MD在石化廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用 進(jìn)展石化廢水排放量大、成分復(fù)雜,對(duì)環(huán)境的危害相當(dāng)嚴(yán)重。開發(fā)新型廢水治理和回用技術(shù),解決現(xiàn)存廢水的治理難題,是環(huán)保技術(shù)的發(fā)展方向。近年來,MD在石化廢水處理方面展示了廣闊的應(yīng)用前 景,目前的應(yīng)用主要集中在以下幾方面。

1高鹽度廢水的處理

1.1　RO濃水的處理

目前RO的實(shí)際產(chǎn)水率不足70%,30%多的濃 鹽水直接排放,不僅加重了環(huán)境污染,而且還浪費(fèi) 了大量水資源。為降低RO的濃水排放量,國內(nèi)外 科研人員進(jìn)行了大量研究,效果都不理想。近年 來,MD在RO濃水回用領(lǐng)域得到極大關(guān)注。王軍 等在內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗火電廠完成了MD的中試 研究,取得顯著效果。采用MD對(duì)火電廠的RO濃 水進(jìn)行處理,當(dāng)控制膜熱側(cè)RO濃水的pH為5、濃 縮倍數(shù)為10倍、連續(xù)180h的運(yùn)行中,膜通量始終 保持在8L/(m2·h)左右,出水電導(dǎo)率穩(wěn)定在 3μS/cm左右。這表明,采用MD處理RO濃水在 技術(shù)上是可行的,通過構(gòu)建RO /MD集成系統(tǒng),不僅 可大幅度降低RO的濃水量,同時(shí)還顯著提高了水 資源利用率,具有較好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。

1.2油田高鹽廢水的處理

目前,我國油田廢水的排放量較大,廢水溫度 和含鹽量一般較高。采用MD進(jìn)行油田廢水脫鹽, 基本無需額外加熱即可滿足工藝要求,有效利用了 廢水余熱,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。王車禮等開展 了VMD處理江蘇油田高鹽廢水的實(shí)驗(yàn)室研究。實(shí) 驗(yàn)結(jié)果表明,VMD淡化油田廢水的膜通量隨膜下 游真空度的增加而增大,當(dāng)真空度超過某一臨界值 后,膜通量會(huì)急劇增加。當(dāng)廢水含鹽量大于220g/L 時(shí),產(chǎn)水電導(dǎo)率明顯增加,各次實(shí)驗(yàn)的脫鹽率均高 于99%。

1.3循環(huán)水排污水的處理

我國石化企業(yè)的循環(huán)冷卻水量約占石化總用 水量的70%~80%。冷卻水在循環(huán)使用過程中,水 質(zhì)不斷劣化,致使設(shè)備結(jié)垢或腐蝕。為了防止結(jié) 垢,目前的方法是向循環(huán)水中加入大量緩蝕劑、阻垢劑等化學(xué)藥劑,不能從根本上解決鹽與有機(jī)物濃 縮引起的各種問題,并且投加各種藥劑的處理費(fèi)用 高,容易產(chǎn)生新的污染。采用MD處理循環(huán)水排污水,可有效提高濃縮倍數(shù),降低循環(huán)水的新鮮水用 量,減少污水排放。2005年國內(nèi)就有了相關(guān)專 利。和RO等方法相比,采用MD可減少甚至取 消緩蝕劑、阻垢劑的使用,徹底改變現(xiàn)有工業(yè)循環(huán) 冷卻水的運(yùn)行及處理方式。此外,還可回收工業(yè)余 熱,實(shí)現(xiàn)水資源和能源的高效利用。

1.4環(huán)氧樹脂行業(yè)廢水的處理

環(huán)氧樹脂廢水難于處理,目前多數(shù)己建成的二 級(jí)生化處理裝置閑置或處理不達(dá)標(biāo)。環(huán)氧樹脂行 業(yè)基本上沒有開展廢水回用,水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。李 盛姬等根據(jù)清污分流的原則,將環(huán)氧樹脂生產(chǎn)過 程中的洗滌廢水采用生化處理后達(dá)標(biāo)排放,對(duì)高鹽 度的母液采用MD—蒸發(fā)—結(jié)晶集成技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 室研究,回收的氯化鈉達(dá)到國家日曬鹽的標(biāo)準(zhǔn),MD 與蒸發(fā)出來的水回用于洗滌水。解決了傳統(tǒng)生化 方法的難題,利用蒸發(fā)過程的蒸汽冷凝水余熱或環(huán) 氧樹脂生產(chǎn)過程的廢熱作為MD熱源,節(jié)省了能 耗,回收了氯化鈉,不但降低污染程度,又有一定的 經(jīng)濟(jì)效益。

2含揮發(fā)性有機(jī)物廢水的處理

2.1含氰廢水的處理

氰化物毒性極強(qiáng),含氰廢水必須經(jīng)過達(dá)標(biāo)處理 后才能排放。采用傳統(tǒng)方法(如焚燒法、氯堿法、臭 氧法、生物法等)處理含氰廢水,氰化物通常會(huì)被分 解破壞,有的且造成二次污染(如焚燒過程中產(chǎn)生 大量二氧化碳和氮氧化物,生物處理將氰化物轉(zhuǎn)化 為二氧化碳、氨或甲酸、甲酰胺等)。為了解決傳統(tǒng) 方法的缺點(diǎn),一種比較新穎的處理方法———化學(xué)吸 收膜蒸餾(也稱膜吸收),受到極大關(guān)注。柴曉利 等以NaOH溶液為吸收液,利用化學(xué)吸收膜蒸餾 進(jìn)行含氰廢水的實(shí)驗(yàn)室研究,對(duì)氰化物進(jìn)行了回收 利用,且不造成二次污染,能耗低,投資少,易于工 業(yè)化。 3.2.2含酚廢水的處理 張鳳君等采用化學(xué)吸收膜蒸餾進(jìn)行含酚廢 水的實(shí)驗(yàn)室研究,以NaOH溶液為吸收液,45℃、 pH≈0時(shí),經(jīng)處理苯酚質(zhì)量濃度由5 000μg/mL降 至50μg/mL以下,苯酚的去除率達(dá)95%以上。秦 操采用VMD處理含酚廢水,在較低進(jìn)料濃度、 pH=12、50~60℃、進(jìn)料流量60L/h、冷側(cè)壓力 · 5.33kPa時(shí),膜通量超過30kg/(m2·h),離子截留 率和苯酚去除率均在90%以上。

3.2.3丙烯腈廢水的處理

沈志松等開展了VMD分離凈化丙烯腈廢 水的實(shí)驗(yàn)室研究,取得滿意結(jié)果。他們將冷凝液經(jīng) 過二次MD濃縮,在冷側(cè)進(jìn)行分步冷凝,先用溫度 較高的冷卻水冷凝分離掉氣相中的水,然后用冷凍 鹽水冷凝回收丙烯腈。在實(shí)驗(yàn)室研究基礎(chǔ)上,又進(jìn) 行了中試研究,雖然中試的效果與實(shí)驗(yàn)室有所差 距,但通過中試取得了許多經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果 表明,VMD處理丙烯腈廢水技術(shù)上是可行的,丙烯 腈的去除率達(dá)99%,最低出水質(zhì)量濃度在5mg/L 以下,達(dá)到排放要求。

2.4低碳醇廢水的處理

MD也可用于回收廢液中的低碳醇類,目前尚 處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。馬玖彤等采用MD進(jìn)行 甲醇廢水的實(shí)驗(yàn)室研究,10.00g/L的甲醇溶液經(jīng) 處理后可降至0.03g/L以下,達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。 Lee等在實(shí)驗(yàn)室用SGMD分離異丙醇-水溶液, 以N2作為吹掃氣體,將異丙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從3%提 高到10%,異丙醇最大分離系數(shù)為10~25。

2.5脫除回收廢水中的氨

近年來,控制或去除廢水中的氨氮是環(huán)境領(lǐng)域 的研究熱點(diǎn)之一。膜分離技術(shù)的發(fā)展,為氨氮廢水 的處理提供了新的思路。唐建軍等采用化學(xué) 吸收膜蒸餾進(jìn)行了脫除水溶液中氨的實(shí)驗(yàn)室研究, 結(jié)果表明,化學(xué)吸收膜蒸餾可脫除水溶液中的氨。 郝卓莉等采用化學(xué)吸收膜蒸餾在實(shí)驗(yàn)室中處理 焦化廠剩余氨水中的氨氮及揮發(fā)性酚,取得良好效 果,氨的去除率高達(dá)99.7%,回收率99.5%,能源 費(fèi)用僅為蒸餾法的4.36%。盡管化學(xué)吸收膜蒸餾 處理氨氮廢水的研究取得了一些成果,但這方面的 研究報(bào)道還較少,一些問題還有待深入認(rèn)識(shí)。

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