李曉旭

（大連力達(dá)環(huán)境工程有限公司，遼寧 大連 116600）

眾所周知，KOH生產(chǎn)廢水大多為陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂塔在再生過(guò)程中生成的酸性廢水。某KOH化工企業(yè)運(yùn)用了先進(jìn)的離子膜技術(shù)，對(duì)水和無(wú)機(jī)鹽進(jìn)行全面分離，中水即循環(huán)水作為補(bǔ)充用水，濃縮水則應(yīng)用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)KCl的溶解，使水資源可以有效循環(huán)利用[1]。基于化工廢水處理的重要性，本文深入研究了其處理工藝。

1 常規(guī)處理技術(shù)

KOH生產(chǎn)廢水大多呈酸性?，F(xiàn)階段，一些企業(yè)都將這種廢水排至廢水池，通過(guò)投加堿中和其酸性，直至廢水呈中性。其間需要使用大量的水資源來(lái)進(jìn)行稀釋，廢水達(dá)標(biāo)后才能排放。這樣浪費(fèi)了水資源，卻無(wú)法從實(shí)質(zhì)上解決污染源問(wèn)題。

本研究以某企業(yè)為例，研究了KOH生產(chǎn)廢水的有效處理方式，即采用水和無(wú)機(jī)鹽的分離技術(shù)，中水能夠反復(fù)利用，CW（濃縮水）則用于生產(chǎn)時(shí)KCl的溶解，從而保證水資源利用率達(dá)到最大化。該企業(yè)采用常規(guī)膜處理工藝，其工藝流程主要包括預(yù)處理、UF（超濾）與CW（濃縮水）處理系統(tǒng)。預(yù)處理的作用即為去除廢水內(nèi)的懸浮顆粒、膠體等，因?yàn)榇罅康膽腋☆w粒、膠體會(huì)影響后續(xù)工藝。根據(jù)廢水性質(zhì)，企業(yè)設(shè)置的預(yù)處理裝置主要有：廢水均合池、原水泵以及氧化劑加藥裝置[2]。而UF系統(tǒng)則包括水箱、增壓泵、還原劑加藥裝置以及反洗泵。MC功能即為脫鹽，因此其設(shè)備有高壓泵、CW增壓裝置、阻垢劑加藥器以及保安過(guò)濾系統(tǒng)等。

2 改進(jìn)后KOH生產(chǎn)廢水處理工藝

改進(jìn)KOH的生產(chǎn)廢水處理工藝主要有UF系統(tǒng)和MC（膜濃縮）系統(tǒng)。處理后的廢水可以充作循環(huán)水的補(bǔ)充用水，CW生產(chǎn)流程可以對(duì)KCl予以有效溶解，改進(jìn)工藝后，廢水處理后的水質(zhì)如表1所示。廢水處理工藝的改進(jìn)，從根本縮減了運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)有效地控制了廢物的排放，進(jìn)而達(dá)到清潔生產(chǎn)的目的。

表1 工藝改進(jìn)后的廢水處理效果

2.1 對(duì)離子交換樹(shù)脂再生技術(shù)的改進(jìn)

常規(guī)處理工藝大多擇取NaOH再生樹(shù)脂技術(shù)，造成KOH生產(chǎn)廢水具有大量可溶性的混合物（KCl和NaCl）。再生樹(shù)脂技術(shù)使用的是KOH，膜分離所產(chǎn)生的CW能夠有效溶解KCl，使K+可以生成于系統(tǒng)內(nèi)，這樣一來(lái)，中水能夠有效循環(huán)使用，進(jìn)而從根本避免CW污染。

2.2 科學(xué)地完善預(yù)處理方法

廢水內(nèi)的大量物質(zhì)都會(huì)在一定程度上影響膜材料，若不能及時(shí)進(jìn)行處理，系統(tǒng)有可能在短期內(nèi)出現(xiàn)中毒失效的問(wèn)題。所以，在氧化還原反應(yīng)中需要加入一定量的KClO，相應(yīng)地，采用傳統(tǒng)工藝時(shí)，要加NaClO來(lái)清除污染膜上的菌類微生物和藻類微生物。還原劑加藥系統(tǒng)要加入K2SO3·2H2O，相對(duì)應(yīng)的傳統(tǒng)工藝要加入Na2SO3來(lái)清除水中的Cl-，進(jìn)而避免Cl-影響RO。反滲系統(tǒng)內(nèi)加入MDC756型復(fù)合阻垢劑，可以有效地避免反滲濃水內(nèi)CaCO3、MgCO3、CaSO4析出后發(fā)生結(jié)垢而導(dǎo)致RO膜損傷[3]。選擇MC作為工藝的主要方向，UF系統(tǒng)能夠?qū)⑼瓿深A(yù)處理的水再次應(yīng)用，盡可能將膜系統(tǒng)進(jìn)水的污染系數(shù)控制在3.0以下，同時(shí)降低其清洗頻次，從而延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命。

2.3 實(shí)施特殊工藝路線，控制能耗

RO（反滲透）裝置是廢水處理全過(guò)程的主要設(shè)備。所需預(yù)處理的廢水會(huì)輸送至一號(hào)RO裝置，予以加壓處理，這時(shí)大量的水分子與離子都可以穿透膜，在一段時(shí)間后即可進(jìn)行循環(huán)利用。而膠體等物質(zhì)無(wú)法穿透膜，被留置于CW中，再通過(guò)加壓后即可傳輸至二號(hào)RO裝置，這時(shí)清水回流至UF產(chǎn)水箱，在此狀態(tài)下CW能夠有效溶解KCl。研究證實(shí)，廢水內(nèi)存在大量可溶性KCl，其質(zhì)量系數(shù)濃度為5～9 g/L，濃縮十倍后，質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到50～90 g/L。如果僅僅使用RO工藝，達(dá)到同樣的濃縮效果就要消耗更多能源。反復(fù)實(shí)踐多種工藝后，筆者發(fā)現(xiàn)，在UF系統(tǒng)中加入NF（納濾）設(shè)備，并使用UF-NF-RO工藝，能滿足濃縮十倍要求。

2.4 合理運(yùn)用清污分流

常規(guī)生產(chǎn)工藝是把生產(chǎn)廢水都排入廢水均合池，通過(guò)中和達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才能排放。為達(dá)到生產(chǎn)廢水零排放和減少設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用的目的，根據(jù)廢水水質(zhì)特征，需把片堿蒸發(fā)工序中產(chǎn)生的一次蒸汽冷凝水利用板式換熱器換熱，然后送入總純水儲(chǔ)槽中，片堿車間的二次蒸汽冷凝水需要在換熱器換熱后送入電解車間的純水儲(chǔ)槽中，泵中的冷卻水可集中送到循環(huán)水系統(tǒng)中，并要按時(shí)補(bǔ)充循環(huán)水系統(tǒng)的消耗。使用清污分流的方式可以改變生產(chǎn)廢水循環(huán)路線，每年就能節(jié)約水資源6萬(wàn)t，成功地降低了廢水排放量。

2.5 調(diào)整控制BaCl2用量

不管是純水生產(chǎn)中的樹(shù)脂再生還是二次鹽水精制過(guò)程中的螯合樹(shù)脂再生，被樹(shù)脂吸附的重金屬在再生時(shí)必定進(jìn)入CW中。若在廢水處理時(shí)沒(méi)有及時(shí)去除被帶入的重金屬，重金屬會(huì)不斷積累，最終導(dǎo)致重金屬超標(biāo)，出現(xiàn)不合格產(chǎn)品。在淡鹽水中加入還原劑K2SO3?2H2O可以除去游離Cl-，讓系統(tǒng)生成SO42-。傳統(tǒng)工藝可以加入BaCl2除去SO42-，人們可以通過(guò)改進(jìn)工藝來(lái)減少BaCl2的用量，讓SO42-與BaCl2發(fā)生反應(yīng)，出現(xiàn)沉淀后過(guò)濾去除，從而達(dá)到除去重金屬的目的。跟蹤并分析工藝前與工藝后的重金屬含量，期限為1個(gè)月，結(jié)果表明，新工藝處理后的重金屬含量是處理前的8%左右。因此，通過(guò)合理調(diào)整廢水處理工藝，人們可以解決重金屬累積問(wèn)題[4]。

3 分析運(yùn)行效果

該企業(yè)的廢水處理量為300 t/a，如果按照90%進(jìn)行回收，就可以實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。若KCl廢水處理按3元/t計(jì)算費(fèi)用，每天就能節(jié)約810元。如果KCl每噸2 900元，每天可以獲利3 413元，廢水回收利用與回收KCl一共可以節(jié)省資金4 223元/d。

若按照常規(guī)工藝，每天會(huì)產(chǎn)生廢水300 t，并且集中處理后達(dá)標(biāo)才能排放。而改進(jìn)工藝?yán)媚饪s系統(tǒng)處理廢水，每天再生的中水大約為270 t，而每天的濃縮水大約為30 t。中水可以循環(huán)利用，那么每天就能節(jié)約水資源270 t。利用濃縮水溶解并回收KCl，不僅達(dá)到了清潔生產(chǎn)的目的，同時(shí)可以有效提升經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。

4 結(jié)論

改進(jìn)KOH的生產(chǎn)廢水處理工藝主要有超濾系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)和膜濃縮系統(tǒng)。完成處理后的中水可以作為循環(huán)水的補(bǔ)充用水，濃縮水在生產(chǎn)過(guò)程中可以有效溶解KCl，改進(jìn)工藝后，廢水處理效果有了顯著的提升。廢水處理工藝的改進(jìn)，不僅從根本降低了運(yùn)行費(fèi)用，也有效地控制了廢物排放量，進(jìn)而達(dá)到清潔生產(chǎn)的目的。常規(guī)工藝處理KOH廢水，不但浪費(fèi)了大量水資源，而且對(duì)環(huán)境造成一定污染。改進(jìn)后，新工藝可以最大限度地控制廢水排放，從而達(dá)到降低能耗的目的。