一種含鹽廢水的處理方法與流程
2023-05-28 03:48:36
本發明涉及廢水處理領域，具體涉及一種含鹽廢水的處理方法。
背景技術：
含鹽廢水是指總含鹽量（以NaCl含量計）至少為1%（質量分數）的生活汙水、工業廢水或其它含鹽廢水。含鹽廢水的產生由來已久，近年來，隨著經濟的快速發展，淡水資源的匱乏，沿海地區對淡水資源的需求成倍增長，越來越多的行業把海水利用作為節約淡水、緩解淡水資源短缺的有效途徑，對海水的利用日益廣泛。含鹽廢水的主要來源有2個方面：一是城市生活中海水代用排放的廢水，相對於一些發達國家的年海水用量已經超過了1000億m3，目前我國海水的年利用量僅60多億m3，其中海水可代替淡水作為道路的衝洗水和衝廁水，如香港海水衝廁的普及率高達70%以上，而大連、青島、煙臺、廈門等城市目前也在進行海水衝廁的試點實踐；二是一些行業（如電力、鋼鐵、機械、紡織等行業的冷卻水，建材、海產品、奶製品加工、造紙、印染、化工等等行業的工業生產用水）排放的大量高濃度含鹽廢水。這些廢水中除了含有大量的無機鹽，如Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等離子外，還含大量有機汙染物。高鹽、高有機物廢水，若未經處理直接排放，勢必會對水體生物、生活飲用水和工農業生產用水產生極大的危害，因此大部分廢水最終將進入城市汙水處理系統。因其鹽度高，離子強度大的特點給其處理帶來了極大困難。關於廢水脫鹽技術有許多研究和應用報導，如蒸發、化學沉澱、離子交換、反滲透、電滲析等。但是還是會存在處理效果差的問題。
技術實現要素：
要解決的技術問題：本發明的目的是提供一種含鹽廢水的處理方法，能夠有效降低含鹽廢水的電導率、硬度、金屬離子含量。
技術方案：一種含鹽廢水的處理方法，包括以下步驟：
（1） 在廢水的pH值調整為8-9，在廢水中投加聚合氯化鋁，溫度為18-25℃，分三段不同的轉速進行攪拌，首先在轉速600-800r/min的條件下攪拌30s，繼續在轉速120-180r/min的條件下攪拌5min，最後在轉速60-100r/min的條件下攪拌10min，沉降30-60min，取上清液；
（2） 將上清液通入到電滲析裝置，電滲析處理過程選用12-18V的操作電壓，溫度為15-25℃，用去離子水作為汲取液，硝酸鈉溶液作為極水，其中極水濃度為1-2g/L，極水流量為40-50L/h；
（3）將3-5wt%二氧化矽/二氧化鈦複合材料加入步驟（2）得到的廢水中，光照振蕩1-2h後過濾；
（4）將過濾後的廢水循環2-4次通過改性處理的農業秸稈、木屑吸附柱，進水量為50-70L/min。
進一步的，所述的一種含鹽廢水的處理方法，所述步驟（1）中溫度為23℃，三段的轉速分別為650-750r/min，140-160r/min，70-90r/min，沉降時間為45分鐘。
進一步的，所述的一種含鹽廢水的處理方法，所述步驟（2）中電滲析裝置中所使用的膜為聚乙烯異相離子交換膜。
進一步的，所述的一種含鹽廢水的處理方法，所述步驟（2）中電壓為15V，溫度為18-24℃，極水濃度為1.5g/L，極水流量為42-46L/h
進一步的，所述的一種含鹽廢水的處理方法，所述步驟（3）中二氧化矽/二氧化鈦複合材的製備方法為將25份矽酸鈉置於反應容器中，滴加鹽酸保持pH=2，攪拌30min，過濾乾燥後加入100份無水乙醇、20份鈦酸丁酯，攪拌10min後，加入80份蒸餾水，攪拌4h，乾燥後，在450℃焙燒。
進一步的，所述的一種含鹽廢水的處理方法，所述步驟（3）中光照振蕩時間為1.6h。
進一步的，所述的一種含鹽廢水的處理方法，所述步驟（4）中改性農業秸稈、木屑的改性方法為清洗、烘乾、粉碎處理的農業秸稈、木屑用NaOH浸泡3-8h，離心後將離心的鹼化秸稈與甲基丙烯酸二甲氨基乙酯反應，將交聯反應的產物與過量的1,4-二溴丁烷水溶液進行季胺化反應，得到固相產物，清洗、乾燥後即可。
進一步的，所述的一種含鹽廢水的處理方法，所述步驟（4）中循環次數為3，進水量為55-65L/min。
有益效果：經本方法對廢水進行處理後，原廢水的電導率由3038.5µS/cm降為158.3µS/cm，總硬度由1629.3mg/L降為22.9mg/L，鈣離子含量由452.3mg/L降為1.16mg/L，去除率為99.7%，鎂離子含量由210.9mg/L降為5.21mg/L，去除率為97.5%。
具體實施方式
實施例1
一種含鹽廢水的處理方法，包括以下步驟：
（1） 在廢水的pH值調整為8，在廢水中投加聚合氯化鋁，溫度為18℃，分三段不同的轉速進行攪拌，首先在轉速600r/min的條件下攪拌30s，繼續在轉速180r/min的條件下攪拌5min，最後在轉速60/min的條件下攪拌10min，沉降30min，取上清液；
（2） 將上清液通入到電滲析裝置，電滲析處理過程選用12V的操作電壓，溫度為15℃，用去離子水作為汲取液，硝酸鈉溶液作為極水，其中極水濃度為1g/L，極水流量為50L/h；
（3）將3wt%二氧化矽/二氧化鈦複合材料加入步驟（2）得到的廢水中，光照振蕩1h後過濾；
（4）將過濾後的廢水循環2次通過改性處理的農業秸稈、木屑吸附柱，進水量為50L/min。
實施例2
一種含鹽廢水的處理方法，包括以下步驟：
（1） 在廢水的pH值調整為9，在廢水中投加聚合氯化鋁，溫度為25℃，分三段不同的轉速進行攪拌，首先在轉速800r/min的條件下攪拌30s，繼續在轉速120r/min的條件下攪拌5min，最後在轉速100r/min的條件下攪拌10min，沉降60min，取上清液；
（2） 將上清液通入到電滲析裝置，電滲析處理過程選用18V的操作電壓，溫度為25℃，用去離子水作為汲取液，硝酸鈉溶液作為極水，其中極水濃度為2g/L，極水流量為40L/h；
（3）將5wt%二氧化矽/二氧化鈦複合材料加入步驟（2）得到的廢水中，光照振蕩2h後過濾；
（4）將過濾後的廢水循環4次通過改性處理的農業秸稈、木屑吸附柱，進水量為70L/min。
實施例3
一種含鹽廢水的處理方法，包括以下步驟：
（1） 在廢水的pH值調整為8，在廢水中投加聚合氯化鋁，溫度為23℃，分三段不同的轉速進行攪拌，首先在轉速650r/min的條件下攪拌30s，繼續在轉速160r/min的條件下攪拌5min，最後在轉速90r/min的條件下攪拌10min，沉降45min，取上清液；
（2） 將上清液通入到電滲析裝置，電滲析處理過程選用15V的操作電壓，溫度為18℃，用去離子水作為汲取液，硝酸鈉溶液作為極水，其中極水濃度為1.5g/L，極水流量為46L/h；
（3）將3.5wt%二氧化矽/二氧化鈦複合材料加入步驟（2）得到的廢水中，光照振蕩1.6h後過濾；
（4）將過濾後的廢水循環3次通過改性處理的農業秸稈、木屑吸附柱，進水量為65L/min。
實施例4
一種含鹽廢水的處理方法，包括以下步驟：
（1） 在廢水的pH值調整為9，在廢水中投加聚合氯化鋁，溫度為23℃，分三段不同的轉速進行攪拌，首先在轉速750r/min的條件下攪拌30s，繼續在轉速140r/min的條件下攪拌5min，最後在轉速70r/min的條件下攪拌10min，沉降45min，取上清液；
（2） 將上清液通入到電滲析裝置，電滲析處理過程選用15V的操作電壓，溫度為24℃，用去離子水作為汲取液，硝酸鈉溶液作為極水，其中極水濃度為1.5g/L，極水流量為42L/h；
（3）將4.5wt%二氧化矽/二氧化鈦複合材料加入步驟（2）得到的廢水中，光照振蕩1.6h後過濾；
（4）將過濾後的廢水循環3次通過改性處理的農業秸稈、木屑吸附柱，進水量為55L/min。
實施例5
一種含鹽廢水的處理方法，包括以下步驟：
（1） 在廢水的pH值調整為9，在廢水中投加聚合氯化鋁，溫度為23℃，分三段不同的轉速進行攪拌，首先在轉速700r/min的條件下攪拌30s，繼續在轉速150r/min的條件下攪拌5min，最後在轉速80r/min的條件下攪拌10min，沉降45min，取上清液；
（2） 將上清液通入到電滲析裝置，電滲析處理過程選用15V的操作電壓，溫度為22℃，用去離子水作為汲取液，硝酸鈉溶液作為極水，其中極水濃度為1.5g/L，極水流量為45L/h；
（3）將4wt%二氧化矽/二氧化鈦複合材料加入步驟（2）得到的廢水中，光照振蕩1.6h後過濾；
（4）將過濾後的廢水循環3次通過改性處理的農業秸稈、木屑吸附柱，進水量為60L/min。
對比例1
一種含鹽廢水的處理方法，包括以下步驟：
（1） 在廢水的pH值調整為8，在廢水中投加聚合氯化鋁，溫度為18℃，分三段不同的轉速進行攪拌，首先在轉速600r/min的條件下攪拌30s，繼續在轉速180r/min的條件下攪拌5min，最後在轉速60/min的條件下攪拌10min，沉降30min，取上清液；
（2） 將上清液通入到電滲析裝置，電滲析處理過程選用12V的操作電壓，溫度為15℃，用去離子水作為汲取液，硝酸鈉溶液作為極水，其中極水濃度為1g/L，極水流量為50L/h；
（3）將步驟（2）得到的廢水循環2次通過改性處理的農業秸稈、木屑吸附柱，進水量為50L/min。
對比例2
一種含鹽廢水的處理方法，包括以下步驟：
（1） 在廢水的pH值調整為9，在廢水中投加聚合氯化鋁，溫度為25℃，分三段不同的轉速進行攪拌，首先在轉速800r/min的條件下攪拌30s，繼續在轉速120r/min的條件下攪拌5min，最後在轉速100r/min的條件下攪拌10min，沉降60min，取上清液；
（2） 將上清液通入到電滲析裝置，電滲析處理過程選用18V的操作電壓，溫度為25℃，用去離子水作為汲取液，硝酸鈉溶液作為極水，其中極水濃度為2g/L，極水流量為40L/h；
（3）將5wt%二氧化矽/二氧化鈦複合材料加入步驟（2）得到的廢水中，光照振蕩2h後過濾得到處理後廢水。
本方法能有效地處理含鹽廢水，廢水經本方法處理後廢水電導率、硬度及部分其他離子的去除情況見表1，原廢水的電導率由3038.5µS/cm降為158.3µS/cm，總硬度由1629.3mg/L降為22.9mg/L，鈣離子含量由452.3mg/L降為1.16mg/L，去除率為99.7%，鎂離子含量由210.9mg/L降為5.21mg/L，去除率為97.5%。
表1 經本法處理後的含鹽廢水電導率、硬度及部分其他離子的去除情況