脱硫废水纳滤浓水回流辅助软化实验研究*

杨洋，余夏，毛霖，荆黎，秦福初

(国家电投集团远达环保工程有限公司重庆科技分公司，重庆 401122)

1 实验部分

图1 示范项目工艺流程图Fig.1 Process flow chart of demonstration project

1.1 模拟实验

取500 mL 1#反应箱产水加入到1 L烧杯中，利用磁力搅拌器连续搅拌。向装有1#反应箱产水的烧杯中分次加入一定量的纳滤浓水，每次加完纳滤浓水后充分搅拌半小时后取样，利用EDTA滴定法测定水样中的钙离子浓度，以分析不同纳滤浓水添加量对废水中钙离子的去除效果，实验结果如表1，图2所示。

表1 模拟实验结果Table 1 Results of simulation experiment

1.2 工程实验

在模拟实验的基础上，对实验结论进一步验证。具体实验方法为：在2#反应箱内加入1#反应箱产水约3.5 m3，然后通过纳滤浓水回水泵多次定量的回流纳滤浓水，通过观察箱内液位变化控制回流量。每次回流到指定流量后，充分搅拌0.5 h后取样分析水中的钙离子，实验结果如表2，图2所示。

图2 废水中钙离子浓度与纳滤浓水添加量的关系Fig.2 The relationship between calcium concentration and the amount of concentrated nanofiltration water

表2 工程实验结果Table 2 Results of engineering experiment

与模拟实验结果一致，排出测试误差等影响因素，纳滤浓水的加入可以有效去除水中部分钙离子，且随着纳滤浓水回流量增大，废水中的钙离子浓度逐渐降低。但随着添加比例超过一定值后，钙离子减小幅度变小，推测原因可能是受到硫酸钙过饱和影响。

2 结论与分析

模拟实验和工程实验证实了将富含硫酸根的纳滤浓水与原水混合可以有效降低原水中的钙离子浓度。其原理是钙离子与硫酸根反应生成了难溶的硫酸钙沉淀。随着纳滤浓水添加比例增大，废水中的钙离子浓度逐渐减小，但当添加比例到达一定数值时，废水中实际钙离子浓度与计算钙离子浓度差值减小，钙离子浓度降低效果逐渐减弱。其原因是随着添加比例增大，废水被稀释的倍数增大，钙离子浓度因稀释效应降低，钙离子与硫酸根反应减弱，离子积减小，此外硫酸钙的过饱和也可能导致沉淀效果降低[7-8]。本工程纳滤浓水的产量约为0.3～0.4 m3/h，零排放系统设计处理量为4 m3/h，因此可以计算出纳滤浓水回流比约为0.1，实验结果证实当回流比例为0.1时，碳酸钠理论加药量可减少8.3%～17.6%，有效降低了软化药剂的使用量。