反渗透后高盐废水浓缩技术进展

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1、反渗透后高盐废水浓缩技术进/PC（神华宁夏煤业集团有限责任公司煤制油化工公用设施管理分公司750411）摘要：介绍了现有反渗透后高盐水浓缩技术中兵有代表性的蒸发塘、多效蒸馏、机械压缩再蒸发、电渗析等技术的原理、优势、局限性以及应用进展，提出了基于高效电驱离子膜的高盐水高效节能浓缩新技术，并以具体应用案例进行了分析评价。认为与现有技术相比，利用电驱离子膜高效电渗析处理高盐水技术在投资、能耗、处理成木等方面具有显著的优势，推广应用前景广阔。关键词：反渗透；高盐废水；浓缩技术1蒸发浓缩技术1.1自然蒸发（蒸发塘）自然蒸发浓缩是依靠太阳能在自然状况下蒸发地面上的高盐水，使其浓缩达到饱

2、和后结晶析盐，其蒸发构造称为蒸发塘。由于热源为太阳能，因此自然蒸发适用于气候干燥少雨、H晒充足区域，具有处理成木低、运营维护简单、使用寿命长、抗冲击负荷好等优点。在我国，大唐克旗、大唐阜新、国电赤峰“3052”项目、新疆庆华等都在主厂IX配套建设蒸发塘工程以进行废水浓缩。中东地区一些国家海水淡化厂同样釆用蒸发塘来处理浓水。在蒸发塘研究方面，国内外相关学者对浓盐水的性质与处理方法、蒸发速率、蒸发效率和浓缩物去处等关键问题进行了相对集中的研究。蒸发塘属于敞开系统，原浓水中所含挥发组分直接进入空气易造成空气污染;同时应做好防渗透和防溢流处理措施，防止对地下水及土壤的污染。蒸发塘普遍

3、占地面积较大,造成土地资源浪费。1.2多效蒸发浓缩多效蒸发是应用广泛的一种蒸发技术，它将多个蒸发器串联，前一蒸发器的二次蒸汽作为下一蒸发器的热源并冷凝成淡水，每1个蒸发器称为一效。在浓盐水浓缩处理中普遍采用3〜4效的连接形式。根据蒸汽和料液的流动方向的不同可分为并流(顺流)、逆流、平流3种形式。0前多效蒸发技术在浓盐水的浓缩处理过程中应用广泛，具有如下优点:分离效果好，可实现废水中水与盐分的彻底分离;自动化程度高、运行稳定;蒸汽利用率较高。在高盐度、高COD有机废水处理方面，采用2效蒸发技术，产水COD约200mg/L盐中氯化钠纯度可达89%以上。利用三效蒸发器处理高含盐水，

4、蒸汽消耗比约为0.43,产水电导率≤200US/cm，可以作为脱盐水站或循环水装置补水利用，废水整体冋收率达到94.6%以上。多效蒸发技术不仅可以有效利用副产蒸汽减少热量损失，而且基本可以实现废水的零排放。但多效蒸发技术同样存在一定的局限性:首先，通常工业高盐废水伴随高硬度、高SO42-含量，易在蒸发器中结垢并堵塞蒸发器，因此，需进行预处理和增加清洗次数，从而增加运行成本;苏次，高盐废水成分复杂，C12含量普遍较高，因此材料耐腐蚀性能要求较高;此外多效蒸发仍需额外蒸汽提供热量，对蒸水量较大的低含量的工业浓盐水浓缩处理蒸汽消耗量较大，处理成本高。13机械压缩再蒸发浓缩机械

5、压缩再蒸发浓缩(MVR)是0前高盐工业废水处理过程较受关注的浓缩技术之一。苏主要原理是将原水蒸发产生的二次蒸汽通过机械再压缩方式提高蒸汽的温度、压力和热焓，然后进入蒸发器与原水进行冷凝换热，加热后原水得以蒸发浓缩，同时又产生二次蒸汽再次压缩，达到充分利用系统内蒸汽潜热的0的。2电渗析法浓缩技术电滲析法浓缩技术(ED)的核心为离子交换膜，其在直流电场的作用下对溶液中的阴阳离子具有选择透过性，即阴膜仅允许阴离子透过，阳膜只允许阳离子透过。通过阴阳离子膜交替排布形成浓、淡室，从而实现物料的浓缩与脱盐。电滲析技术起步较早，初期主要应用于海水淡化、苦咸水淡化及工艺物料脱盐。然而0前国产

6、异相膜电滲析依然存在系列问题函待解决，以利于艽进一步发展和广泛应用:1｝膜性能存在差距，均相膜制备技术与大规模生产应用函待提高。离子交换膜是电渗析技术的核心与基础，K性能的优劣直接影响电渗析过程。而在盐水浓缩过程中，普遍要求电渗析过程实现10倍其至更高的浓缩倍数，同时要求尽可能低的运行电耗。因此离子交换膜必须具有低溶剂(水)扩散渗透系数、低膜面电阻、高离子渗透迁移性的特点。离子交换膜奋均相膜与异相膜2种形式，其中均相膜在膜电阻、厚度、水渗透量、溶胀性能等方面均较异相膜存在明显优势，因此均相膜是工业高盐水电渗析浓缩领域发展方向。然而0前能够工业大规模应用的均相离子交换膜生产厂商

7、主要集中于欧美及日本，包括美国的杜邦、Dow,GEIonics,德国的西门子、Fumatech,日本ASTOM株式会社、日本旭硝子(AGC)公司等。我国离子交换膜生产规模虽己达到年产15万对平方米以上，但主要以异相膜为主，仅有极少数厂家具备均相膜生产能力，II产量较低。典型的国内外均相膜产品性能见表1所示。由表1可见，在决定能耗的关键性能一膜面电阻率与膜厚度方面，以及性能上国产膜仍有不小的差距。正是上述性能差异导致离子迁移通过国产膜速率较慢同吋水分渗透速率较快，最终体现在浓缩过程中国产膜浓缩倍数较低且单