论文总字数：19676字

摘 要

运用石灰工艺耦合先进的无机膜和有机膜等工艺方法对某公司的冶金项目所产生的碱性废水进行废水深度处理。通过石灰沉淀、汽提吹托、膜净化、膜浓缩、深度除氟以及蒸发结晶等实验，确定了最佳的工艺条件，将冶金废水中的氟化物、硫化物以及氨氮等资源回收利用。即节约了工艺成本，实现了冶金废水的零排放。实验结果显示，碱性废水经过陶瓷膜和RO膜处理过后，出来的清液为清澈、透明液体，浓液根据浓缩倍数不同，会出现不同的颜色。经浓缩后的过滤清液和蒸发冷凝水COD＜60ppm，SO₄^2-＜250ppm，Cl^-＜250ppm，TDS＜1000ppm，达到循环水的回用指标。

关键词：碱性废水；双膜法；反渗透；超滤

Application of Membrane Integration Technology in Metallurgical Wastewater Treatment

Abstract

The use of lime process coupled with advanced inorganic membrane and organic membrane process methods for advanced wastewater treatment of alkaline wastewater produced by a company’s metallurgical project. Through experiments of Lime precipitation, stripping and blowing, membrane purification, membrane concentration, deep defluorination, and evaporation and crystallization, the best process conditions were determined, and resources such as fluoride, sulfide, and ammonia nitrogen in metallurgical wastewater were recycled. The process cost is saved, and the zero discharge of metallurgical wastewater is realized. The experimental results show that after alkaline wastewater is treated by ceramic and RO membrane, the clear liquid is clear and transparent. The liquid will have different colors according to the concentration ratio. The concentrated filtered clear liquid and evaporated condensed water COD is less than 60ppm, SO₄^2- is less than 250ppm, Cl^- is less than 250ppm, and TDS is less than 1000ppm, reaching the recycling index of circulating water.

Keywords: Alkaline wastewater; Double membrane method; Reverse osmosis; ultrafiltration

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1背景 1

1.1.1 冶金废水 1

1.1.2 膜集成技术 1

1.2 应用膜简介 2

1.2.1 超滤膜技术介绍 2

1.2.2 反渗透膜技术介绍 2

1.3 常见废水处理法 3

1.3.1 多级蒸发法 3

1.3.2 深度氧化法 3

1.3.3 化学沉淀法 3

1.3.4 微生物法 3

第二章 实验目的与背景 4

2.1 实验目的 4

2.2 实验背景 4

2.3 实验设备与膜元件 4

2.3.1 实验设备 4

2.3.2 实验所用膜元件 4

第三章 实验方案 5

3.1 碱性废水除氟氟硫酸根实验 6

3.1.1 氧化钙的投加量对除氟、除硫酸根的影响 6

3.1.2 氧化钙投放量的确定 6

3.1.3 不同反应时间对除氟除硫酸根的影响 7

3.2 混合处理零排放实验 7

3.2.1 石灰沉淀实验 7

3.2.2 氨氮汽提吹脱实验 7

3.2.3 陶瓷膜过滤实验 8

3.2.4 RO膜过滤实验 8

3.3 中和母液零排放实验 8

3.3.1 中和母液石灰沉淀实验 8

3.3.2 氨氮汽提吹脱实验 8

3.3.3 陶瓷膜过滤实验 8

3.3.4 RO膜过滤实验 9

3.4 蒸发结晶实验 9

第四章 实验分析及结果 10

4.1 碱性废水除氟除硫酸根实验数据及分析 11

4.1.1 氧化钙投加量对除氟除硫酸根的影响 11

4.1.2 氧化钙的投加量确定 11

4.1.3 不同反应时间对除氟除硫酸根的影响 12

4.1.4 实验小结 13

4.2 混合处理零排放实验数据及分析 13

4.2.1 石灰沉淀实验数据及分析 13

4.2.2 氨氮汽提吹脱实验数据及分析 13

4.2.3 陶瓷膜过滤实验数据及分析 14

4.2.4 RO膜过滤实验数据及分析 15

3.2.5 实验小结 16

4.3 中和母液零排放实验数据及分析 17

4.3.1 中和母液石灰沉淀实验数据及分析 17

4.3.2 陶瓷膜过滤实验数据及分析 17

4.3.3 RO膜过滤实验数据及分析 18

4.3.4 实验小结 19

4.4发结晶实验数据 20

第五章 实验总结 22

致谢 23

参考文献 24

第一章 绪论

1.1背景

工业技术的高速发展使其排放出的废水严重的危害到了人们的日常生活，加上人口数量不断的增加以及对水资源的需却不断增大，水资源的循环利用就显得尤为重要。在工业生产过程中会不断的生产出大量废水，废水中含有各种盐分和金属离子，这些物质不及时妥善处理会给环境带来污染，如含的排放会导致富营养化现象，据调查，含磷废水经过二级处理厂后其中的有机磷可占总磷的70%左右^[1]，利用纳滤和反渗透组合工艺处理含磷农药废水，能够很好的对含磷废水处理，且将处理后的废水回用，是一种有效、环境友好、绿色的处理方式^[2]。我国水资源总量大约3×10⁸m³，位居世界第六，但我国人口基数较大，人均占有量仅2710m³，不足世界人均水资源的25%，位居世界第88位^[3]，因此国内对工业废水的处理也更加重视，为了更好的处理工业废水，我国对工业废水处理工作要求不断增加，工业废水的处理量也在逐年增加。

1.1.1 冶金废水

冶金行业有多个生产环节，例如、冷却、冲渣、洗涤、焦炼等，生产过程中水的需求量会较高。冶金废水的主要特征是水量大，水质复杂，种类多^[4]。在冶金废水处理过程中，可以选择传统的废水处理工业，还有通过提高冶金生产技术的方法来降低废水排放量^[5]。

工业废水可以按照所含污染物的化学性质进行分类，也可以工业产品和加工对象进行分类，还可以按废水所含污染物的主要成分进行分类。其中冶金废水就是按照工业公司的产品或加工对象进行分类的。按照废水的来源和特点进行分类，主要有酸性废水、冷却水、冲渣废水、洗涤废水和在生产过程中凝结、分离或溢出的废水^[6]。

1.1.2 膜集成技术

膜集成技术是一种新型的分离技术，能够对废水进行有效的资源化利用，也能回收一些有用的物质，其特点有节能环保、无相变过程、设备简单、操作方便等特点，其在对废水处理应用的方向上有着广阔的发展前景。在2015年时，各行业膜市场占比情况如下^[7]：

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