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高浓度有机废水浓缩处理技术研究现状

更新时间:2018-04-08 14:53 来源:发酵环保化工知识圈 作者: 阅读:3719 网友评论0

高浓度有机废水概述

高浓度有机废水,如酒精废液、制药行业废水、垃圾渗滤液等,是指COD浓度在2000mg/L以上的废水,其特点是水中的悬浮物含量高,色度高,有异味,有机物浓度高,水质的成分复杂,不易进行生物降解,处理难度很高,采用一般的废水处理方法难以满足高浓度有机废水净化处理的技术和经济要求,因此,对其进行有效处理方法的研究已逐渐成为环境保护技术的热点研究课题之一高浓度有机废水的来源主要有:农业行业生产的废水,该废水降解性强,所含的有机物质无害;制药废水、化工废水等,这类废水含有一定有害离子与化学物质;精细化工废水,这类废水所含成分复杂且毒性强,对环境影响大。  

高浓度有机废水浓缩处理技术研究现状  

高浓度有机废水的浓缩处理,目的是先将高浓度有机废水进行浓缩,然后采用焚烧法等方法进行处理,这样可以节约处理成本,从而使高浓度有机废水得到有效的治理。高浓度有机废水的浓缩方法目前主要有:冷冻浓缩、蒸发浓缩、燃烧浓缩、膜浓缩等。  

冷冻浓缩

冷冻浓缩是处理高浓度有机废水的一种新方法,它利用的是冷冻分离的固液相平衡的原理。采用冷冻浓缩地方法对COD浓度在10000mg/L以上的利用啤酒自配的高浓度有机废水进行处理,  

在冷冻时间为12~24h,冷冻温度为-16~-12℃时,COD和TOC的去除率达到70%以上。采用冷冻浓缩与膜浓缩结合的方法处理有机废水,发现可以达到很好的处理效果,比单独使用膜浓缩更经济。冷冻浓缩对废水无选择性,尤其适合处理有恶臭气味、易挥发的有机废水,但是应用到实际有限制,且设备及操作费用较高,操作不宜控制。  

蒸发浓缩  

蒸发浓缩是指通过采用低温真空或减压等方法,对高浓度有机废水蒸发浓缩处理。采用减压蒸发浓缩的方法对某化工厂的高浓度有机废水进行处理,进COD浓度为45×104~55×104mg/L时,COD的去除率达90%以上。通过低温真空蒸发法对垃圾渗滤液处理站的反渗透浓缩液进行处理,废液的COD为3000mg/L,处理后COD的蒸发率为62.5%。  

市垃圾渗滤液处理厂对垃圾渗滤液采用四级闪蒸法浓缩处理,CODcr的去除率可达99.5%,同时NH3-N去除率为98.5%。蒸发浓缩可以回收有机废水中有价值的成分,但是在蒸发浓缩的过程中会有结垢等问题。  

燃烧浓缩  

燃烧法是在燃烧炉内将废液与煤粉混烧,从而使高浓度有机废液中的有机物达到浓缩的目的。酒精废醪液有机物含量大,COD浓度在105mg/L以上,采用燃烧法处理酒精废醪液,COD的去除率可达99%以上。燃烧浓缩对废水浓缩处理后,燃烧的热量及浓缩过程产生的冷凝水均可用作生产,但是该方法投资费用较大,电耗较高,且在燃烧时废水中的盐分会腐蚀设备。  

膜分离浓缩

膜浓缩高浓度有机废水的原理是废水通过膜时,在两侧施加某种推动力,废水中的有机物就会选择性的透过膜,从而达到浓缩有机物的目的。根据膜孔径的大小,膜分离技术可以分为微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)等。  

超滤膜浓缩  

超滤又称超过滤,膜表面的机械筛分是超滤分离的主要机理,同时膜表面和膜孔的吸附以及膜孔阻滞也在起着截留作用。超滤截留分子粒径范围在0.01~0.1μm之间,在外界压力的作用下水和小分子物质透过孔径成为渗滤液,而水中的胶体、细菌等则被截留。  

利用超滤技术对微生物胞外多糖PS-9415发酵液进行浓缩分离的研究,结果表明在0.05MPa下对3%的料液超滤浓缩,可得到5.8%的浓缩液,多糖回收率为82.7%;在0.1MPa下对0.5%的料液超滤浓缩,浓度提高了4.9倍.  

纳滤膜浓缩  

纳滤,是操作压力和分离效果处于超滤和反渗透之间的一种压力驱动膜分离技术,分离原理主要近似机械筛分,同时纳滤膜本身带有电荷也起到了截留的作用,纳滤的截留分子粒径范围在0.5nm~0.01μm之间。纳滤相比于超滤和反渗透,相对分子质量低于200的有机物和单价离子被截留的效果较差,而对于相对分子质量介于200~500之间的有机物及二价或多价离子的截留率很高。通过超滤-纳滤连续性实验对土霉素进行分离提纯,结果发现,采用超滤平均收率为95%,结晶收率为94.5%左右,产品纯度为96%,废水的CODcr值比原来平均减少了37%,再进行纳滤浓缩2.5倍后的平均结晶收率为96%,纯度为98.4%,排放废水中CODcr总量减少了近2.5倍。  

反渗透浓缩  

反渗透又称逆渗透,是渗透过程的逆过程,即溶剂透过膜从浓溶液向稀溶液流动,在分离过程中通过增加大于本身渗透压的压力,使溶剂逆着自然渗透的方向渗透,反渗透膜孔径小,截留分子粒径范围小于等于0.5nm,逆着自然渗透的方向渗透。  

反渗透技术在各种膜分离技术中,近年来已经成为发展最快,应用最普及的一种。采用高耐污反渗透技术对沼泽进行浓缩,沼液COD浓度为10000mg/L以上,采用反渗透COD去除率可达95%以上,NH3-N的去除率也在90%以上,且渗透液的水质可以达到调浆等的回用标准。  

膜蒸馏浓缩  

膜蒸馏技术是指通过使用疏水性微孔膜(水溶液不能通过),由于两侧的蒸汽压差不同,蒸汽可通过膜从热侧向冷侧进行传输,而其他非挥发性组分被留在热侧,从而实现分离或提纯的目的。对COD浓度为30000mg/L左右的高盐有机废水采用膜蒸馏技术(MD)处理,COD的去除率可达99.5%以上。膜处理技术具有能耗低、适应性强、浓缩过程无相态变化等优点,但是膜对废水的处理具有选择性。


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