某化工企業(yè)主要以生產(chǎn)燒堿和PVC為主,其生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.0×105t/a離子膜燒堿、1.2×105t/a電石法PVC。其中,制堿工藝采用全鹵水制堿法,生產(chǎn)中使用的鹵水主要是通過(guò)向鹽井內(nèi)注入一次水溶解地下巖層產(chǎn)生。同時(shí),配套有160m3/h生產(chǎn)能力的脫鹽水裝置,供燒堿、PVC過(guò)程中脫鹽水的使用。在生產(chǎn)過(guò)程中,該公司結(jié)合生產(chǎn)裝置的實(shí)際情況,將脫鹽水裝置反滲透膜產(chǎn)生的濃水回用于鹽井進(jìn)行采鹵使用,收到了一定的效果。
1 目前反滲透濃水的利用現(xiàn)狀
隨著膜技術(shù)的發(fā)展,反滲透技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的水處理中。在利用反滲透裝置制取脫鹽水時(shí),會(huì)在反滲透膜元件一側(cè)產(chǎn)生一部分濃水。該部分濃水的產(chǎn)生量為進(jìn)水量的25%,特點(diǎn)為鹽分含量和堿度高、易結(jié)垢,但是濁度非常低,具有很高的回用價(jià)值。如果直接排放掉,會(huì)造成水資源的浪費(fèi)。根據(jù)目前部分科技文獻(xiàn)的介紹,回收利用反滲透濃水的方法主要有:
①回流法。RO濃水回流可提高回收率,增大膜表面沖洗流速,減少污堵,但回流率過(guò)高,又會(huì)使進(jìn)水鹽度升高,增加膜的負(fù)擔(dān),影響膜壽命。
②回用作生產(chǎn)用水。由于RO濃水中無(wú)懸浮物,含阻垢劑,且有壓力,因此可用作過(guò)濾裝置的反沖洗水、除塵水、沖灰沖渣水和冷卻水,或經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理后混入原水回收。如果濃水中含環(huán)境優(yōu)先控制的污染物,則需慎重使用。
③資源化利用??刹捎盟u輪增壓器、功交換器和壓力交換器等利用余壓產(chǎn)能;海水淡化廠的RO濃水用于制鹽,可節(jié)約鹽田,縮短曬鹽周期;預(yù)處理后適當(dāng)勾兌,可用于海產(chǎn)品養(yǎng)殖。
④蒸餾濃縮。膜蒸餾(MD)技術(shù)是一項(xiàng)新技術(shù),在常壓下利用溫差可將濃水盡可能地回收(回收率>95%),甚至結(jié)晶,但目前經(jīng)濟(jì)、高質(zhì)量的疏水微孔膜尚未研發(fā)成熟。
2 氯堿生產(chǎn)中的回用措施
某化工企業(yè)在生產(chǎn)燒堿過(guò)程中采用全鹵水制堿法制取電解用的粗鹽水。生產(chǎn)中所用的鹵水主要是通過(guò)向鹽井中注入一次水溶解地下鹽層而產(chǎn)生的。溶解鹽層形成的鹵水通過(guò)輸鹵管道輸送至燒堿生產(chǎn)裝置,為制取燒堿提供原料;同時(shí),燒堿生產(chǎn)裝置在生產(chǎn)中產(chǎn)生的淡鹽水經(jīng)淡鹽水儲(chǔ)槽儲(chǔ)存后用返井泵通過(guò)返井管道進(jìn)入鹽井進(jìn)行采鹵使用。在實(shí)際生產(chǎn)中,脫鹽水裝置在運(yùn)行中,反滲透系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一定量的濃縮水。該部分水具有較高的回用價(jià)值,如果直接排放掉,不僅會(huì)造成水資源浪費(fèi),還會(huì)污染環(huán)境。因此,該公司結(jié)合全鹵水制堿工藝和脫鹽水裝置的運(yùn)行情況,將脫鹽水裝置反滲透膜產(chǎn)生的濃水經(jīng)濃水罐收集后,用裝置內(nèi)的濃水泵通過(guò)外管廊輸送至淡鹽水槽,與淡鹽水一并通過(guò)燒堿裝置的淡鹽水泵返回鹽井進(jìn)行采鹵使用。經(jīng)觀察后,反滲透濃水未對(duì)化工生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。反滲透濃水返回鹽井采鹵后,不僅使該部分水得到了全部利用,減少了因直接排放造成的水資源浪費(fèi),而且還減少了采鹵所用一次水的消耗量。
3 回用后產(chǎn)生的效果
某化工企業(yè)的脫鹽水裝置的生產(chǎn)能力為160m3/h,主要采用“超濾+反滲透+混床”的工藝制取脫鹽水。原水為地下深井水,膜元件采用陶氏BW30-400FR抗污染膜,共192支。膜容器排列方式為11∶5,系統(tǒng)回收率為75%,脫鹽率3年內(nèi)大于97%. 根據(jù)裝置實(shí)際情況,每小時(shí)可產(chǎn)生濃水量大約50m3,裝置按滿負(fù)荷年運(yùn)行8000h計(jì)算,一次水價(jià)格按1.8元/m3計(jì)算(價(jià)格按當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)計(jì)算),全部回用鹽礦進(jìn)行采鹵,年可回收水資源50m3/h×8000h=4.0×105m3,節(jié)約水資源費(fèi)用1.8元/m3×40×104m3=72萬(wàn)元。
4 結(jié)束語(yǔ)
在實(shí)際生產(chǎn)中,反滲透膜產(chǎn)生的濃水有多種回收利用方式,但是每一種回收利用方式都要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)裝置的實(shí)際情況、實(shí)施難易程度、投資費(fèi)用和回收后產(chǎn)生的效益來(lái)實(shí)施。某化工企業(yè)將反滲透濃水回用于礦井采鹵,是在充分結(jié)合整個(gè)化工生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)際情況的基礎(chǔ)上完成的,不僅投入資金少,而且技術(shù)上簡(jiǎn)單易行,經(jīng)濟(jì)效益十分可觀,值得在采用全鹵水制堿工藝的氯堿企業(yè)中推廣使用。