废水中盐的循环利用


作者:Thorsten Rische 日期:2018/04/04 来源:PROCESS《流程工业》

在饮用水处理时,地表水很高的盐负荷是一个令人头疼的问题,常常会损害水中的生物体,工业废水中也往往含有很高的盐分,例如氯化钠。在科思创公司Krefeld-Uerdingen生产基地的聚碳酸酯生产厂中,废水净化处理后含盐量7%的废水都排放到莱茵河中了。同时,这一生产基地中的氯电解设备在生产氯时需要(重量百分百约为25%)饱和盐溶液为生产原料。

利用含盐量低废水生产氯的困难在于:膜对于电解时产生的伴生组分反应非常敏感。这些伴生组分可沉积在膜的表面,并导致电压升高,而一旦电压升高,就会带来更高的功率损耗,使整个流程工艺过程的效率降低,甚至有时膜的破坏会大大提高电解氯的生产成本。

连续性生产过程

尽管困难重重,科思创公司还是开发了封闭式盐处理循环过程。多年的研究奠定了封闭式盐循环处理技术的坚实基础:一部分含盐量为7%的工业废水可用来生产氯。在研究成果的基础上,作为政府资助项目,还建造了废水循环再利用试验设备。该试点项目是由联邦政府环境自然保护、建筑和核安全部BMUB提供资金资助的环境创新计划中的一个组成部分,也首次在德国实现了低含盐量(10%左右)流程工艺废水工业化规模的回收再利用,最大处理能力为每小时70 m3/h。

流程工艺的步骤如下:在过滤和去除了有机挥发物后,一部分废水像以前一样被送入污水净化处理设备中进行无害化净化处理。在新工艺中,将部分含盐废水分流进入到活性炭反应塔中,分离出其中的有机成分,然后将酸碱度pH值调整到2~3,排出碳酸盐并将溶液加入氯电解的盐水循环(饱和食盐溶液的离析流)中去。

从2015年12月起,该试点设备就一直顺利地工作运行着。到目前为止,在电解槽中也没有出现电压升高的现象,然而,还不能完全排除诸如过早老化和电解膜破损等的长期影响。

减少了原材料用量

除了节约用水以及节约用盐外,该项目还实现了节约原材料的目标。在当前30 m3/h的电解氯生产能力情况下,虽然增加了氯化氢、氢氧化钠以及活性炭的用量,增加了风机和泵的用电量,但每年可以节约223 200 t软化水和19 187 t脱水盐,经济效益还是很可观的。这一项目具有一定的示范性,可以移植到其他与稀盐水有关的项目中应用。