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【www.51dle.com.cn南京純水設備】ED在高鹽廢水“零排放”中的機遇

1、 高COD高鹽廢水的分離與濃縮

高鹽廢水中通常會含有一定含量的 COD，其中包括煤化工廢水在內的一些高鹽廢水中的 COD經生化處理后其含量一般在0~100mg/L。針對該類高鹽廢水“零排放”處理，在經過預處理、超濾和反滲透之后，在鹽含量得到增濃的同時，廢水中的COD 也大幅提高，一般可達 300~1200mg/L。COD含量的大幅提高將進一步影響到高鹽廢水后續蒸發結晶過程，這是因為蒸發結晶得到的鹽中將會含有大量的雜質 COD，導致得到的工業鹽無法使用，需要作為危廢處理。南京純水設備這不僅對生態環境造成了一定的危害，同時也浪費了大量的無機鹽資源。另外，在制藥和農藥等行業生產過程中經常會產生大量的高鹽高 COD 廢水。針對該類廢水目前采用的處理方法主要是將廢水蒸發濃縮后對濃縮液進行焚燒，然后再對焚燒后留下來的固體進行危廢處理，這也浪費了大量的無機鹽資源。

在煤化工廢水中 COD 一般主要以分子形式存在，分子量大小不一。而在制藥和農藥廢水中COD 除了以分子形式存在以外，還有一部分是離子化的，其分子量大小不一。傳統的 COD 去除方法主要為生化法，但是在鹽含量較高的情況，生化法無法直接對 COD 進行處理，只有針對鹽含量很低的廢水才能進行COD降解處理。ED裝置中使用的是致密度較高的均相陰陽離子交換膜，在電場的作用下只允許離子通過離子膜，阻止分子通過離子膜。一般離子膜的致密度越高，阻止分子通過離子膜的能力越強。因此，高致密度的離子膜可實現高COD高鹽廢水中鹽與以分子形式存在的COD的有效分離。

以典型的煤化工廢水處理為例，其RO濃縮液TDS 約為 45000mg/L 時，COD 含量在 500~800mg/L之間。RO濃縮液中的鹽主要為氯化鈉和Na?SO?的混鹽。通過使用自主研發的均相陰、陽離子交換膜及ED設備對該濃縮液中的鹽和COD進行分離濃縮，取得了較好的分離效果。

通過實驗看出，ED分離過程性能較為穩定，每一批次的實驗均可以將RO濃縮液的電導率降至10mS/cm以下，即ED淡化液中鹽含量被降低至很低的值，因此可以通過生化法對ED淡化液進行處理，降解 COD。整個實驗過程中，ED 對 COD 具有較好的截留率，可高達 85.3%~91.4%。通過 ED 對煤化工廢水分離之后，一方面淡化液中由于鹽含量很低，可以直接通過生化法對COD 進行降解處理；另一方面分離后的混鹽可以通過二級ED進行再次濃縮，將鹽含量提高至15%甚至20%以上。基于以上通過ED對煤化工廢水進行處理的方法，提出將兩級ED引入到煤化工廢水“零排放”當中，實現多膜工藝與結晶分鹽的有機耦合，從而實現廢水中水和鹽的充分回收利用，達到“零排放”要求。

此外，在制藥和農業等行業產生的高 COD 高鹽廢水處理過程中，也可以嘗試先通過一級ED對該類廢水進行分離，實現 COD 和鹽的有效分離，利于下一步 COD 的降解處理。同時，分離后的含鹽溶液可以通過二級ED進行再次濃縮，進一步地通過結晶分鹽等工藝實現鹽的回收，從而達到該類高鹽廢水的“零排放”目標。

2、 鹽的資源化利用

高鹽廢水“零排放”工藝過程中通常會產生大量的工業鹽，其價值一般比較低廉，在市場上也很難尋找到銷路。如何能找到合適的方法來提升這些工業鹽的價值，那么將會實現大量的工業鹽變廢為寶。近年來，由于受到環保的壓力，膜電解法制燒堿得到了一定的限制，導致了燒堿價格從約 2000CNY/t 上漲到約4000CNY/t，給很多需要消耗燒堿的企業帶來了巨大的經濟壓力。

BMED可以利用雙極膜的水解離特性，將鹽一步轉化為相應的酸和堿。與常規的膜電解法相比，BMED過程在產酸產堿時無副產物氯氣產生，水解離電壓明顯低于膜電解所需的值，因此BMED法制酸堿具有綠色、環保和節能等優勢。近幾年，大量學者也在從事 BMED 轉化無機鹽制酸和堿。通過 BMED 轉化 NaCl 制鹽酸和氫氧化鈉，并將氫氧化鈉用作二氧化碳的捕捉劑。通過BMED轉化Na?SO?制得硫酸和氫氧化鈉用于工業生產中。通過BMED對反滲透濃鹽水進行解離生產氫氧化鈉和鹽酸及硫酸的混合酸，其中混合酸可用于反滲透進料調節 pH。由此可見，BMED 在資源化利用無機鹽方面具有重要的潛力和應用價值，可以大幅提高無機鹽的附加值。

此外，對于高鹽“零排放”工藝過程中產生的混鹽溶液資源化利用，也可以利用雙極膜選擇性電滲析（BMSED）進行分離。南京實驗室純水設備該過程一方面可實現氯化鈉和Na?SO?的選擇性分離，另一方面可結合著BMSED中的雙極膜，在線將一價鹽氯化鈉轉化為氫氧化鈉和鹽酸產品。將BMSED用于RO濃水的資源化利用，得到的產品氫氧化鈉和鹽酸的濃度分別為 2.2mol/L 和 1.9mol/L，兩者純度均可達到99.99%。這表明了BMSED在資源化利用混鹽方面具有很高的分離效果。因此，BMSED在資源化利用高鹽“零排放”工藝過程中產生的混鹽溶液時也將具有重要的應用潛力。

總而言之，對于高鹽廢水“零排放”工藝過程中產生的大量混鹽溶液可選擇性地通過 BMED 或BMSED 進行轉化，實現鹽的資源化利用，提高工業鹽的附加值，同時可以避免混鹽作為固廢進行填滿處理。