含鹽廢水CaSO4結(jié)垢傾向及其軟化工藝研究.pdf

1、隨著水資源短缺問題日趨嚴重和廢水排放標準的不斷提高，必須對含鹽廢水進行零排放處理，反滲透膜濃縮則是目前含鹽廢水零排放的核心，但是濃縮過程中CaSO4等垢體的形成將造成分離性能的不可恢復(fù)性下降。因而，對含鹽廢水CaSO4結(jié)垢傾向進行預(yù)判并采取合理有效的方法防止結(jié)垢，具有重要的實際意義。
　　論文采用藥劑軟化+一工段反滲透(RO(Ⅰ))+離子交換樹脂軟化+二工段反滲透(RO(Ⅱ))工藝對含鹽廢水進行濃縮處理。首先，采用溶解平衡法得到含

2、鹽廢水CaSO4結(jié)垢傾向判斷的飽和指數(shù)方程，并對含鹽廢水的結(jié)垢傾向進行預(yù)判。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了藥劑投加量、溶液pH、反應(yīng)溫度和攪拌時間對藥劑軟化效果的影響規(guī)律以及樹脂運行和再生條件對樹脂吸附除鈣的影響規(guī)律，最后對含鹽廢水濃縮工藝進行中試試驗。得到以下研究結(jié)果:
　　(1)硫酸鈣的溶解度主要受溫度、鹽效應(yīng)和同離子效應(yīng)的影響。升高溫度和鹽效應(yīng)促進硫酸鈣的溶解，而同離子效應(yīng)會抑制硫酸鈣的溶解。另外，溶液中的Mg2+和SO42-會形成

3、穩(wěn)定的硫酸鎂離子對從而促進硫酸鈣的溶解。采用溶解平衡法，得出含鹽廢水CaSO4結(jié)垢傾向判斷的飽和指數(shù)方程為Is=logc(Ca2+)c(SO42-)+4.9679-2.1857×10-2T+1.1022×10-4T2-3.1571Si0.5+1.2891Si+7.6479×10-3Si0.5T。
　　(2)含鹽廢水藥劑軟化研究表明:對于Ca2+含量為259.72mg/L的含鹽廢水，CaO-Na2CO3、NaOH-Na2C2O4和N

4、aOH-Na2CO3三種藥劑法均能有效去除含鹽廢水的硬度，在最佳軟化條件下出水的Ca2+濃度分別為9.62、4.92和24.32mg/L，NaOH-Na2C2O4法的軟化效果最佳但藥劑耗費最貴，綜合考慮軟化效果和藥劑耗費，選用NaOH-Na2CO3法軟化含鹽廢水，藥劑耗費為1.67元/噸水，軟化出水滿足一工段反滲透的進水要求。NaOH-Na2CO3法軟化含鹽廢水時，pH為Ca2+去除最主要的影響因素。Al2(SO4)3混凝預(yù)處理對藥劑軟

5、化效果的提升作用優(yōu)于PAC，當Al2(SO4)3濃度為80mg/L時，Ca2+的去除率相較于未混凝預(yù)處理時的增幅為13.45％。
　　(3)一工段反滲透濃水離子交換樹脂軟化研究表明:陶氏XE830樹脂軟化效果好、吸附容量大，最適宜用來軟化一工段反滲透濃水。樹脂靜態(tài)吸附的最佳條件為樹脂用量5.5g/L、反應(yīng)溫度為室溫、溶液pH7.00、反應(yīng)時間60min。陶氏XE830樹脂對鈣離子的吸附行為可用Langmuir和Freundlich

6、吸附等溫方程描述，但相比較Freundlich吸附等溫模型更能準確地描述該吸附過程，相關(guān)系數(shù)R2為0.9830，吸附等溫方程式為qe=1.5363Ce06990;準二級動力學(xué)方程能更好地描述樹脂吸附過程，其相關(guān)系數(shù)R2為0.9999，動力學(xué)方程式為dqt/dt=0.01569(14.959-qt)2。樹脂動態(tài)吸附的最佳溶液流速為5m/h，再生時最佳的HCl濃度、NaOH濃度、再生劑用量分別為4％、4％、2.0BV。
　　(4)藥劑