[发明专利]用于煤化工含盐废水脱盐的电渗析膜污染综合防治方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业废水处理工艺领域，具体地，本发明涉及一种用于煤化工含盐废水脱盐的电渗析膜污染综合防治方法。

背景技术

煤化工、钢铁等行业废水采用常规物化法、生物法等处理，虽然可达到国家和地方废水排放标准(COD<100mg/L，SS<60mg/L,pH6-9)，但经处理达标后的工业废水仍存在部分有机物、微生物、胶体、颗粒悬浮物、Ca²⁺和Mg²⁺及其他高价离子、大量可溶性无机盐等，因而限制了其循环利用，直接外排造成水资源浪费。随着工业生产水消耗量日益加大而水资源短缺逐渐加剧，煤化工、钢铁等行业用水大户对如何进行达标排放废水的深度处理与循环利用也日益关注和重视。

煤化工行业含盐废水通常采用膜分离或热浓缩工艺富集废水中的杂质，清水回用于循环水系统，浓水外排。热浓缩工艺是利用热能将液态中的固体高倍浓缩，普遍存在设备庞大、能耗高的问题，而且废水热浓缩过程中氯离子对设备的腐蚀及钙镁离子的结垢，会造成维护费用高，加大企业的投资和运行风险。采用超滤-反渗透双膜法处理煤化工废水，仅有60％-70％的淡水回用，剩余30％-40％的浓水还需外排。外排废水中盐分大，很容易造成土壤板结，严重时会使土壤盐碱化。而且由于废水中有机物浓度较高，易形成膜污染，需经常进行化学清洗，造成膜使用寿命缩短，膜材料损耗大，系统无法长期稳定运行，投资运行成本高。

电渗析是在直流电场的作用下，离子透过选择性离子交换膜而发生迁移，使带电离子从水溶液和其他不带电组分中分离出来的膜分离过程。由于该技术具有操作简便、能耗低、不污染环境等特点，已在苦咸水淡化、海水浓缩制盐、废水处理等方面起重要作用。由于煤化工含盐废水中杂质种类多、且含有部分难降解有机物等，导致电渗析处理这种废水时易形成膜污染，使电渗析系统难以长期稳定运行，因此也限制了电渗析技术在处理煤化工含盐废水中的应用。

离子交换膜污染是制约电渗析技术广泛应用的重要因素，国内外研究者针对电渗析技术用于不同废水处理形成的膜污染展开了许多研究，但主要集中在膜污染的形成及性质表征。如Bazinet等(Journal of Colloid and Interface Science281(2005)188-196)研究了Ca²⁺和CO₃^2-浓度对电渗析过程中阳膜污染的影响；Casademont等(Journal of Colloid and Interface Science315(2007)544-554)考察了溶液中Ca²⁺与Mg²⁺离子的比例对电渗析中阳、阴离子交换膜污染形成的影响及其性质表征；Wang等(Separation and Purification Technology79(2011)103-113)考察了电渗析处理谷氨酸发酵废水时形成的阳膜污染及其性质；Park等(Journal of Membrane Science246(2005)137-144)对电渗析过程中牛血清蛋白造成的离子交换膜污染进行表征；Bao等(Desalination256(2010)94-100)考察了在含有CaSO4过饱和溶液电渗析脱盐中膜污染的形成过程及其形态变化。这些研究也表明不同废水体系中形成的电渗析膜污染性质存在较大差别，但目前还未发现煤化工含盐废水电渗析膜污染的研究报道。