電滲析和反滲透耦合深度處理制革高鹽廢水

前言：處于經(jīng)濟(jì)的推動作用下，我國的制革行業(yè)獲得了快速的發(fā)展，不過卻面臨著水資源的消耗與廢水的大量排放與污染的嚴(yán)峻問題?；诮档椭聘飶U水的污染程度目的，運(yùn)用雙膜處理技術(shù)，可以達(dá)到降低制革廢水排放量，完成有效回收利用的任務(wù)。所以，深入探討和分析電滲析和反滲透耦合深度處理制革高鹽廢水的方法非常關(guān)鍵，具有重要的意義。

一、實驗部分

（1）高鹽廢水。

實驗有關(guān)高鹽廢水為某皮革企業(yè)濃水，濃水為綜合廢水經(jīng)“雙膜”作用所產(chǎn)生，COD為408mg/L，pH值為8.96，Mg2+、Ca2+、Na+、SO42-、Cl-、TDS的質(zhì)量濃度依次為0.155、0.398、4.906、1.58、7.56、16.8g/L。

（二）膜與裝置。

實驗有關(guān)電滲析器結(jié)構(gòu)為兩室多層式，膜組件構(gòu)成包括47對陰陽離子交換膜，膜槽尺寸130mm′325mm，有效膜面積100mm′220mm，采用鈦涂釕電極，隔板厚度1.0mm，陰、陽極室同用1個極水槽，組裝方式為1級1段。RO膜采用復(fù)合膜即LFC-LD-4040，試驗選用2支100mm膜串聯(lián)。

（三）實驗流程。

試驗具體操作流程如下：將原水進(jìn)行簡單微濾處理，泵入ED系統(tǒng)，RO進(jìn)水采用ED系統(tǒng)脫鹽水，對ED形成的濃縮鹽水進(jìn)行臭氧脫COD處理，獲得濃鹽水用作制革用料；經(jīng)RO形成回用水，并獲得濃水；通過RO形成產(chǎn)品脫鹽淡水，獲得的濃水與原高鹽水進(jìn)行混合，用作ED系統(tǒng)進(jìn)水。系統(tǒng)構(gòu)成包括ED與RO濃縮過程，ED濃縮過程，脫鹽室起初放入TDS質(zhì)量濃度為8mg/L的濃鹽水，且濃鹽水由原高鹽水處理而來，濃縮室放入為質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%NaCl溶液，極室放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%Na2SO42-溶液，且互相之間溶液可以不同流速進(jìn)行各自循環(huán)。

（四）分析方法。

運(yùn)用EDTA滴定法測定Ca2+、Mg2+含量，AgNO3沉淀法測定Cl-含量，EDTA滴定法測定SO42-含量；按照GB11914-89測定COD；運(yùn)用多參數(shù)水質(zhì)檢測儀(DDS-11A)電導(dǎo)率。ED電流效率η計算：h=FqV(c_di-c_do)/(NI)。式中，F法拉第常數(shù)(96.485kC/mol)，qV淡水體積流量，c_di、c_do淡水系統(tǒng)進(jìn)、出ED的濃度，I電流，N組裝膜對數(shù)。

二、實驗結(jié)果的科學(xué)分析

（一）針對ED濃縮正交實驗的分析說明。

將電流的效率與ED濃縮生水相應(yīng)的TDS含量當(dāng)作有效指標(biāo)，科學(xué)設(shè)計進(jìn)水的體積流量、電壓以及脫鹽室循環(huán)體積的流量關(guān)于3因素4水平的正交實驗L16(4³)。基于降低受到壓差滲漏干擾作用的目的，將濃淡室的流速比設(shè)定成1:1，具體的相關(guān)因素指標(biāo)情況如下表1所示。

從上表1中的正交實驗具體結(jié)果可知相應(yīng)的極差R，脫鹽水、濃縮鹽水TDS含量受到不同因素的影響分別是電壓、相應(yīng)的進(jìn)水量以及淡室循環(huán)的流量，其中相應(yīng)的進(jìn)水量和淡室循環(huán)的流量的影響情況近似；從電流的效率角度來說，不同因素的影響情況分別是相應(yīng)的進(jìn)水量、電壓以及淡室循環(huán)的流量，不過針對此指標(biāo)之下的進(jìn)水量與電壓的影響情況近似。因此對比不同指標(biāo)的具體結(jié)果情況得知，ED受到不同因素影響的順序是電壓、相應(yīng)的進(jìn)水量、淡室循環(huán)的流量。

（二）依靠臭氧催化氧化去除COD的方式。

實驗主要分析了依靠臭氧催化氧化實現(xiàn)去除COD的方式，通過保持10g/h的質(zhì)量流量，在40L的濃縮鹽水內(nèi)接通65%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的臭氧。最初的2h濃縮鹽水的COD下降最為顯著，從開始2016mg/L下降至767.2mg/L，而在2h后降低的勢態(tài)放緩并趨于平穩(wěn)，最終為330mg/L。所以，利用臭氧催化氧化方法能夠?qū)?/span>ED濃縮鹽水的絕大多數(shù)COD予以消除，避免累積太高。

（三）針對RO過程的合理分析。

1、RO濃水TDS含量受到進(jìn)水流量影響的情況。

通過對RO濃水TDS含量受到進(jìn)水流量影響的情況予以分析，基于對實驗時產(chǎn)生碳酸鈣的結(jié)垢預(yù)防的目的，事先需要改進(jìn)進(jìn)水的pH值嗎，使其大概為5。并依次設(shè)置進(jìn)水的體積流量相應(yīng)是800、850、900、1000L/h，使回收率是50%，等到運(yùn)作2個小時相關(guān)的參數(shù)指標(biāo)均處于穩(wěn)定的狀態(tài)以后，進(jìn)行計時和取樣處理。下圖3表示的是RO濃水TDS由于水流量的改變所出現(xiàn)的變化情況（相應(yīng)的溫度是28℃）。

由圖3可知，當(dāng)回收率為固定情況下，進(jìn)水量的增多會導(dǎo)致濃水TDS的含量也隨之增加，在進(jìn)水的體積流量是900L/h的情況下，此時濃水TDS質(zhì)量濃度為16.5g/L，與原生水質(zhì)相近。究其原因在于遭受RO膜運(yùn)作時形成的壓實作用導(dǎo)致，形成2.2Mpa的操作壓力值，相應(yīng)的淡水電導(dǎo)率是146mS/cm，TDS相應(yīng)質(zhì)量的濃度是72mg/L，不包括COD，有關(guān)出水的質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)定。

2、RO濃水TDS含量受到回收率影響的情況。

當(dāng)進(jìn)水的體積流量是900L/h、處于28℃溫度時，分析了RO濃水TDS含量受到回收率影響的情況、回收率相應(yīng)的壓力改變狀況。

為了讓RO濃水可以盡可能與高鹽水的水質(zhì)相接近，需要最大的回收率是50%，相應(yīng)的RO濃水TDS質(zhì)量的濃度為16.5g/L。由表2獲知，當(dāng)壓力提高時，回收率也會隨之提升，在回收率處于50%的時候，相應(yīng)的操作壓力為2.2MPa。

結(jié)論：從該論文的闡述與分析中可知，深入探討和分析電滲析和反滲透耦合深度處理制革高鹽廢水的方法十分必要，具有重要的意義。本文通過圍繞電滲析和反滲透耦合深度處理制革高鹽廢水為核心內(nèi)容，通過開展有關(guān)實驗，分析了其具體的處理流程與方法：針對ED濃縮正交實驗的分析說明、依靠臭氧催化氧化去除COD的方式、針對RO過程的合理分析。望該研究結(jié)果，能帶給相關(guān)人員有效的幫助，推動我國制革行業(yè)廢水處理技術(shù)的發(fā)展。（來源：新疆圣雄氯堿有限公司）