电渗析和反渗透耦合深度处理制革高盐废水

前言：处于经济的推动作用下，我国的制革行业获得了快速的发展，不过却面临着水资源的消耗与废水的大量排放与污染的严峻问题。基于降低制革废水的污染程度目的，运用双膜处理技术，可以达到降低制革废水排放量，完成有效回收利用的任务。所以，深入探讨和分析电渗析和反渗透耦合深度处理制革高盐废水的方法非常关键，具有重要的意义。

一、实验部分

（1）高盐废水。

实验有关高盐废水为某皮革企业浓水，浓水为综合废水经“双膜”作用所产生，COD为408mg/L，pH值为8.96，Mg2+、Ca2+、Na+、SO42-、Cl-、TDS的质量浓度依次为0.155、0.398、4.906、1.58、7.56、16.8g/L。

（二）膜与装置。

实验有关电渗析器结构为两室多层式，膜组件构成包括47对阴阳离子交换膜，膜槽尺寸130mm′325mm，有效膜面积100mm′220mm，采用钛涂钌电极，隔板厚度1.0mm，阴、阳极室同用1个极水槽，组装方式为1级1段。RO膜采用复合膜即LFC-LD-4040，试验选用2支100mm膜串联。

（三）实验流程。

试验具体操作流程如下：将原水进行简单微滤处理，泵入ED系统，RO进水采用ED系统脱盐水，对ED形成的浓缩盐水进行臭氧脱COD处理，获得浓盐水用作制革用料；经RO形成回用水，并获得浓水；通过RO形成产品脱盐淡水，获得的浓水与原高盐水进行混合，用作ED系统进水。系统构成包括ED与RO浓缩过程，ED浓缩过程，脱盐室起初放入TDS质量浓度为8mg/L的浓盐水，且浓盐水由原高盐水处理而来，浓缩室放入为质量分数15%NaCl溶液，极室放入质量分数3%Na2SO42-溶液，且互相之间溶液可以不同流速进行各自循环。

（四）分析方法。

运用EDTA滴定法测定Ca2+、Mg2+含量，AgNO3沉淀法测定Cl-含量，EDTA滴定法测定SO42-含量；按照GB11914-89测定COD；运用多参数水质检测仪(DDS-11A)电导率。ED电流效率η计算：h=FqV(c_di-c_do)/(NI)。式中，F法拉第常数(96.485kC/mol)，qV淡水体积流量，c_di、c_do淡水系统进、出ED的浓度，I电流，N组装膜对数。

二、实验结果的科学分析

（一）针对ED浓缩正交实验的分析说明。

将电流的效率与ED浓缩生水相应的TDS含量当作有效指标，科学设计进水的体积流量、电压以及脱盐室循环体积的流量关于3因素4水平的正交实验L16(4³)。基于降低受到压差渗漏干扰作用的目的，将浓淡室的流速比设定成1:1，具体的相关因素指标情况如下表1所示。

从上表1中的正交实验具体结果可知相应的极差R，脱盐水、浓缩盐水TDS含量受到不同因素的影响分别是电压、相应的进水量以及淡室循环的流量，其中相应的进水量和淡室循环的流量的影响情况近似；从电流的效率角度来说，不同因素的影响情况分别是相应的进水量、电压以及淡室循环的流量，不过针对此指标之下的进水量与电压的影响情况近似。因此对比不同指标的具体结果情况得知，ED受到不同因素影响的顺序是电压、相应的进水量、淡室循环的流量。

（二）依靠臭氧催化氧化去除COD的方式。

实验主要分析了依靠臭氧催化氧化实现去除COD的方式，通过保持10g/h的质量流量，在40L的浓缩盐水内接通65%质量分数的臭氧。最初的2h浓缩盐水的COD下降最为显著，从开始2016mg/L下降至767.2mg/L，而在2h后降低的势态放缓并趋于平稳，最终为330mg/L。所以，利用臭氧催化氧化方法能够对ED浓缩盐水的绝大多数COD予以消除，避免累积太高。

（三）针对RO过程的合理分析。

1、RO浓水TDS含量受到进水流量影响的情况。

通过对RO浓水TDS含量受到进水流量影响的情况予以分析，基于对实验时产生碳酸钙的结垢预防的目的，事先需要改进进水的pH值吗，使其大概为5。并依次设置进水的体积流量相应是800、850、900、1000L/h，使回收率是50%，等到运作2个小时相关的参数指标均处于稳定的状态以后，进行计时和取样处理。下图3表示的是RO浓水TDS由于水流量的改变所出现的变化情况（相应的温度是28℃）。

由图3可知，当回收率为固定情况下，进水量的增多会导致浓水TDS的含量也随之增加，在进水的体积流量是900L/h的情况下，此时浓水TDS质量浓度为16.5g/L，与原生水质相近。究其原因在于遭受RO膜运作时形成的压实作用导致，形成2.2Mpa的操作压力值，相应的淡水电导率是146mS/cm，TDS相应质量的浓度是72mg/L，不包括COD，有关出水的质量符合相关规定。

2、RO浓水TDS含量受到回收率影响的情况。

当进水的体积流量是900L/h、处于28℃温度时，分析了RO浓水TDS含量受到回收率影响的情况、回收率相应的压力改变状况。

为了让RO浓水可以尽可能与高盐水的水质相接近，需要最大的回收率是50%，相应的RO浓水TDS质量的浓度为16.5g/L。由表2获知，当压力提高时，回收率也会随之提升，在回收率处于50%的时候，相应的操作压力为2.2MPa。

结论：从该论文的阐述与分析中可知，深入探讨和分析电渗析和反渗透耦合深度处理制革高盐废水的方法十分必要，具有重要的意义。本文通过围绕电渗析和反渗透耦合深度处理制革高盐废水为核心内容，通过开展有关实验，分析了其具体的处理流程与方法：针对ED浓缩正交实验的分析说明、依靠臭氧催化氧化去除COD的方式、针对RO过程的合理分析。望该研究结果，能带给相关人员有效的帮助，推动我国制革行业废水处理技术的发展。（来源：新疆圣雄氯碱有限公司）