摘要
电力系统既是耗水大户又是排污大户，提倡电厂废水零排放既是国家的要求也是电力企业自身的需求。电厂循环水在循环过程中污染物浓度升高，需进行预处理、反渗透膜浓缩实现回用，反渗透浓水高盐、高硅及COD（化学需氧量）等均会对纳滤、电渗析及蒸发结晶系统造成影响，为此需要对反渗透浓水进行去除硬度、除硅、去除COD等，确保系统稳定运行。本课题以电厂反渗透浓水为研究对象，进行除硬工艺、除硅工艺研究，用高级氧化法去除溶液中有机物，研究反渗透浓水电渗析浓缩规律，最后确定处理电厂反渗透浓水的最佳工艺。本课题研究主要包括以下几部分： （1）除硬研究结果表明，除硬过程中，最佳pH值为12，碳酸钠最佳投加量为理论投加量的115%，Ca2+去除率为94.6%，Mg2+去除率为97.7%，除硬后溶液中溶液中残留Mg2+浓度为4.2mg/L，Ca2+浓度为3.5mg/L。 （2）对除硅实验分别研究了氯化镁除硅、镁剂（工业氧化镁）除硅和偏铝酸钠除硅，三种方法对比偏铝酸钠除硅效果最佳。研究表明，偏铝酸钠除硅，硅去除率的影响因素主次为NaAlO2投加量＞反应时间＞反应温度，最佳的除硅条件是m(NaAlO2)∶m(SiO2）比值为1.5∶1，反应时间30min，反应温度20℃，硅去除率为97.9%，溶液中硅剩余浓度为1.6mg/L。 （3）反渗透浓水膜分离研究表明，纳滤膜对COD的平均截留率为25.0%，为此不能选择纳滤作为去除COD的方法。纳滤对SO42-的截留率稳定在95.0%以上，截留效果好，可以选择纳滤分离反渗透浓水中的氯化钠和硫酸钠。 （4）研究分别选用了活性炭催化臭氧氧化和芬顿氧化法降低反渗透浓水中的COD。活性炭催化臭氧氧化研究表明，最佳反应条件为pH=9，活性炭投加量2g/L，反应时间80min，此时COD的去除率为42.2%，臭氧催化氧化反应动力学研究表明，臭氧催化氧化符合一级动力学拟合方程。Fenton催化氧化研究表明，影响Fenton催化氧化的主次因素为：H2O2投加量＞m(Fe2+)∶m(H2O2)＞pH值＞反应时间，Fenton催化氧化的最佳反应条件为H2O2投加量5mg/L，pH=4，反应时间为100min，m(Fe2+)∶m(H2O2)=0.8∶1，此时COD去除率69.1%。通过对比两种方法，选用芬顿氧化方法降低COD。 （5）电渗析浓缩电厂综合废水研究表明：电渗析浓缩最佳操作电压为8V，循环流量为180L/h，电流效率为68.67%，能耗为7.8KW·h/m3，相对浓缩倍率为91.25%。现场电渗析中试研究表明，当电渗析进水TDS≥39000mg/L，电渗析浓水TDS≥200000mg/L，淡水TDS≤10000mg/L，并且运行稳定。
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