哈爾濱恒通排水設備制造股份有限公司
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煤化工高鹽廢水主要來源于生產過程中的煤氣洗滌廢水、除鹽水系統排水、循環水系統排水、中水回用系統濃水等,溶解性總固體(TDS)濃度通常>10000mg/L,廢水中Na+、Cl-和SO2-4濃度之和占離子總量的80%~90%以上。目前,主要采用預處理-納濾分離-反滲透濃縮-蒸發/冷凍結晶組合工藝實現高鹽廢水零排放,反滲透產水進行回用,同時副產NaCl和無水Na2SO4結晶鹽。
納濾分離技術是高鹽廢水零排放中的關鍵技術。由于納濾膜的篩分效應(空間位阻效應)、道南效應(電荷效應)和介電排斥效應,使納濾膜對有機物、多價離子和單價離子等的截留率呈顯著差別。因此,利用納濾膜對不同價態陰離子的選擇性截留原理對Cl-和SO2-4進行分離,已成為高鹽廢水零排放中至關重要的工藝步驟。
近些年,納濾分離技術的相關研究和工程應用逐漸成熟。分別對應用于煤化工廢水、脫硫廢水和礦井水零排放納濾系統的分離性能進行了研究。結果表明,納濾系統對Cl-和SO2-4具有較好的分離效果。然而,目前工程中常采用1級2段或1級3段的納濾系統,水回收率很高,但SO2-4截留率較低;而兩級納濾系統具有很高的SO2-4截留率,系統水回收率卻很低。水回收率和截留率的相互制約是納濾膜分離的重要特征,而無法同時兼顧較高的水回收率和SO2-4截留率已成為其工程應用中的主要問題,導致納濾系統分離性能大大降低,并Z終影響結晶鹽的產量和純度。
為此,發明了一種由3個納濾子系統構成的高水回收率和高SO2-4截留率的高分離納濾系統,創造性地對納濾膜進行優化組合,以提升納濾系統的分離性能。該技術已成功應用到國家能源集團寧夏煤業有限責任公司寧東礦區煤化工高鹽廢水零排放項目,對該項目中高分離納濾系統的應用效果進行分析,以期為納濾分離技術的優化升級和推廣應用提供數據參考。