jin)行處理(li)，進(jin)COD濃(nong)(nong)度為45×104～55×104mg/L時(shi)，COD的去除率(lv)達90%以上。通(tong)過低溫(wen)真空(kong)蒸發(fa)法對(dui)垃圾滲濾液(ye)處理(li)站的反(fan)滲透濃(nong)(nong)縮(suo)液(ye)進(jin)行處理(li)，廢(fei)液(ye)的COD為3000mg/L，處理(li)后COD的蒸發(fa)率(lv)為62.5%。
市垃(la)圾滲(shen)濾(lv)液(ye)處理(li)廠對垃(la)圾滲(shen)濾(lv)液(ye)采用(yong)四級閃蒸法(fa)濃(nong)縮(suo)處理(li)，CODcr的(de)(de)去(qu)除(chu)率可達99.5%，同時NH3-N去(qu)除(chu)率為98.5%。蒸發(fa)(fa)濃(nong)縮(suo)可以(yi)回收有機廢水中有價值的(de)(de)成(cheng)分，但是在(zai)蒸發(fa)(fa)濃(nong)縮(suo)的(de)(de)過程中會有結(jie)垢(gou)等問題。
燃燒濃縮
燃(ran)燒(shao)(shao)法是在燃(ran)燒(shao)(shao)爐內將廢(fei)(fei)液與煤粉混燒(shao)(shao)，從(cong)而(er)使高(gao)濃(nong)度有(you)(you)機廢(fei)(fei)液中(zhong)的(de)有(you)(you)機物(wu)達到(dao)濃(nong)縮(suo)的(de)目的(de)。酒精廢(fei)(fei)醪(lao)液有(you)(you)機物(wu)含量大，COD濃(nong)度在105mg/L以上，采用燃(ran)燒(shao)(shao)法處理酒精廢(fei)(fei)醪(lao)液，COD的(de)去(qu)除率可達99%以上。燃(ran)燒(shao)(shao)濃(nong)縮(suo)對(dui)廢(fei)(fei)水(shui)濃(nong)縮(suo)處理后，燃(ran)燒(shao)(shao)的(de)熱量及濃(nong)縮(suo)過(guo)程產生(sheng)的(de)冷凝水(shui)均可用作生(sheng)產，但是該方法投資費用較大，電耗較高(gao)，且在燃(ran)燒(shao)(shao)時(shi)廢(fei)(fei)水(shui)中(zhong)的(de)鹽(yan)分會(hui)腐(fu)蝕設備。
膜分離濃縮
膜(mo)濃縮高(gao)濃度(du)有(you)機(ji)廢水的(de)原理(li)是廢水通(tong)過膜(mo)時，在兩側(ce)施(shi)加某種(zhong)推動力，廢水中的(de)有(you)機(ji)物(wu)就會選擇性的(de)透過膜(mo)，從而達(da)到濃縮有(you)機(ji)物(wu)的(de)目的(de)。根(gen)據膜(mo)孔徑(jing)的(de)大小，膜(mo)分(fen)離(li)技術可以分(fen)為微(wei)濾(lv)(lv)(MF)、超濾(lv)(lv)(UF)、納濾(lv)(lv)(NF)、反滲(shen)透(RO)等。
超濾膜濃縮
超濾(lv)(lv)又(you)稱(cheng)超過(guo)濾(lv)(lv)，膜(mo)(mo)表面的(de)(de)機械篩分(fen)(fen)是(shi)超濾(lv)(lv)分(fen)(fen)離的(de)(de)主要機理，同時(shi)膜(mo)(mo)表面和膜(mo)(mo)孔的(de)(de)吸附以及膜(mo)(mo)孔阻(zu)滯也(ye)在(zai)起著截留(liu)作用。超濾(lv)(lv)截留(liu)分(fen)(fen)子粒徑(jing)范圍在(zai)0.01～0.1μm之間，在(zai)外界壓力的(de)(de)作用下(xia)水和小分(fen)(fen)子物質透過(guo)孔徑(jing)成為滲(shen)濾(lv)(lv)液，而水中的(de)(de)膠體、細菌(jun)等則被截留(liu)。
利用(yong)超濾(lv)技術對(dui)微(wei)生物胞外多(duo)糖PS-9415發酵液進行濃(nong)縮(suo)(suo)分(fen)離的研究，結(jie)果表明在0.05MPa下(xia)對(dui)3%的料(liao)液超濾(lv)濃(nong)縮(suo)(suo)，可得(de)到(dao)5.8%的濃(nong)縮(suo)(suo)液，多(duo)糖回收率為82.7%;在0.1MPa下(xia)對(dui)0.5%的料(liao)液超濾(lv)濃(nong)縮(suo)(suo)，濃(nong)度提高了(le)4.9倍.
納濾膜濃縮
納濾(lv)(lv)，是操作(zuo)壓(ya)力和分(fen)(fen)(fen)離(li)效果(guo)處于超濾(lv)(lv)和反滲透之(zhi)間(jian)的一(yi)種(zhong)壓(ya)力驅動膜分(fen)(fen)(fen)離(li)技術(shu)，分(fen)(fen)(fen)離(li)原理主(zhu)要近(jin)似機械篩分(fen)(fen)(fen)，同時納濾(lv)(lv)膜本身帶有(you)(you)電荷(he)也(ye)起到了截(jie)留(liu)的作(zuo)用，納濾(lv)(lv)的截(jie)留(liu)分(fen)(fen)(fen)子(zi)粒徑范圍在(zai)0.5nm～0.01μm之(zhi)間(jian)。納濾(lv)(lv)相(xiang)比(bi)于超濾(lv)(lv)和反滲透，相(xiang)對分(fen)(fen)(fen)子(zi)質量低于200的有(you)(you)機物和單價(jia)(jia)離(li)子(zi)被截(jie)留(liu)的效果(guo)較差，而對于相(xiang)對分(fen)(fen)(fen)子(zi)質量介于200～500之(zhi)間(jian)的有(you)(you)機物及二價(jia)(jia)或多價(jia)(jia)離(li)子(zi)的截(jie)留(liu)率很高。通過超濾(lv)(lv)-納濾(lv)(lv)連續性實驗對土霉素進行(xing)分(fen)(fen)(fen)離(li)提純，結(jie)果(guo)發現(xian)，采用超濾(lv)(lv)平均收(shou)率為95%，結(jie)晶收(shou)率為94.5%左(zuo)右，產品純度為96%，廢水的CODcr值比(bi)原來(lai)平均減少了37%，再(zai)進行(xing)納濾(lv)(lv)濃縮(suo)2.5倍后(hou)的平均結(jie)晶收(shou)率為96%，純度為98.4%，排放廢水中CODcr總量減少了近(jin)2.5倍。
反滲透濃縮
反滲(shen)透(tou)(tou)又稱(cheng)逆(ni)滲(shen)透(tou)(tou)，是滲(shen)透(tou)(tou)過(guo)(guo)程(cheng)的(de)(de)逆(ni)過(guo)(guo)程(cheng)，即溶(rong)劑透(tou)(tou)過(guo)(guo)膜(mo)從濃溶(rong)液向(xiang)稀溶(rong)液流動(dong)，在分(fen)離過(guo)(guo)程(cheng)中通過(guo)(guo)增加大于(yu)本身(shen)滲(shen)透(tou)(tou)壓的(de)(de)壓力，使溶(rong)劑逆(ni)著自(zi)然(ran)滲(shen)透(tou)(tou)的(de)(de)方(fang)向(xiang)滲(shen)透(tou)(tou)，反滲(shen)透(tou)(tou)膜(mo)孔徑小(xiao)，截(jie)留分(fen)子粒徑范圍小(xiao)于(yu)等于(yu)0.5nm，逆(ni)著自(zi)然(ran)滲(shen)透(tou)(tou)的(de)(de)方(fang)向(xiang)滲(shen)透(tou)(tou)。
反滲(shen)(shen)透技術在(zai)各種膜分離技術中，近(jin)年來已經成為發展(zhan)最快，應用(yong)最普及的一(yi)種。采(cai)用(yong)高耐污反滲(shen)(shen)透技術對沼澤(ze)進(jin)行(xing)濃(nong)縮，沼液COD濃(nong)度為10000mg/L以(yi)(yi)上(shang)，采(cai)用(yong)反滲(shen)(shen)透COD去(qu)(qu)除(chu)率可達95%以(yi)(yi)上(shang)，NH3-N的去(qu)(qu)除(chu)率也在(zai)90%以(yi)(yi)上(shang)，且滲(shen)(shen)透液的水質可以(yi)(yi)達到(dao)調(diao)漿等的回用(yong)標準(zhun)。
膜蒸餾濃縮
膜(mo)蒸(zheng)(zheng)餾技(ji)術是指通(tong)過使用疏(shu)水(shui)性(xing)(xing)微孔(kong)膜(mo)(水(shui)溶液不能(neng)通(tong)過)，由于兩側的蒸(zheng)(zheng)汽(qi)壓差(cha)不同，蒸(zheng)(zheng)汽(qi)可(ke)通(tong)過膜(mo)從熱側向(xiang)冷(leng)側進(jin)行(xing)傳(chuan)輸，而(er)其他非揮發(fa)性(xing)(xing)組(zu)分(fen)被留(liu)在熱側，從而(er)實現分(fen)離或提純(chun)的目的。對(dui)COD濃度(du)為30000mg/L左右的高鹽(yan)有機(ji)廢(fei)水(shui)采用膜(mo)蒸(zheng)(zheng)餾技(ji)術(MD)處理(li)，COD的去除率(lv)可(ke)達99.5%以上。膜(mo)處理(li)技(ji)術具有能(neng)耗低、適應性(xing)(xing)強、濃縮過程(cheng)無相態變化等優點，但是膜(mo)對(dui)廢(fei)水(shui)的處理(li)具有選擇(ze)性(xing)(xing)。
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