高濃度有機(jī)廢水濃縮處理技術(shù)研究現(xiàn)狀
高濃度有機(jī)廢水概述
高濃度有機(jī)廢水，如酒精廢液、制藥行業(yè)廢水、垃圾滲濾液等，是指COD濃度在2000mg/L以上的廢水，其特點(diǎn)是水中的懸浮物含量高，色度高，有異味，有機(jī)物濃度高，水質(zhì)的成分復(fù)雜，不易進(jìn)行生物降解，處理難度很高，采用一般的廢水處理方法難以滿足高濃度有機(jī)廢水凈化處理的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求，因此，對(duì)其進(jìn)行有效處理方法的研究已逐漸成為環(huán)境保護(hù)技術(shù)的熱點(diǎn)研究課題之一高濃度有機(jī)廢水的來(lái)源主要有:農(nóng)業(yè)行業(yè)生產(chǎn)的廢水，該廢水降解性強(qiáng)，所含的有機(jī)物質(zhì)無(wú)害;制藥廢水、化工廢水等，這類廢水含有一定有害離子與化學(xué)物質(zhì);精細(xì)化工廢水，這類廢水所含成分復(fù)雜且毒性強(qiáng)，對(duì)環(huán)境影響大。
高濃度有機(jī)廢水濃縮處理技術(shù)研究現(xiàn)狀
高濃度有機(jī)廢水的濃縮處理，目的是先將高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行濃縮，然后采用焚燒法等方法進(jìn)行處理，這樣可以節(jié)約處理成本，從而使高濃度有機(jī)廢水得到有效的治理。高濃度有機(jī)廢水的濃縮方法目前主要有:冷凍濃縮、蒸發(fā)濃縮、燃燒濃縮、膜濃縮等。
冷凍濃縮
冷凍濃縮是處理高濃度有機(jī)廢水的一種新方法，它利用的是冷凍分離的固液相平衡的原理。采用冷凍濃縮地方法對(duì)COD濃度在10000mg/L以上的利用啤酒自配的高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行處理，
在冷凍時(shí)間為12～24h，冷凍溫度為-16～-12℃時(shí)，COD和TOC的去除率達(dá)到70%以上。采用冷凍濃縮與膜濃縮結(jié)合的方法處理有機(jī)廢水，發(fā)現(xiàn)可以達(dá)到很好的處理效果，比單獨(dú)使用膜濃縮更經(jīng)濟(jì)。冷凍濃縮對(duì)廢水無(wú)選擇性，尤其適合處理有惡臭氣味、易揮發(fā)的有機(jī)廢水，但是應(yīng)用到實(shí)際有限制，且設(shè)備及操作費(fèi)用較高，操作不宜控制。
蒸發(fā)濃縮
蒸發(fā)濃縮是指通過(guò)采用低溫真空或減壓等方法，對(duì)高濃度有機(jī)廢水蒸發(fā)濃縮處理。采用減壓蒸發(fā)濃縮的方法對(duì)某化工廠的高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行處理，進(jìn)COD濃度為45×104～55×104mg/L時(shí)，COD的去除率達(dá)90%以上。通過(guò)低溫真空蒸發(fā)法對(duì)垃圾滲濾液處理站的反滲透濃縮液進(jìn)行處理，廢液的COD為3000mg/L，處理后COD的蒸發(fā)率為62.5%。
市垃圾滲濾液處理廠對(duì)垃圾滲濾液采用四級(jí)閃蒸法濃縮處理，CODcr的去除率可達(dá)99.5%，同時(shí)NH3-N去除率為98.5%。蒸發(fā)濃縮可以回收有機(jī)廢水中有價(jià)值的成分，但是在蒸發(fā)濃縮的過(guò)程中會(huì)有結(jié)垢等問(wèn)題。
燃燒濃縮
燃燒法是在燃燒爐內(nèi)將廢液與煤粉混燒，從而使高濃度有機(jī)廢液中的有機(jī)物達(dá)到濃縮的目的。酒精廢醪液有機(jī)物含量大，COD濃度在105mg/L以上，采用燃燒法處理酒精廢醪液，COD的去除率可達(dá)99%以上。燃燒濃縮對(duì)廢水濃縮處理后，燃燒的熱量及濃縮過(guò)程產(chǎn)生的冷凝水均可用作生產(chǎn)，但是該方法投資費(fèi)用較大，電耗較高，且在燃燒時(shí)廢水中的鹽分會(huì)腐蝕設(shè)備。
膜分離濃縮
膜濃縮高濃度有機(jī)廢水的原理是廢水通過(guò)膜時(shí)，在兩側(cè)施加某種推動(dòng)力，廢水中的有機(jī)物就會(huì)選擇性的透過(guò)膜，從而達(dá)到濃縮有機(jī)物的目的。根據(jù)膜孔徑的大小，膜分離技術(shù)可以分為微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)等。
超濾膜濃縮
超濾又稱超過(guò)濾，膜表面的機(jī)械篩分是超濾分離的主要機(jī)理，同時(shí)膜表面和膜孔的吸附以及膜孔阻滯也在起著截留作用。超濾截留分子粒徑范圍在0.01～0.1μm之間，在外界壓力的作用下水和小分子物質(zhì)透過(guò)孔徑成為滲濾液，而水中的膠體、細(xì)菌等則被截留。
利用超濾技術(shù)對(duì)微生物胞外多糖PS-9415發(fā)酵液進(jìn)行濃縮分離的研究，結(jié)果表明在0.05MPa下對(duì)3%的料液超濾濃縮，可得到5.8%的濃縮液，多糖回收率為82.7%;在0.1MPa下對(duì)0.5%的料液超濾濃縮，濃度提高了4.9倍.
納濾膜濃縮
納濾，是操作壓力和分離效果處于超濾和反滲透之間的一種壓力驅(qū)動(dòng)膜分離技術(shù)，分離原理主要近似機(jī)械篩分，同時(shí)納濾膜本身帶有電荷也起到了截留的作用，納濾的截留分子粒徑范圍在0.5nm～0.01μm之間。納濾相比于超濾和反滲透，相對(duì)分子質(zhì)量低于200的有機(jī)物和單價(jià)離子被截留的效果較差，而對(duì)于相對(duì)分子質(zhì)量介于200～500之間的有機(jī)物及二價(jià)或多價(jià)離子的截留率很高。通過(guò)超濾-納濾連續(xù)性實(shí)驗(yàn)對(duì)土霉素進(jìn)行分離提純，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用超濾平均收率為95%，結(jié)晶收率為94.5%左右，產(chǎn)品純度為96%，廢水的CODcr值比原來(lái)平均減少了37%，再進(jìn)行納濾濃縮2.5倍后的平均結(jié)晶收率為96%，純度為98.4%，排放廢水中CODcr總量減少了近2.5倍。
反滲透濃縮
反滲透又稱逆滲透，是滲透過(guò)程的逆過(guò)程，即溶劑透過(guò)膜從濃溶液向稀溶液流動(dòng)，在分離過(guò)程中通過(guò)增加大于本身滲透壓的壓力，使溶劑逆著自然滲透的方向滲透，反滲透膜孔徑小，截留分子粒徑范圍小于等于0.5nm，逆著自然滲透的方向滲透。
反滲透技術(shù)在各種膜分離技術(shù)中，近年來(lái)已經(jīng)成為發(fā)展最快，應(yīng)用最普及的一種。采用高耐污反滲透技術(shù)對(duì)沼澤進(jìn)行濃縮，沼液COD濃度為10000mg/L以上，采用反滲透COD去除率可達(dá)95%以上，NH3-N的去除率也在90%以上，且滲透液的水質(zhì)可以達(dá)到調(diào)漿等的回用標(biāo)準(zhǔn)。
膜蒸餾濃縮
膜蒸餾技術(shù)是指通過(guò)使用疏水性微孔膜(水溶液不能通過(guò))，由于兩側(cè)的蒸汽壓差不同，蒸汽可通過(guò)膜從熱側(cè)向冷側(cè)進(jìn)行傳輸，而其他非揮發(fā)性組分被留在熱側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)分離或提純的目的。對(duì)COD濃度為30000mg/L左右的高鹽有機(jī)廢水采用膜蒸餾技術(shù)(MD)處理，COD的去除率可達(dá)99.5%以上。膜處理技術(shù)具有能耗低、適應(yīng)性強(qiáng)、濃縮過(guò)程無(wú)相態(tài)變化等優(yōu)點(diǎn)，但是膜對(duì)廢水的處理具有選擇性。
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