基于纳滤技术深度处理燃煤电厂脱硫废水试验研究

2试验结果与讨论

2.1不同软化方案对水中钙镁离子去除影响

四组试验中投加碳酸钠、氢氧化钙和氢氧化钠可以与水样中的镁离子反应生碳酸镁和氢氧化镁沉淀，有效的去除水中的镁离子。试验结果如图2所示。

图2镁离子浓度变化情况

从图2中可以看出，四组试验方案对水中镁离子去除效果有较大的差异，可分别去除水中33.19%，56.14%, 87.50%, 91.23%的镁离子。第四组去除水中镁离子效果最好，第二组次之，只投加碳酸钠效果最差。四组反应均非常迅速，在反应15min后趋于稳定。试验中发现第四组氢氧化钙、硫酸钠与碳酸钠软化反应形成的污泥沉降性能最好。这有利于在实际工业应用中减小澄清池尺寸，降低成本及占地面积。

由于废水中含有大量的硫酸根和钙离子，而硫酸钙在水中溶解度低。因此向脱硫废水中加入硫酸钠，引入大量硫酸根离子，从而促使水中钙离子与硫酸根形成硫酸钙沉淀析出而大幅降低钙离子浓度，而后投加少量碳酸钠即可去除水中残余的少量钙离子。该软化工艺可以大幅减少碳酸钠使用量，从而有效降低软化成本。结果如图3所示。

图3钙离子浓度变化情况

从图3可以看出，四组试验方案对钙离子去除效果基本相同，可分别去除水中的%.55%, 96.86%，97.03%, 96.83%的钙离子。前三组反应均很迅速，反应50 min基本稳定。第四组在反应30min后投加了碳酸钠，这是因为单纯投加硫酸钠反应形成的硫酸钙属于微溶物，去除水中钙离子能力有限，因此在反应30min后投加碳酸钠，在碳酸钠投加20min后反应基本稳定。但是第一组投加的碳酸钠的量其余三组的数倍，第三、四组方案额外引进了一定量的钙离子，因此第三组投加了较多量的碳酸钠，第四组投加了较多量的硫酸钠从而减少碳酸钠的使用量。

综合去除废水中钙镁效果考虑，第四组软化方案优势明显，在保证软化效果的同时，可以大幅降低药剂成本。

2.2软化成本分析

目前碳酸钠的市场价格高于氢氧化钠，碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙价格如表3所示。

表3药剂价格

通过计算，三组投加药剂成本分别为25.22元//t，13.74元/t，14.20元/t，10.7元/t。从药剂投加成本考虑，第四组方案优势明显。因此，试验最终采用氢氧化钙+硫酸钠+碳酸钠作为废水软化工艺。

2.3纳滤分盐效果分析

现有蒸发浓缩或反渗透处理脱硫废水均会产生氯化钠与硫酸钠混盐，该混盐没有经济价值，且处理成本高。因此，针对此问题本研究采用纳滤分盐工艺处理软化后的脱硫废水分离废水中的硫酸根和氯离子。纳滤试验水样为氢氧化钙+硫酸钠+碳酸钠组合工艺软化处理过的废水。

纳滤产水通量随时间变化情况如图4所示，可以看出，连续运行10个小时h，废水浓缩约3倍，纳滤通量稳定在25L/m2.h，未发生膜堵塞现象，纳滤系统可以稳定运行。这表明软化过的废水满足纳滤进水要求。但是在试验后期膜通量有微量的降低，这是因为废水浓缩后，所需的渗透压升高，导致通量有一定量的降低。

延伸阅读：

纳滤膜深度处理火电厂脱硫废水实验

纳滤膜技术在废水深度处理中的膜污染及控制研究进展

火电厂循环水排污水纳滤处理试验

纳滤膜在化工废水处理过程中扮演的重要角色