一种高盐废水预处理方法与流程

本技术涉及工业废水处理的领域，更具体地说，它涉及一种高盐废水预处理方法。

背景技术：

1、高盐废水是指总含盐量至少为3.5wt%的废水，其主要来自工业生产，由于大量使用酸、碱和盐，高盐废水中含有大量的污染物和无机金属离子，故而高盐废水的直接排放会对水体造成巨大的污染，进一步影响了生态环境。

2、由于高盐废水的含盐量高、成分复杂、化学性质差异大且结垢倾向严重，普通的除盐工艺很难将高盐废水中的金属离子处理完全，故而现采用零排放工艺对高盐废水进行处理。这种处理方式具有除盐率高、适用性强的优势，是最为有效的高盐废水处理方式。零排放工艺主要包括三个单元：预处理单元、膜浓缩单元和固化单元，在预处理单元中常用石灰纯碱软化工艺对高盐废水进行处理，脱硬率可达90%以上。但是这种工艺由于加入了石灰，增大了水中钙离子的含量，为去除这一部分钙离子，纯碱用量也要随之升高，但纯碱的售卖价格很高，导致大量处理高盐废水的成本十分昂贵。

3、因此，为降低纯碱用量，可以将石灰替换为其他类具有软化处理高盐废水的物质，但经相关技术人员检测得出，其他物质处理后的高盐废水的脱硬、去污染物的效果均不够理想，且对于众多金属离子、细菌、悬浮物等物质的去除不够完全，相较于石灰纯碱软化工艺所能达到的效果仍有一定距离。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本技术提供一种高盐废水预处理方法。

2、本技术提供的一种高盐废水预处理方法，采用如下的技术方案：

3、一种高盐废水预处理方法，包括以下步骤：

4、i、将高盐废水与软化处理液混合均匀，搅拌2-3min，然后加入絮凝处理液混合均匀继续搅拌20-30min，过滤，得到粗处理软水，所述软化处理液包括重量比为（428.6-515.2）:（162.8-190.5）:（15.2-18.3）:（1000-1100）的氢氧化钠、碳酸钠、重金属去除剂和水；

5、ii、将粗处理软水通入离子交换树脂后流出，得到预处理废水。

6、通过采用上述技术方案，本技术先将高盐废水通入投加有软化处理液的混凝池中并与软化处理液混合均匀，利用软化处理液与高盐废水中的硬度（即可形成沉淀的钙、镁离子）和重金属离子反应并形成沉淀物以去除部分硬度和重金属离子。本技术的软化处理液中采用苛性钠替代石灰来处理高盐废水，有效降低了处理中高盐废水的钙离子含量，降低了纯碱的用量，从而降低了高盐废水预处理的药剂成本。

7、然后本技术将经软化处理液处理后的高盐废水通入装有絮凝处理液的絮凝池，高盐废水中的沉淀会与絮凝处理液发生絮凝反应并形成较大的絮凝体，之后高盐废水流出絮凝反应区，经过过滤后，流入装填有离子交换树脂的树脂罐中，利用离子交换树脂与过滤后的高盐废水中的剩余金属离子发生吸附反应或配位反应，从而去除高盐废水中的未与软化处理液反应的金属离子，经检测得出，本技术采用离子交换树脂和软化处理液共同处理得到的高盐废水的水质条件，与石灰纯碱软化工艺处理后的高盐废水的水质条件几乎一致，本技术提供的高盐废水预处理方法能够显著降低预处理废水中的污染物总量（cod），有效提升脱硬率。

8、优选的，所述步骤ii中的离子交换树脂为螯合树脂。

9、通过采用上述技术方案，本技术采用螯合树脂，利用螯合树脂对于金属离子具有吸附性、且易与高价金属离子发生配位反应的特点，实现了螯合树脂对于金属离子的高去除率，从而实现了高盐废水预处理方法对于高盐废水的高效除污、除硬，并且螯合树脂具有高适用性，高抗污性，可广泛应用于各种金属离子的回收分离，从而扩大了高盐废水预处理方法的适用范围。

10、优选的，所述螯合树脂的官能团为亚氨基二乙酸。

11、通过采用上述技术方案，本技术采用官能团为亚氨基二乙酸的螯合树脂，利用相比于具有其他类官能团的螯合树脂，具有亚氨基二乙酸的螯合树脂具有大吸附量、高处理精度、使用寿命长和再生简单的优势，降低了高盐废水预处理方法的药剂成本，提升了高盐废水预处理方法的脱硬率和除硬准确度，同时简化了高盐废水预处理方法的树脂再生操作步骤。

12、优选的，所述步骤ii中的离子交换树脂采用固定床柱装填的方式装填于树脂罐中。

13、通过采用上述技术方案，本技术利用了固定床柱装填具有填充物紧密、填充空隙率低的优势，提升了高盐废水通入树脂罐后的传质效率，能够对于高盐废水进行更高效的除硬处理，从而提升了高盐废水预处理方法的整体除硬处理效率。

14、优选的，所述离子交换树脂采用以下步骤活化处理：

15、用水冲洗离子交换树脂10-15min，然后采用冲洗溶液冲洗离子交换树脂，每次冲洗时长为0.5-1h，循环2-3次，最后用水冲洗离子交换树脂至出水接近中性后得到活化离子交换树脂。

16、通过采用上述技术方案，本技术采用冲洗溶液对离子交换树脂进行活化，与离子交换树脂中的有机杂质生成易水解的盐类物质，从而被水洗或溶解掉去除，同时冲洗溶液还会与离子交换树脂中的无机杂质发生氧化还原反应或络合反应。活化处理能够通过一系列反应将使离子交换树脂表面的杂质去掉，提高了离子交换树脂的比表面积和孔隙率，在离子交换树脂用量固定的情况下，提升了离子交换树脂能够与高盐废水直接接触的面积，提升了离子交换树脂去除的硬度数量，故而将离子交换树脂活化处理能够提升高盐废水预处理方法的整体除硬处理效率，降低药剂成本。

17、优选的，所述冲洗溶液包括浓度为4-5wt%的盐酸和浓度为4-5wt%的氢氧化钠溶液，冲洗离子交换树脂时，先采用浓度为4-5wt%的氢氧化钠溶液冲洗，后采用浓度为4-5wt%的盐酸冲洗。

18、通过采用上述技术方案，先通入氢氧化钠溶液，能够首先将离子交换树脂中的有机杂质去除，然后再通入盐酸，除去离子交换树脂表面的无机杂质，本技术限定的冲洗顺序可以避免盐酸与离子交换树脂表面杂质形成难以去除的氧化产物，提高了离子交换树脂的比表面积和孔隙率，从而提升了高盐废水预处理方法的整体除硬处理效率，降低了药剂成本。

19、优选的，所述步骤i中的过滤具体操作为：分别采用无烟煤、锰砂和石英砂对絮凝处理液处理后的高盐废水进行过滤。

20、通过采用上述技术方案，本技术将一定粒径的无烟煤、锰砂和石英砂组成多介质过滤层，利用多介质过滤具有广泛的去杂质范围的优势，有效提升了除硬效果，其中锰砂中含的高价锰能将高盐废水中的二价铁离子氧化成三价铁离子，并与水体中的碱性离子形成沉淀，以便高盐废水中的铁元素被更好地去除，同时在表面形成有催化作用的活性滤膜，石英砂能够通过自身的孔隙结构来阻止悬浮固体杂质的通过，从而实现絮凝体与水的分离，无烟煤具有粗糙的表面结构，能够长期、稳定且高效地吸附高盐废水中的微小粒子和细菌，三者协配使用，有效去除了高盐废水中的各种杂质、微小粒子和细菌，优化了高盐废水预处理方法中的除硬、过滤效果，大大降低了预处理废水中的污染物总量（cod）。

21、优选的，所述无烟煤层中的无烟煤粒径为0.6-1.2mm，锰砂层中的锰砂粒径为4-8mm，石英砂层中的石英砂粒径为4-8mm。

22、通过采用上述技术方案，本技术进一步限定了无烟煤、锰砂和石英砂各自的粒径，利用了粒径为4-8mm的石英砂更适宜拦截高盐废水中的悬浮固体杂质，无烟煤粒径为0.6-1.2mm时更适宜吸附微小粒子，锰砂强度较低，4-8mm的粒径能够使锰砂保持足够的结构稳定性，从而使得多介质过滤的综合过滤效果更佳。

23、优选的，所述过滤的顺序为：高盐废水先通过锰砂，再通过无烟煤，最后通过石英砂。

24、通过采用上述技术方案，该铺设方式能够使高盐废水按照先锰砂、再无烟煤、最后石英砂的顺序依次流经多介质过滤层，首先，高盐废水中的二价铁离子被锰砂氧化为三价铁离子，并与水体中的碱性离子形成沉淀，而后，高盐废水继续流过无烟煤层，此时高盐废水已被锰砂层降低流速，能够更充分的与小粒径的无烟煤紧密接触，并被无烟煤吸附高盐废水中的微小粒子和细菌，最后，高盐废水中的絮凝体固体、其他大颗粒杂质以及三价铁离子与碱性离子的沉淀物质会被石英砂拦截，多介质过滤层实现了高效、稳定的高盐废水过滤操作。若是更改多介质过滤层的铺设顺序，则可能会导致三价铁离子与碱性离子的沉淀物质无法被截留、细菌吸附不完全等多种情况。

25、优选的，所述步骤i中的絮凝处理液包括重量比为（120-150）:（1.2-2）:（1000-1200）的聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和水。

26、通过采用上述技术方案，本技术将聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和水按照一定比例混合后得到絮凝处理液，利用了聚合氧化铝具有良好的絮凝效果，且无需添加碱性助剂即可发生絮凝反应的优势，同时利用了聚丙烯酰胺具有很好的絮凝效果和助凝效果，将其与聚合氧化铝混合使用，能够在保证絮凝效果不变的情况下降低聚合氧化铝的用量，聚丙烯酰胺还具有酸、碱环境下的更高的化学稳定性，其化学性质不受金属离子浓度的大小影响，二者发挥协同增效作用，不仅提升了高盐废水预处理方法的絮凝效率，降低了预处理废水中的悬浮物数量、污染物总量（cod）和溶解性总固体数量，还降低了药剂成本。

27、其中，聚合氧化铝浓度小于1wt%时会发生水解，降低其使用效果，浓度超过15wt%时不易投加均匀；同时聚丙烯酰胺具有微量高效的特点，故而本技术通过控制聚合氯化铝、聚丙烯酰胺和水的重量比，使絮凝处理液具有更加稳定、高效的絮凝效果，同时在控制药剂成本的前提下保证了聚丙烯酰胺具有良好的助凝效果。

28、综上所述，本技术具有以下有益技术效果：

29、本技术提供的高盐废水预处理方法采用苛性钠替代石灰，有效降低了纯碱的用量，从而降低了高盐废水预处理的药剂成本，并且将软化、絮凝、过滤后的高盐废水进行树脂软化处理，利用了离子交换树脂能够与金属离子发生反应，从而去除高盐废水中的未与软化处理液反应的金属离子，有效提升了高盐废水预处理方法的脱硬率，达成了与石灰纯碱软化工艺持平的脱硬效果和去污效果。