肼类tuijinji作为我国运载火箭常用的液体tuijinji,随着我国航天事业的蓬勃发展,其用量大幅tisheng。tuijinji废水主要在tuijinji的生产和使用过程中产生,这类废水不仅水量大,毒性强,其中,偏二甲肼(UDMH)具有代表性,这是因为其属于剧毒物质,成分复杂,在氧化分解过程中会产生几十种中间产物,包括强致癌物亚硝基二jiaan,处理难度高,此类肼类tuijinji废水排放之前必须进行合理有效处理。
偏二甲肼废水处理方法中臭氧氧化技术为常用,这是因为臭氧一方面可直接攻击偏二甲肼,实现快速降解;另一方面可转化为以羟基自由基(·OH)为主的活性氧自由基,此自由基活性更高且对有机物无选择性,可将有机物彻底去除。但在实际应用中发现,广泛采用的鼓泡式或射流式曝气方式,臭氧的利用率只有45%~65%,直接影响处理效率,额外的臭氧尾气处理装置,增加处理成本。如何tisheng臭氧利用率,成为tisheng偏二甲肼废水处理效率的关键。
微纳气泡是一种微纳米级的气泡,由于气泡微小,其表现的特性与大气泡完全不同。例如:受表面张力的影响,气泡不仅上升过程直径减小,在水中湮灭,上升速度慢,水中停留时间长,这些特性有利于tisheng气体在溶液中的传质效率。M.TAKAHASHI等研究发现,微纳气泡气液界面会聚集离子,在气泡破裂时产生一定量的·OH,利于水处理的进行。臭氧与微纳气泡方式结合是一种新式的水处理技术,在多个水处理领域得到应用,但目前还未在偏二甲肼废水处理中应用。
笔者以臭氧微纳气泡为研究对象,从运行压力、停留时间、臭氧利用率等方面研究臭氧微纳气泡与传统大气泡区别,将臭氧微纳气泡技术用于偏二甲肼废水处理,通过降解率、COD和氨氮去除率等进行处理效率评价,并系统探究紫外、H2O2和臭氧催化剂等耦合方式对臭氧微纳气泡技术的强化措施,后,对各工艺的能耗进行评价。
考虑到盐分通过混凝沉淀等预处理工艺无法去除或降低,为防止盐分的循环累积,小部分烟气洗涤废水排至零排放系统。烟气洗涤废水由泵tisheng至管式膜(TMF)系统,本系统采用化学药剂软化+TMF膜过滤的软化处理工艺,流程大大缩短。经一次性加药反应后,通过TFM过滤分离可将钙、镁、钡、锶和二氧化硅这些无机致垢成分降至极低的程度,有效保护后续的回收单元,并大大tigao其回收率。管式膜(TMF)取代沉淀池做固液分离和向后端回收系统输送合格进水的双重功能。
管式膜(TMF)出水经泵tisheng至结晶蒸发系统,本工程采用机械再压缩蒸发技术(MVR),与多效强制循环蒸发(MED)技术相比,MVR技术占地面积更小、效率高,更适于作脱硫除尘废水零排放技术。本工程为了降低设备投资,将系统设计为两段蒸发,段降膜蒸发浓缩部分和第二段强制循环蒸发结晶部分,结晶分离器的物料经泵tisheng至稠厚器,增稠后的物料喂料给离心机,进行固液分离。
1.4 主要构筑物及设备参数
1.4.1 管式膜系统
原水池为地下式水池,内做防腐,保证高盐废水的停留时间不少于2小时,经泵tisheng至管式膜系统。废水流入反应槽,在反应槽内添加碱液,进行pH粗调,形成钙硬和镁硬等沉淀物,为防止水体中微生物的滋生,在夏季投加一定的次氯酸钠杀菌剂。废水流入第二反应槽,继续添加液碱,对pH进行精调,使除硬反应更加完全。经反应后的水及水体中的算悬浮物溢流到浓缩槽内,用循环泵输送到管式膜进行固液分离。大liuliang的废水在浓缩槽和管式膜之间循环,部分膜透过水送至过滤水槽储存,将pH回调到中性之后进入结晶系统。主要工艺设备如下:
(1)原水泵:2台,1用1备,Q=25m3/h,H=20m,N=15kW,过流材质衬氟。
(2)反应槽1:1座,材质FRP,V=12.7m3,配套一台搅拌机。
(3)反应槽2:1座,材质FRP,V=12.7m3,配套一台搅拌机。
(4)浓缩槽3:1座,材质FRP,V=30m3,配套一台搅拌机。
(5)循环泵:4台,3用1备,Q=125m3/h,H=45m,N=30kW,过流材质衬氟。
(6)管式膜(TMF):1套,膜型号为TUF-612,总共36支膜元件,设计通量158LMH,总膜面积153m3,膜孔径为0.05微米。分成4列,每列9只膜元件串联。各列可以完全独立的运行,反洗和化学清洗。
(7)过滤水槽:2台,材质HDPE,V=20m3。
(8)清洗设备:1套,含清洗水箱V=2m3,2台;清洗水泵1台,Q=20m3/h,H=25m,N=5.5kW。
(9)加药设备:主要是石灰加药设备、纯碱加药设备、盐酸加药设备、碱加药设备、氯化镁加药设备各1套。
1.4.2 污泥处理系统
管式膜产生一定量的污泥,这部分污泥、经过板框压滤机脱水之后,脱水泥饼外送处理,脱离水则回流到系统前端处理。主要工艺设备如下:
(1)污泥移送泵:1台,Q=4.5m3/h,H=25m,金属气动隔膜泵。
(2)污泥储槽:1座,材质FRP,V=5m3,配套一台搅拌机。
(3)污泥供给泵:2台,1用1备,Q=4m3/h,H=60m,金属气动隔膜泵。
(4)高压压滤机:1台,过滤面积60m2。
1.4.3 结晶蒸发系统
管式膜系统出水经泵tisheng至结晶蒸发系统,在本系统中废水经蒸馏水预热器换热升温后,泵送入降膜蒸发器内进行蒸发浓缩,降膜蒸发器由于其处理水量大、换热系数高的特点,适宜作为废水的前浓缩。经过浓缩后的料液用泵送至强制循环蒸发器内,强制循环蒸发器的特点是循环量大,不易结疤,不易堵管,非常适合结晶出盐。结晶之后的浆液由蒸发结晶器下部排出,通过出料泵送至稠厚器内增稠,增稠后的物料喂料给离心机,进行固液分离,达到废水零排放结晶除盐的作用。主要设备如下:
(1)进料泵:2台,1用1备,Q=35m3/h,H=30m,衬氟泵。
(2)降膜循环蒸发器:1台,换热面积约1240m2,壳程:316L;管程:钛2;管板:316L-钛2复合板;封头:316L-钛2复合板。
(3)降膜分离器:1台,直径:3200mm,内部设有旋流板除沫器+丝网除沫器(2507)。
(4)强制循环蒸发器:2台,换热面积:约625m2,壳程:316L;管程:钛2;管板:316L-钛2复合板;封头:316L-钛2复合板。
(5)结晶分离器:1台,直径:3000mm,材质2507。
(6)稠厚器:1台,直径:1900mm,材质2507,配搅拌机。
(7)离心式蒸汽压缩机:2台,质量liuliang:24000kg/h,材质2507,进口温度70℃,温升8℃。