高盐水处理工艺及装置设计.ppt

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1、一、高盐污水现状一、高盐污水现状二、高盐污水处理工艺二、高盐污水处理工艺三、高盐污水处理装置设计三、高盐污水处理装置设计四、其他因素分析四、其他因素分析五、总结五、总结高盐污水处理工艺 广义上来讲，高盐污水是指总含盐（以广义上来讲，高盐污水是指总含盐（以NaClNaCl为标准为标准)质量分数大于质量分数大于1%1%的污水。的污水。2 2 高盐污水的来源及特点高盐污水的来源及特点 高盐污水多含有高盐污水多含有NaClNaCl、NaSONaSO4 4、CaSOCaSO4 4 等盐类物质，其等盐类物质，其主要来源于化工厂，石油和天然气的采集加工以及煤化工主要来源于化工厂，石油和天然气的采集加工以及煤

2、化工等行业。等行业。高盐污水由于来源不同，所含的有机物盐类物质浓的高盐污水由于来源不同，所含的有机物盐类物质浓的种类较多，化学性质差异较大。所以在处理时要根据其特种类较多，化学性质差异较大。所以在处理时要根据其特点选择合适的处理工艺。点选择合适的处理工艺。一、高盐污水现状一、高盐污水现状1 1 什么是高盐污水什么是高盐污水 根据各行业产生的高盐污水特点和处理要根据各行业产生的高盐污水特点和处理要求，现阶段通常采用的高盐污水处理工艺有离子求，现阶段通常采用的高盐污水处理工艺有离子交换、膜分离、热蒸发和生物处理以及两种处理交换、膜分离、热蒸发和生物处理以及两种处理技术形成的组合工艺等。技术形成的组

3、合工艺等。二、高盐污水处理工艺二、高盐污水处理工艺2 2.1 1离子交换技术离子交换技术 离子交换是借助于固体离子交换剂中离子交换是借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换。这种的离子与稀溶液中的离子进行交换。这种交换是一个单元操作过程，在这个过程中交换是一个单元操作过程，在这个过程中主要是溶液中的离子与不溶性聚合物中的主要是溶液中的离子与不溶性聚合物中的反离子之间的交换反应。反离子之间的交换反应。这种工艺的主要问题是废水中的固体悬浮这种工艺的主要问题是废水中的固体悬浮物会堵塞树脂而失去效果，离子交换树脂物会堵塞树脂而失去效果，离子交换树脂的再生成本高昂且交换下来的废弃物很难的再生

4、成本高昂且交换下来的废弃物很难处理处理。离子交换示意图：。离子交换示意图：2.2.2 2膜分离技术膜分离技术l膜分离技术是利用膜对混合物中各组分选膜分离技术是利用膜对混合物中各组分选择透过性能的差异来分离、提纯和浓缩目择透过性能的差异来分离、提纯和浓缩目标物质的分离技术。标物质的分离技术。l膜分离技术发展迅速，种类繁多，目前常膜分离技术发展迅速，种类繁多，目前常用的膜分离技术有超滤、微滤、电渗析以用的膜分离技术有超滤、微滤、电渗析以及反渗透及反渗透。2.2.2.12.1超滤、微滤膜分离技术超滤、微滤膜分离技术 超滤、微滤主要用于气、液相微粒、超滤、微滤主要用于气、液相微粒、细菌以及其他污染物的

5、截留去除，细菌以及其他污染物的截留去除，最最小截留分子量可达小截留分子量可达 801000Dal。超滤、微滤对标准有机物和超滤、微滤对标准有机物和 NaCl，MgSO4，CaCl2等等溶液的截留率最高可达溶液的截留率最高可达 90%，可以有效去除悬浮物和胶体等相，可以有效去除悬浮物和胶体等相对较大的颗粒物。对较大的颗粒物。2.2.2.22.2超滤、微滤膜分离技术超滤、微滤膜分离技术 但超滤、微滤膜分离技术的脱盐效果并不但超滤、微滤膜分离技术的脱盐效果并不理想，其一般只作为料液的澄清、保安过滤理想，其一般只作为料液的澄清、保安过滤、空气除菌、大分子有机物的分离与纯化等、空气除菌、大分子有机物的分

6、离与纯化等。2 2.3 3电渗析与反渗透膜分离技术电渗析与反渗透膜分离技术(1)(1)电渗析是在直流电的作用下，带电离电渗析是在直流电的作用下，带电离子透过离子交换膜定向迁移，从水溶液子透过离子交换膜定向迁移，从水溶液中分离出来，达到提纯的目的。中分离出来，达到提纯的目的。(2)(2)反渗透膜是指在压力的推动下，借助反渗透膜是指在压力的推动下，借助半透膜的截留作用，从溶液中分离出离半透膜的截留作用，从溶液中分离出离子，达到提纯的目的。子，达到提纯的目的。2.2.3.13.1电渗析技术电渗析技术(1)(1)目前水回收率最高的倒极式电渗析技目前水回收率最高的倒极式电渗析技术是利用自动频繁倒换电极的

7、方式，有术是利用自动频繁倒换电极的方式，有效解决了装置持续、稳定运行与频繁结效解决了装置持续、稳定运行与频繁结垢的问题。垢的问题。(2)(2)由于倒极式电渗析技术电耗大、处理由于倒极式电渗析技术电耗大、处理成本高、操作经验不足、回用水率普遍成本高、操作经验不足、回用水率普遍不高等原因，目前已逐渐被具有节能、不高等原因，目前已逐渐被具有节能、处理成本低、规模大、技术成熟等特点处理成本低、规模大、技术成熟等特点的反渗透膜分离技术所取代。的反渗透膜分离技术所取代。2.2.3.13.1常见电渗析技术常见电渗析技术1 1 填充床电渗析（填充床电渗析（EDI）2 2 倒极电渗析（倒极电渗析（EDR)3 3

8、 液膜电渗析（液膜电渗析（EDLM)4 4 双极性膜电渗析（双极性膜电渗析（EDMB)5 5 无隔板电渗析无隔板电渗析6 6 高温电渗析高温电渗析7 7 无极水电渗析无极水电渗析8 8 离子膜电解离子膜电解2.2.3.23.2反渗透膜技术反渗透膜技术(1)(1)反渗透膜技术使反渗透膜技术使RO 在在PH 较高的条件较高的条件下，通过两级软化、脱气处理去除了硬下，通过两级软化、脱气处理去除了硬度和二氧化碳，提高了硅的结垢极限，度和二氧化碳，提高了硅的结垢极限，有效控制了生物和有机物的污堵，并大有效控制了生物和有机物的污堵，并大大提高了废水回用率（大提高了废水回用率（90%）。(2)(2)反渗透膜

9、分离技术也存在着亟待需要反渗透膜分离技术也存在着亟待需要解决的膜污染、堵塞、腐蚀、使用寿命解决的膜污染、堵塞、腐蚀、使用寿命短等问题，尤其是当给水短等问题，尤其是当给水TDS 高于高于6000mg/l 时，其脱盐率会急剧下降时，其脱盐率会急剧下降。2.2.3.3.3 3 膜分离技术缺点膜分离技术缺点 膜分离技术的缺点是若废水中有机物浓度高时，膜分离技术的缺点是若废水中有机物浓度高时，膜易被污染，从而导致操作过程难以正常运转。膜易被污染，从而导致操作过程难以正常运转。况且吨级废水进行膜处理成本高，企业难以承受况且吨级废水进行膜处理成本高，企业难以承受。2.2.4 4 热蒸发技术热蒸发技术1 1

10、蒸发工艺是现代化工单元操作方法之一即蒸发工艺是现代化工单元操作方法之一即用加热的方法，使溶液中的部分溶剂汽化并用加热的方法，使溶液中的部分溶剂汽化并得以去除，以提高溶液的浓度，或为溶质析得以去除，以提高溶液的浓度，或为溶质析出创造条件出创造条件2 2 热蒸发技术主要针对含盐量质量分数在热蒸发技术主要针对含盐量质量分数在 4%左右（盐以左右（盐以NaCl为标准）左右或更高浓度的为标准）左右或更高浓度的含盐废水进行蒸发浓缩的工艺。含盐废水进行蒸发浓缩的工艺。热蒸发技术的特点主要表现在以下几热蒸发技术的特点主要表现在以下几1 1 一般使用物理方法进行蒸发浓缩，有时可一般使用物理方法进行蒸发浓缩，有时

11、可见化学法（见化学法（焚烧、高级氧化等）焚烧、高级氧化等）2 2 废水处理量普遍不大，有的甚至很小废水处理量普遍不大，有的甚至很小3 3 处理成本和能耗普遍较高处理成本和能耗普遍较高4 4 固废产生量大，成分复杂，无法有效回收固废产生量大，成分复杂，无法有效回收再利用等。再利用等。2.2.4.14.1热蒸发技术分类热蒸发技术分类目前常见的热蒸发技术主要有以下几种：目前常见的热蒸发技术主要有以下几种：1 1 多效蒸发技术多效蒸发技术（MED)2 2 机械压缩再蒸发机械压缩再蒸发(MVR)3 3 膜蒸馏等技术膜蒸馏等技术(MD)4 4 多级闪蒸技术多级闪蒸技术(MSF)1 1.多效热蒸发技术多效热

12、蒸发技术(1)(1)多效蒸发是让加热后的盐水在多个串多效蒸发是让加热后的盐水在多个串联的蒸发器中蒸发，前一个蒸发器蒸发联的蒸发器中蒸发，前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源并冷出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源并冷凝成为淡水。凝成为淡水。(2)(2)在污水处理上，多效蒸发主要适用于在污水处理上，多效蒸发主要适用于高盐份、高有机物含量废水的单独处理高盐份、高有机物含量废水的单独处理，同时配合膜技术实现全范围的，同时配合膜技术实现全范围的“零零排放排放”工艺。工艺。1 1 污水污水经过热解后，难降解有机物结构被改变，可生经过热解后，难降解有机物结构被改变，可生化性大大提高，降低后续处理工艺负

13、荷；化性大大提高，降低后续处理工艺负荷；2 2 污水水与盐分分离比较彻底，冷凝后的冷却液含盐污水水与盐分分离比较彻底，冷凝后的冷却液含盐量降低到对微生物不会产生抑制作用的程度；量降低到对微生物不会产生抑制作用的程度；3 3 盐结晶后可以回收利用或者直接出售，回收成本，盐结晶后可以回收利用或者直接出售，回收成本，提高资源利用率；提高资源利用率；4 4 蒸汽中的热量多次重复利用，减少蒸汽用量，降低蒸汽中的热量多次重复利用，减少蒸汽用量，降低处理成本；处理成本；5 5 多效蒸发脱盐可实现全过程自动化运行，调试完成多效蒸发脱盐可实现全过程自动化运行，调试完成后，运行管理难度小、运行效果稳定，效率更高。

14、后，运行管理难度小、运行效果稳定，效率更高。多效热蒸发技术特点多效热蒸发技术特点E-1E-2E-3E-4E-5P-2P-3P-4P-6E-6E-7P-8P-9P-11P-12P-13P-14P-15P-17E-8P-20P-21I-1I-2I-3P-23E-9E-10P-25E-12P-27P-22P-29P-30P-31P-32P-33P-35P-36I-4P-39P-402 2.机械压缩再蒸发技术机械压缩再蒸发技术 利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发系统产利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发系统产生的二次蒸汽，生的二次蒸汽，提高二次蒸汽的热焓，并将提高二次蒸汽的热焓，并将二次蒸汽导入原蒸发系统作为热源循

15、环使用二次蒸汽导入原蒸发系统作为热源循环使用.该技术大幅度降低了蒸发器生蒸汽的消耗量该技术大幅度降低了蒸发器生蒸汽的消耗量，补充的生蒸汽也仅用于系统热损失和进出补充的生蒸汽也仅用于系统热损失和进出料温差所需热焓的补充，节能效果相当于十料温差所需热焓的补充，节能效果相当于十效蒸发系统，是目前国际上应用较为广泛和效蒸发系统，是目前国际上应用较为广泛和先进的蒸发器技术。先进的蒸发器技术。3.3.膜蒸馏（膜蒸馏（MD MD）技术）技术 膜蒸馏是一种以蒸汽压差为推动力的新型分离技膜蒸馏是一种以蒸汽压差为推动力的新型分离技术，即通过冷、热侧相变过程，实现混合物分离或术，即通过冷、热侧相变过程，实现混合物分

16、离或提纯。与传统蒸馏方法和其他膜分离技术相比，该提纯。与传统蒸馏方法和其他膜分离技术相比，该技术具有运行压力低、运行温度低、分离效率高等技术具有运行压力低、运行温度低、分离效率高等优点，可充分利用太阳能、废热和余热等作为热源优点，可充分利用太阳能、废热和余热等作为热源。根据膜下游侧冷凝方式的不同，膜蒸馏技术可划根据膜下游侧冷凝方式的不同，膜蒸馏技术可划分为接触式、空气隙式、气扫式和真空膜蒸馏四种分为接触式、空气隙式、气扫式和真空膜蒸馏四种形式形式.近些年来，膜蒸馏技术得到了一定程度的发展近些年来，膜蒸馏技术得到了一定程度的发展，但仍然存在着与膜分离技术相同的问题，如：膜，但仍然存在着与膜分离技术相同的问题，如：膜污染、结垢堵塞等，应用领域还不是很广泛，可商污染、结垢堵塞等，应用领域还不是很广泛，可商业化运行的技术难题仍需进一步解决。业化运行的技术难题仍需进一步解决。4.4.膜分离与热蒸发组合膜分离与热蒸发组合 随着国家及地方针对煤化工废水排放的环保政策与要求的随着国家及地方针对煤化工废水排放的环保政策与要求的不断深化，高盐水处理的工艺组合技术得到了较快的发展与研不断深化，高盐水处理的工