【www.szxqccs.com南京纯水设备】ED在高盐废水“零排放”中的机遇

1、 高COD高盐废水的分离与浓缩

高盐废水中通常会含有一定含量的 COD，其中包括煤化工废水在内的一些高盐废水中的 COD经生化处理后其含量一般在0~100mg/L。针对该类高盐废水“零排放”处理，在经过预处理、超滤和反渗透之后，在盐含量得到增浓的同时，废水中的COD 也大幅提高，一般可达 300~1200mg/L。COD含量的大幅提高将进一步影响到高盐废水后续蒸发结晶过程，这是因为蒸发结晶得到的盐中将会含有大量的杂质 COD，导致得到的工业盐无法使用，需要作为危废处理。南京纯水设备这不仅对生态环境造成了一定的危害，同时也浪费了大量的无机盐资源。另外，在制药和农药等行业生产过程中经常会产生大量的高盐高 COD 废水。针对该类废水目前采用的处理方法主要是将废水蒸发浓缩后对浓缩液进行焚烧，然后再对焚烧后留下来的固体进行危废处理，这也浪费了大量的无机盐资源。

在煤化工废水中 COD 一般主要以分子形式存在，分子量大小不一。而在制药和农药废水中COD 除了以分子形式存在以外，还有一部分是离子化的，其分子量大小不一。传统的 COD 去除方法主要为生化法，但是在盐含量较高的情况，生化法无法直接对 COD 进行处理，只有针对盐含量很低的废水才能进行COD降解处理。ED装置中使用的是致密度较高的均相阴阳离子交换膜，在电场的作用下只允许离子通过离子膜，阻止分子通过离子膜。一般离子膜的致密度越高，阻止分子通过离子膜的能力越强。因此，高致密度的离子膜可实现高COD高盐废水中盐与以分子形式存在的COD的有效分离。

以典型的煤化工废水处理为例，其RO浓缩液TDS 约为 45000mg/L 时，COD 含量在 500~800mg/L之间。RO浓缩液中的盐主要为氯化钠和Na₂SO₄的混盐。通过使用自主研发的均相阴、阳离子交换膜及ED设备对该浓缩液中的盐和COD进行分离浓缩，取得了较好的分离效果。

通过实验看出，ED分离过程性能较为稳定，每一批次的实验均可以将RO浓缩液的电导率降至10mS/cm以下，即ED淡化液中盐含量被降低至很低的值，因此可以通过生化法对ED淡化液进行处理，降解 COD。整个实验过程中，ED 对 COD 具有较好的截留率，可高达 85.3%~91.4%。通过 ED 对煤化工废水分离之后，一方面淡化液中由于盐含量很低，可以直接通过生化法对COD 进行降解处理；另一方面分离后的混盐可以通过二级ED进行再次浓缩，将盐含量提高至15%甚至20%以上。基于以上通过ED对煤化工废水进行处理的方法，提出将两级ED引入到煤化工废水“零排放”当中，实现多膜工艺与结晶分盐的有机耦合，从而实现废水中水和盐的充分回收利用，达到“零排放”要求。

此外，在制药和农业等行业产生的高 COD 高盐废水处理过程中，也可以尝试先通过一级ED对该类废水进行分离，实现 COD 和盐的有效分离，利于下一步 COD 的降解处理。同时，分离后的含盐溶液可以通过二级ED进行再次浓缩，进一步地通过结晶分盐等工艺实现盐的回收，从而达到该类高盐废水的“零排放”目标。

2、 盐的资源化利用

高盐废水“零排放”工艺过程中通常会产生大量的工业盐，其价值一般比较低廉，在市场上也很难寻找到销路。如何能找到合适的方法来提升这些工业盐的价值，那么将会实现大量的工业盐变废为宝。近年来，由于受到环保的压力，膜电解法制烧碱得到了一定的限制，导致了烧碱价格从约 2000CNY/t 上涨到约4000CNY/t，给很多需要消耗烧碱的企业带来了巨大的经济压力。

BMED可以利用双极膜的水解离特性，将盐一步转化为相应的酸和碱。与常规的膜电解法相比，BMED过程在产酸产碱时无副产物氯气产生，水解离电压明显低于膜电解所需的值，因此BMED法制酸碱具有绿色、环保和节能等优势。近几年，大量学者也在从事 BMED 转化无机盐制酸和碱。通过 BMED 转化 NaCl 制盐酸和氢氧化钠，并将氢氧化钠用作二氧化碳的捕捉剂。通过BMED转化Na₂SO₄制得硫酸和氢氧化钠用于工业生产中。通过BMED对反渗透浓盐水进行解离生产氢氧化钠和盐酸及硫酸的混合酸，其中混合酸可用于反渗透进料调节 pH。由此可见，BMED 在资源化利用无机盐方面具有重要的潜力和应用价值，可以大幅提高无机盐的附加值。

此外，对于高盐“零排放”工艺过程中产生的混盐溶液资源化利用，也可以利用双极膜选择性电渗析（BMSED）进行分离。南京实验室纯水设备该过程一方面可实现氯化钠和Na₂SO₄的选择性分离，另一方面可结合着BMSED中的双极膜，在线将一价盐氯化钠转化为氢氧化钠和盐酸产品。将BMSED用于RO浓水的资源化利用，得到的产品氢氧化钠和盐酸的浓度分别为 2.2mol/L 和 1.9mol/L，两者纯度均可达到99.99%。这表明了BMSED在资源化利用混盐方面具有很高的分离效果。因此，BMSED在资源化利用高盐“零排放”工艺过程中产生的混盐溶液时也将具有重要的应用潜力。

总而言之，对于高盐废水“零排放”工艺过程中产生的大量混盐溶液可选择性地通过 BMED 或BMSED 进行转化，实现盐的资源化利用，提高工业盐的附加值，同时可以避免混盐作为固废进行填满处理。