用于煤化工含鹽廢水脫鹽的電滲析膜污染綜合防治方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于煤化工含鹽廢水脫鹽的電滲析膜污染綜合防治方法。本發(fā)明包括以下步驟：1)利用物化法與膜技術的耦合與協(xié)同作用，預脫除煤化工含鹽廢水中的有機物、微生物、膠體、顆粒懸浮物、Ca2+和Mg2+及其他高價離子；2)采用適于煤化工含鹽廢水處理的電滲析器，提高設備抗污染性能；3)控制施加電位、溶液流速、溫度、濃水pH和倒極周期，使電滲析過程在極限電流密度以下運行；4)對煤化工含鹽廢水電滲析形成的膜污染進行在線清洗。本發(fā)明從預脫除污染物、使用專用電滲析器、優(yōu)化操作工藝、膜污染在線清洗等方面進行電滲析膜污染防治，即利用不同技術的協(xié)同作用防治電滲析處理煤化工含鹽廢水時形成的膜污染。
【專利說明】用于煤化工含鹽廢水脫鹽的電滲析膜污染綜合防治方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理工藝領域，具體地，本發(fā)明涉及一種用于煤化工含鹽廢水脫鹽的電滲析膜污染綜合防治方法。
【背景技術】
[0002]煤化工、鋼鐵等行業(yè)廢水采用常規(guī)物化法、生物法等處理，雖然可達到國家和地方廢水排放標準(C0D〈100mg/L，SS<60mg/L, pH6_9)，但經處理達標后的工業(yè)廢水仍存在部分有機物、微生物、膠體、顆粒懸浮物、Ca2+和Mg2+及其他高價離子、大量可溶性無機鹽等，因而限制了其循環(huán)利用，直接外排造成水資源浪費。隨著工業(yè)生產水消耗量日益加大而水資源短缺逐漸加劇，煤化工、鋼鐵等行業(yè)用水大戶對如何進行達標排放廢水的深度處理與循環(huán)利用也日益關注和重視。
[0003]煤化工行業(yè)含鹽廢水通常采用膜分離或熱濃縮工藝富集廢水中的雜質，清水回用于循環(huán)水系統(tǒng)，濃水外排。熱濃縮工藝是利用熱能將液態(tài)中的固體高倍濃縮，普遍存在設備龐大、能耗高的問題，而且廢水熱濃縮過程中氯離子對設備的腐蝕及鈣鎂離子的結垢，會造成維護費用高，加大企業(yè)的投資和運行風險。采用超濾-反滲透雙膜法處理煤化工廢水，僅有60% -70%的淡水回用，剩余30% -40%的濃水還需外排。外排廢水中鹽分大，很容易造成土壤板結，嚴重時會使土壤鹽堿化。而且由于廢水中有機物濃度較高，易形成膜污染，需經常進行化學清洗，造成膜使用壽命縮短，膜材料損耗大，系統(tǒng)無法長期穩(wěn)定運行，投資運行成本高。 [0004]電滲析是在直流電場的作用下，離子透過選擇性離子交換膜而發(fā)生遷移，使帶電離子從水溶液和其他不帶電組分中分離出來的膜分離過程。由于該技術具有操作簡便、能耗低、不污染環(huán)境等特點，已在苦咸水淡化、海水濃縮制鹽、廢水處理等方面起重要作用。由于煤化工含鹽廢水中雜質種類多、且含有部分難降解有機物等，導致電滲析處理這種廢水時易形成膜污染，使電滲析系統(tǒng)難以長期穩(wěn)定運行，因此也限制了電滲析技術在處理煤化工含鹽廢水中的應用。
[0005]離子交換膜污染是制約電滲析技術廣泛應用的重要因素，國內外研究者針對電滲析技術用于不同廢水處理形成的膜污染展開了許多研究，但主要集中在膜污染的形成及性質表征。如 Bazinet 等(Journal of Colloid and Interface Science281 (2005) 188-196)研究了 Ca2+和CO廣濃度對電滲析過程中陽膜污染的影響；Casademont等(Journal of Colloidand Interface Science315 (2007) 544-554)考察了溶液中Ca2+與Mg2+離子的比例對電滲析中陽、陰離子交換膜污染形成的影響及其性質表征；Wang等(Separation and PurificationTechnology79 (2011) 103-113)考察了電滲析處理谷氨酸發(fā)酵廢水時形成的陽膜污染及其性質；Park等(Journal of Membrane Science246 (2005) 137-144)對電滲析過程中牛血清蛋白造成的離子交換膜污染進行表征；Bao等(Desalination256 (2010) 94-100)考察了在含有CaS04過飽和溶液電滲析脫鹽中膜污染的形成過程及其形態(tài)變化。這些研究也表明不同廢水體系中形成的電滲析膜污染性質存在較大差別，但目前還未發(fā)現煤化工含鹽廢水電滲析膜污染的研究報道。
[0006]自20世紀90年代以來受到反滲透的沖擊，電滲析技術呈現萎縮和停滯狀態(tài)，有關電滲析膜污染防治的研究只有少量報道。如Tanaka等(Desalination296 (2012) 81-86)研究了陰離子交換膜的有機物污染機理，發(fā)現帶苯環(huán)有機物與陰膜基底有較好的親合作用，更易形成膜污染，在膜表面修飾一帶負電荷薄層可提高陰離子膜的抗污染性能；Ponti6 等(Separation and Purification TechnologylOl (2012) 91-97)報道了通過逐層自組裝技術來提高陽離子交換膜的抗生物污染性能；Lee (Korean J.Chem.Eng.，2002, 19 (5)，880-887)等研究通過脈沖電場來降低含牛血清蛋白廢水中的電滲析膜污染；Turek 和 Dydo (Desalinationl58 (2003) 91-94)考察倒極電滲析(EDR)用于煤礦廢水脫鹽，當Ca2+、S042_和CO/—等離子濃度較高時可觀察到結垢現象；荊國林等(環(huán)境科學學報，2007，27(8):1251-1255)研究了采油污水對離子交換膜的污染，發(fā)現采油污水中的固體懸浮物、聚合物和原油等會聚集離子交換膜表面產生膜污染，利用酸堿液以及非離子表面活性劑作為清洗劑，可使離子膜性能得到恢復；陳平(膜科學與技術，2000，20(1):37-40)綜述了電滲析膜污染的防止與清洗，包括極水加酸、倒極、防止?jié)馑瓹a2+、S042_離子過飽和、電絮凝、精密過濾、活性炭過濾，以及定期酸洗、拆槽清洗等來防止和清洗膜污染。這些方法雖然對膜污染防治有一定效果，由于不同電滲析體系形成的膜污染性質不同，因此不能徹底解決煤化工含鹽廢水電滲析體系中的膜污染問題。

【發(fā)明內容】

[0007]煤化工含鹽廢水含有難降解有機物、膠體、顆粒懸浮物、Ca2+和Mg2+及高價離子、其他可溶性無機鹽等污染物等，采用電滲析技術處理具有淡水回收率高、濃水濃縮倍數大，脫鹽率可控等優(yōu)點，由于膜污染造成設備難以長期穩(wěn)定運行，因而限制了該技術在煤化工含鹽廢水處理的應用。本發(fā)明的目的是提供用于電滲析處理煤化工含鹽廢水的膜污染防治方法。
[0008]本發(fā)明的用于煤化工含鹽廢水脫鹽的電滲析膜污染綜合防治方法，包括以下步驟:
[0009]I)利用物化法與膜技術的耦合與協(xié)同作用，預脫除煤化工含鹽廢水中的有機物、微生物、膠體、顆粒懸浮物、Ca2+和Mg2+及其他高價離子(如Fe3+、Mn2+和Cr6+等)，減少形成電滲析膜污染的雜質組分；
[0010]2)采用適于煤化工含鹽廢水處理的電滲析器，提高設備抗污染性能；所述適于煤化工含鹽廢水處理的電滲析器包括選用抗污染離子交換膜、優(yōu)化膜堆結構設計和自動倒極與過程控制以提高電滲析設備的抗污染性能；其中，所述抗污染離子交換膜是在離子膜表面覆蓋與本體膜帶相反電荷的膜層，利用靜電作用和減小膜表面粗糙度，抑制污染物在膜表面的吸附沉積；
[0011]3)控制施加電位、溶液流速、溫度、濃水pH和倒極周期，使電滲析過程在極限電流密度以下運行，避免電滲析過程形成膜污染的微環(huán)境；
[0012]4)對煤化工含鹽廢水電滲析形成的膜污染進行在線清洗，恢復電滲析設備脫鹽性能和提高膜材料的使用壽命；所述清洗為先酸洗再堿洗，所述酸洗或堿洗的清洗時間為0.5~3h，清洗溫度為10~50°C。[0013]本發(fā)明所針對的煤化工含鹽廢水是指來源于煤化工行業(yè)生產過程中的煤氣洗滌廢水、循環(huán)水系統(tǒng)排水、化學水站排水等，有時還包括生化處理后的有機廢水，其特點是含鹽量高(TDS通常在5000mg/L左右甚至更高)，還含有部分難降解有機物(如萘酚、喹啉、批啶和苯酚類等)，這類廢水需要進一步深度處理和電滲析脫鹽才能實現回用。
[0014]根據本發(fā)明的用于電滲析處理煤化工含鹽廢水的膜污染防治方法，所述利用物化法與膜技術的耦合與協(xié)同作用是將煤化工含鹽廢水依次通過高效混凝、化學沉淀、催化氧化、多介質過濾和膜過濾處理。
[0015]所述物化法包括高效混凝、催化氧化、化學沉淀和多介質過濾等，其中高效混凝是指利用高效復合混凝劑的絮凝、交聯和架橋等作用，使工業(yè)廢水中的大分子有機物、細菌、膠體、顆粒懸浮物等形成較大的絮體，通過絮體沉降或氣浮作用而得到去除；其中，所使用的高效復合混凝劑優(yōu)選為研究組自行研制的高效混凝劑KL-107、或由無機絮凝劑如硫酸亞鐵、氯化亞鐵、明礬、聚合氯化鋁、堿式氯化鋁、硫酸鋁或氯化鈣等中的一種或幾種與有機絮凝如聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺、聚苯乙烯磺酸鹽或聚氧化乙烯等中的一種或幾種構成的復合型混凝劑。
[0016]所述催化氧化法是指通過添加高效催化劑，使臭氧氧化、(電)芬頓或其他濕式氧化法等發(fā)揮更大的效能，用來氧化工業(yè)廢水中殘余的有機物、硫化物和Fe2+等，使難降解有機物發(fā)生開環(huán)和氧化降解，以及殺滅細菌等；其中，所使用的高效催化劑優(yōu)選為研究組自行研制高效催化劑如KL-C03，或者含Cu等重金屬元素的復合型催化劑。
[0017]所述化學沉淀是指通過添加石灰乳、純堿或者石灰乳與純堿二者的組合等，以去除工業(yè)廢水中的C032_和HCO3' Ca2+和Mg2+及Fe3+等高價離子等。
[0018]所述多介質過濾即通過石英砂、活性炭、粉煤灰等介質對工業(yè)廢水進行過濾或吸附，去除廢水中殘余的有機物、懸浮顆粒、重金屬離子等。即利用這些物化法對工業(yè)廢水進行預處理，去除大部分有機污染物、Ca2+/Mg2+及其他高價離子等污染物，減輕后續(xù)脫鹽過程的膜污染。
[0019]所述膜過濾是指微濾、超濾和納濾等膜技術，膜過濾由這些膜技術中的一種、或2種組合或3 種組合完成，通過優(yōu)選膜組件及其組合，提高膜過濾出水水質，減小后續(xù)倒極電滲析脫鹽過程的膜污染。其中微濾(MF)可除去大小約0.1~Ιμπι的顆粒雜質。主要用于去除細菌、懸浮固體、膠體物質等，但可透過溶解固體和大分子；超濾(UF)可去除約大于0.002~0.1 μπι大小的顆粒雜質，用于去除膠體、蛋白質、懸浮固體、微生物等，可除去分子量大于1000~100000的物質，但能透過溶解固體和小分子；納濾(NF)能截留納米級(0.001微米)的物質，操作區(qū)間介于超濾和反滲透之間，其截留有機物的分子量約為200~800MW左右，用于去除廢水中的有機物和色素、Ca2+、Mg2+及其他高價離子，且部分去除溶解鹽等。
[0020]根據本發(fā)明的用于電滲析處理煤化工含鹽廢水的膜污染防治方法，所述適于煤化工含鹽廢水處理的電滲析器包括電滲析膜堆單元、頻繁倒極控制單元、在線監(jiān)測與過程控制單元等，共同構成多級逆流倒極電滲析體系。
[0021]所述抗污染離子交換膜是指在吸附、噴涂、電沉積等方法在離子膜表面覆蓋與本體膜帶相反電荷的薄膜層，利用靜電作用和減小膜表面粗糙度等，抑制污染物在膜表面的吸附沉積。[0022]所述優(yōu)化膜堆設計是指改進隔板流道和格網設計，減小膜堆阻力、提高隔室紊流、防止出現溶液滯留死角等；多個電滲析膜堆間通過不同隔室管路串聯與溶液流向控制構成多級逆流體系，提高電滲析膜堆的抗污染性能。
[0023]所述自動倒極與過程控制是指結合關鍵參數如電導率、pH、溫度、流量、壓力、電流和電壓等的在線監(jiān)測，根據參數變化設定膜堆倒極周期、對應閥、泵的開啟與關閉等，由PLC單元、整流器和自動控制閥(如電動閥、氣動閥或電磁閥)等共同完成頻繁倒極，實現電滲析過程自動控制，提高電滲析設備運行穩(wěn)定性。
[0024]所述優(yōu)化膜堆結構設計為改進隔板流道和格網設計，包括延長流道長度，改變隔板厚度、格網采用雙層魚鱗網等，減小膜堆阻力、提高隔室紊流、防止出現溶液滯留死角等；多個電滲析膜堆間通過不同隔室管路串聯與溶液流向控制，即不同膜堆淡水管與淡水管相連、濃水管與濃水管相連；而且淡水與濃水流向相反，即淡水從第一級流向第二級，一直到第η級，而濃水從第η級流向第η-1級，一直到第一級，由此構成多級逆流體系，提高電滲析膜堆的抗污染性能。
[0025]所述優(yōu)化操作工藝條件，是指控制施加電位、溶液流速、溫度、濃水pH和倒極周期等，使電滲析過程低于極限電流密度運行，避免濃差極化和形成電滲析膜污染的微環(huán)境。即防止電滲析膜堆局部和離子交換膜表面的雜質組分，如Ca2+、Mg2+及其他高價金屬離子、有機物等濃度過高，以及由于局部PH變化(如極化水解離產生大量OH-離子)等，造成離子交換膜表面結垢和有機物在膜表面的吸附沉積等形成膜污染。
[0026]根據本發(fā)明的用于電滲析處理煤化工含鹽廢水的膜污染防治方法，所述電滲析膜污染在線清洗，指采用合適的 化學清洗劑和清洗方法去除電滲析處理煤化工含鹽廢水形成的膜污染，恢復其脫鹽性能。所述清洗為先酸洗再堿洗，主要改進包括:針對煤化工含鹽廢水電滲析膜污染的特點，所述酸洗洗液由單一鹽酸改為鹽酸與蟻酸、草酸、醋酸、氫氟酸或EDTA的混合物，按100:1~50的比例混勻，其中EDTA濃度為0.3%~10%，且控制酸洗液的pH值范圍為I~6。所述堿洗洗液從單一氫氧化鈉改為NaOH加次氯酸鹽、過碳酸鹽、過磷酸鹽或非離子表面活性劑組成的混合溶液，按100:1~50的比例混勻，且控制堿洗溶液的pH值范圍為9~14。
[0027]由于電滲析膜堆拆洗會造成膜材料損耗，需盡可能減少拆電滲析膜堆來進行化學清洗。本發(fā)明提出的用于電滲析處理煤化工含鹽廢水的膜污染防治方法，其目標是盡可能減小電滲析膜污染和抑制膜污染的形成，或者形成的電滲析膜污染通過在線清洗可恢復其脫鹽性能。
[0028]本發(fā)明針對煤化工化工含鹽廢水的水質特點，以及電滲析處理煤化工含鹽廢水時形成的膜污染性質，從預脫除污染物、使用專用電滲析器、優(yōu)化操作工藝、膜污染在線清洗等方面進行電滲析膜污染防治，即利用不同技術的協(xié)同作用防治電滲析處理煤化工含鹽廢水時形成的膜污染。
[0029]本發(fā)明與現有技術相比的優(yōu)點在于:
[0030](I)本發(fā)明提出的用于電滲析處理煤化工含鹽廢水的膜污染防治方法，專門針對了煤化工含鹽廢水的水質及其處理目標，徹底解決該體系的膜污染問題，可促進電滲析技術在煤化工含鹽廢水處理中的廣泛應用。
[0031](2)本發(fā)明提出的電滲析膜污染防治方法，包括預脫除污染物、使用專用電滲析器、優(yōu)化操作工藝、膜污染在線清洗等，即從污染物源頭、設備本身、膜污染形成條件、膜污染去除等方面進行，比常規(guī)技術具有更好的膜污染防治效果。
[0032](3)本發(fā)明提出的用于電滲析處理煤化工含鹽廢水的膜污染防治方法，使該體系中電滲析膜污染清洗周期大大延長，有利于節(jié)省勞動力、提高生產效率和降低運行成本等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明的用于電滲析處理煤化工含鹽廢水的膜污染防治方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0034]本說明書中公開得任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或者類似特征中的一個例子而已。所述僅僅是為了幫助理解本發(fā)明，不應該視為對本發(fā)明的具體限制。
[0035]如圖1所示，本發(fā)明提出的用于電滲析處理煤化工含鹽廢水的膜污染防治方法，具體實施方案包括，D利用高效混凝、化學沉淀、催化氧化、多介質過濾、膜過濾等單元技術及其組合，預脫除煤化工含鹽廢水中的有機物、微生物、膠體、顆粒懸浮物、Ca2+和Mg2+及其他高價離子等，減少形成電滲析膜污染的雜質組分；2)采用適于煤化工含鹽廢水處理的專用電滲析器，主要改進包括選用抗污染離子交換膜、優(yōu)化膜堆結構設計、自動倒極與過程控制等，提高設備抗污染性能；3)通過控制施加電位、溶液流速、溫度、濃水pH和倒極周期等優(yōu)化操作工藝條件，使電滲析過程在極限電流密度以下運行，避免濃差極化和形成電滲析膜污染的微環(huán)境；4)通過選用合適的化學清洗劑和清洗方法去除電滲析處理煤化工含鹽廢水形成的膜污染，其中酸洗采用混酸和添加絡合劑，堿洗采用氫氧化鈉添加過氧酸鹽、非離子型表面活性劑等，提高對膜污染的清洗效果。
[0036]實施例1煤化工工業(yè)含鹽廢水電滲析脫鹽及膜污染
[0037]煤化工含鹽廢水采用電滲析技術進行脫鹽處理，采用恒電位操作、濃水和淡水都采用采用5 μ m PP棉過濾后直接作為電滲析系統(tǒng)進水，經過10批次連續(xù)脫鹽實驗發(fā)現，隨電滲析的進行，與模擬廢水相似，在相同脫鹽條件下淡水這中Cl-離子下降到小于250mg/L達到回用標準。但在每批次實驗中電流密度都隨脫鹽過程進行都呈下降趨勢，不同批次下降趨勢較為相似，恒電位下不同批次的初始電流密度略有下降，推測隨電滲析脫鹽過程的進行可能發(fā)生膜污染所致。進一步拆膜堆發(fā)現，在陰離子交換膜兩面都可明顯觀察褐黃色的污染物覆蓋層，而陽離子交換膜表面有少量顆粒物出現，分析原因是陰離子交換膜由于帶正電荷，而煤化工廢水中帶負電荷有機物通過靜電作用吸附到膜表面而形成；陽膜表面是由于Ca2+、Mg2+及其他高價離子在吸附沉積造成，如果控制極限電流密度以下進行，可減緩這種現象發(fā)生，但 隨著濃水中這些離子濃度的進一步升高，還會出現結垢現象，通過濃水加酸來調節(jié)PH和酸洗可去除這類污染物。離子交換膜表面形成的膜污染導致煤化工廢水電滲析脫鹽過程難以持續(xù)穩(wěn)定運行，需要探討相應的膜污染防治方法。
[0038]煤化工含鹽廢水連續(xù)電滲析脫鹽試驗表明，電滲析系統(tǒng)連續(xù)運行3~5天，發(fā)現在恒電位條件下電滲析脫鹽率、電流密度、電流效率等顯著降低，導致電滲析過程難以繼續(xù)進行。拆膜堆發(fā)現離子交換膜污染嚴重，尤其是陰膜表面覆蓋一層褐黃色污染物，分析表明陰膜表面主要是有機物造成的膜污染；陽膜表面也出現少量有機污染物，但主要是Ca2+、Mg2+和其他高價離子造成膜表面結垢，而且陽膜表面不均勻分布有深褐色污染物，推測是Fe(III)等造成的膜污染。以上研究結果也表明，常規(guī)電滲析技術用于煤化工含鹽廢水處理，會造成嚴重膜污染，導致電滲析脫鹽過程難以持續(xù)進行。如何減小電滲析處理煤化工含鹽廢水的膜污染是實現該技術應用的關鍵。
[0039]實施例2煤化工工業(yè)含鹽廢水電滲析的膜污染防止及脫鹽效果
[0040]針對煤化工含鹽廢水水質，采用的膜污染防治方法包括:利用高效混凝、化學沉淀、催化氧化、多介質過濾、膜過濾等單元技術及其組合，預脫除煤化工含鹽廢水中的有機物、微生物、膠體、顆粒懸浮物、Ca2+和Mg2+及其他高價離子等。其中COD從原水100mg/L下降到20mg/L左右，Ca2+、Mg2+離子濃度減小到10mg/L以下，且經膜過濾出水為無色澄清透明。
[0041]所述高效混凝使用KL-107的作為混凝劑。所述催化氧化使用的高效催化劑KL-C03，或者含Cu等重金屬元素的復合型催化劑。所述化學沉淀是添加石灰乳、純堿或者石灰乳與純堿二者的組合。所述多介質過濾即通過石英砂、活性炭、粉煤灰對工業(yè)廢水進行過濾或吸附。所述膜過濾使用微濾、超濾和納濾的組合。 [0042]其次，采用適于煤化工含鹽廢水處理的專用電滲析器，主要改進包括選用抗污染離子交換膜、優(yōu)化膜堆結構設計、自動倒極與過程控制等，提高了電滲析設備的抗污染性能。并通過控制施加電位、溶液流速、溫度、濃水PH和倒極周期等優(yōu)化操作工藝條件，使電滲析過程在極限電流密度以下運行，避免濃差極化和形成電滲析膜污染的微環(huán)境。
[0043]具體地，所述抗污染離子交換膜是指在吸附、噴涂、電沉積等方法在離子膜表面覆蓋與本體膜帶相反電荷的薄膜層，利用靜電作用和減小膜表面粗糙度等，抑制污染物在膜表面的吸附沉積。
[0044]所述優(yōu)化膜堆結構設計為改進隔板流道和格網設計，包括延長流道長度，改變隔板厚度、格網采用雙層魚鱗網等，減小膜堆阻力、提高隔室紊流、防止出現溶液滯留死角等；多個電滲析膜堆間通過不同隔室管路串聯與溶液流向控制，即不同膜堆淡水管與淡水管相連、濃水管與濃水管相連；而且淡水與濃水流向相反，即淡水從第一級流向第二級，一直到第η級’而濃水從第η級流向第η-1級，一直到第一級，由此構成多級逆流體系，提高電滲析膜堆的抗污染性能。
[0045]所述優(yōu)化操作工藝條件，是指控制施加電位、溶液流速、溫度、濃水pH和倒極周期等，使電滲析過程低于極限電流密度運行，避免濃差極化和形成電滲析膜污染的微環(huán)境。即防止電滲析膜堆局部和離子交換膜表面的雜質組分，如Ca2+、Mg2+及其他高價金屬離子、有機物等濃度過高，以及由于局部PH變化(如極化水解離產生大量OH-離子)等，造成離子交換膜表面結垢和有機物在膜表面的吸附沉積等形成膜污染。
[0046]其三，在煤化工含鹽廢水連續(xù)電滲析脫鹽試驗中，經長時間運行后，發(fā)現電滲析系統(tǒng)的脫鹽率、電流膜堆和電流效率明顯下降時，需要進行膜污染在線清洗。其中酸洗采用鹽酸加絡合劑，堿洗采用氫氧化鈉添加非離子型表面活性劑，來提高對膜污染的清洗效果，發(fā)現膜堆性能恢復較好。
[0047]具體地，針對煤化工含鹽廢水電滲析膜污染的特點，所述酸洗洗液為鹽酸與蟻酸、草酸、醋酸、氫氟酸或EDTA中的一種或幾種組成的混合物，按100:1~50的比例混勻，其中EDTA濃度為0.3%~10%，且控制酸洗液的pH值范圍為I~6。所述堿洗洗液為NaOH加次氯酸鹽、過碳酸鹽、過磷酸鹽或非離子表面活性劑的一種或幾種組成的混合溶液，按100:I~50的比例混勻，且控制堿洗溶液的pH值范圍為9~14。
[0048]煤化工含鹽廢水電滲析連續(xù)脫鹽試驗表明，在較長運行時間內，電滲析脫鹽實驗中沒有觀察到明顯的電流密度、脫鹽率、電流效率下降等現象，膜堆清洗周期延長3-6個月，煤化工含鹽廢水電滲析脫鹽的淡水產率大于85%，濃水濃縮10倍以上。結果表明，采取合適電滲析膜污染防治方法，可以顯著降低煤化工含鹽廢水電滲析體系的膜污染，提高電滲析系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，延長膜堆清洗周期，從而可促進電滲析處理煤化工含鹽廢水技術的廣泛應用。
[0049]本發(fā)明未詳細闡述部分屬于本領域公知技術。
[0050]當然，本發(fā)明還可以有多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可根據本發(fā)明的公開做出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發(fā)明的 權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種用于煤化工含鹽廢水脫鹽的電滲析膜污染綜合防治方法，包括以下步驟: 1)利用物化法與膜技術的耦合與協(xié)同作用，預脫除煤化工含鹽廢水中的有機物、微生物、膠體、顆粒懸浮物、Ca2+和Mg2+及其他高價離子，減少形成電滲析膜污染的雜質組分； 2)采用適于煤化工含鹽廢水處理的電滲析器，提高設備抗污染性能；所述適于煤化工含鹽廢水處理的電滲析器包括選用抗污染離子交換膜、優(yōu)化膜堆結構設計和自動倒極與過程控制以提高電滲析設備的抗污染性能；其中，所述抗污染離子交換膜是在離子膜表面覆蓋與本體膜帶相反電荷的薄膜層，利用靜電作用和減小膜表面粗糙度，抑制污染物在膜表面的吸附沉積； 3)控制施加電位、溶液流速、溫度、濃水pH和倒極周期，使電滲析過程在極限電流密度以下運行，避免電滲析過程形成膜污染的微環(huán)境； 4)對煤化工含鹽廢水電滲析形成的膜污染進行在線清洗，恢復電滲析設備脫鹽性能和提高膜材料的使用壽命；所述清洗為先酸洗再堿洗，所述酸洗或堿洗的清洗時間為0.5~3h，清洗溫度為10~50°C。
2.根據權利要求1所述的用于電滲析處理煤化工含鹽廢水的膜污染防治方法，其特征在于，所述利用物化法與膜技術的耦合與協(xié)同作用是將煤化工含鹽廢水依次通過高效混凝、化學沉淀、催化氧化、多介質過濾和膜過濾處理。
3.根據權利要求1所述的用于電滲析處理煤化工含鹽廢水的膜污染防治方法，其特征在于，所述優(yōu)化膜堆結構設計為改進隔板流道和格網設計，減小膜堆阻力、提高隔室紊流、防止出現溶液滯留死角；多個電滲析膜堆間通過不同隔室管路串聯與溶液流向控制構成多級逆流體系，提高電滲析膜堆的抗污染性能。
4.根據權利要求1所述的用于電滲析處理煤化工含鹽廢水的膜污染防治方法，其特征在于，所述酸洗洗液為鹽酸與蟻酸、草酸、醋酸、氫氟酸或EDTA中的一種或幾種組成的混合物，其中EDTA濃度為0.3%~10%，所述酸洗液的pH值范圍為I~6。
5.根據權利要求1所述的用于電滲析處理煤化工含鹽廢水的膜污染防治方法，其特征在于，所述堿 洗洗液為NaOH加次氯酸鹽、過碳酸鹽、過磷酸鹽或非離子表面活性劑中的一種或幾種組成的混合溶液。
6.根據權利要求1所述的用于電滲析處理煤化工含鹽廢水的膜污染防治方法，其特征在于，所述非離子表面活性劑為聚乙醇、聚壬二酸乙二酸酯或單酸甘油酯中的一種或幾種。
【文檔編號】C02F1/469GK104016528SQ201410246744
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權日:2014年6月5日
【發(fā)明者】石紹淵, 曹宏斌, 李玉平, 盛宇星 申請人:中國科學院過程工程研究所