氢氧化钾生产废水处理工艺分析

【摘要】KOH生产废水大多为阴、阳离子交换树脂塔在再生过程而生成的酸性废水。以某企业为例，研究KOH的生产废水处理的工艺。这项工艺是运用了先进的离子膜技术，就是把水资源和无机盐进行全面的分离，而淡水即循环水补充用水，浓缩水则应用于生产环节KCl的溶解，进而使水资源可以有效的进行循环利用。

【关键词】氢氧化钾；生产废水；处理；工艺

1常规处理技术

以某企业KOH生产废水膜处理工艺为基础进行研究，废水水质见表1所示。此企业采用常规膜处理工艺，工艺流程主要包括超滤系统、预处理系统、浓缩水后处理系统和膜浓缩系统等。预处理系统主要是除掉废水内的悬浮颗粒、胶体和有机物等等会影响到后续工艺的物质。因为废水水质的特点，预处理设施包括原水泵、废水均合池和氧化剂加药设备。超滤系统主要包括叠片式过滤装置、超滤产水箱、超滤设备、还原剂加药设备、增压装置和超滤反洗泵；而膜浓缩系统的主要作用是脱盐处理，包括高压泵、浓缩水增压泵、保安过滤设备、阻垢剂加药装置、一号反渗透设备和二号反渗透设备；浓缩水后处理系统主要作用是为了将膜分离后所产成的浓盐水与中水能够得到混合，达标后才能进行排放处理。

2改进KOH生产废水处理工艺

改进KOH的生产废水处理工艺主要有超滤系统、预处理系统和膜浓缩系统。在完成处理工艺的淡水就能当做循环水的补充用水了。浓缩水在生产流程中可以对KCl予以有效溶解。通过改进工艺处理的废水水质见表2。改进废水处理工艺后，缩减了运行费用，同时有效的控制了废物的排放，进而达到清洁生产的目的。

2.1对离子交换树脂再生技术的改进

常规处理工艺大多择取NaOH再生树脂技术，这从根本造成KOH生产废水中具有大量的可溶性的KCl和NaCl的混合物。改进工艺在树脂再生中运用的碱是KOH，在膜分离之后生成的浓缩水可用来溶解生产过程中的KCl，让K+能在系统之中循环，从而让纯水生产“不消耗碱”，从而有效防止浓缩水的污染问题，同时回收的淡水还能用做补充用水。

2.2科学的完善预处理方法

在改进工艺中，氧化剂加药系统要加KClO，而相对应的传统工艺要加NaClO，来清除污染膜上的菌类微生物和藻类微生物。还原剂加药系统加K2SO3•2H2O，相对应的传统工艺加入Na2SO3，来清除水中剩余的Cl，以防止水中剩余的Cl损坏反渗透膜。反渗透系统中加人阻垢剂——进口MDC756型复合阻垢剂，能防止反渗透浓水中的CaCO3、MgCO3、CaSO4等难溶盐浓缩析出结垢后堵塞反渗透膜损伤到膜元件。为把回收淡水当作循环水，可以选择膜浓缩当做主体工艺。而超滤系统可把预处理后的水进行处理后的操作，使膜系统进水的污染指数小于3，加长膜的清洗周期，也就能做到延长系统运行的目的。

2.3实施特殊工艺路线，控制能耗

反渗透设备是废水处理项目中的核心设备。预处理的产水会进到一号反渗透设备之中，之后再通过压力作用，绝大部分的水分子和微量离子能穿透过膜，再收集一段时间后就能作为循环水补充用水。水中的盐分、胶体和有机物等是不能透过膜的，这些物质留在浓缩水中，并在加压后进到二号反渗透设备之中，而清水则会回到超滤产水箱之中，因此浓缩水可以用来生产和溶解KCl。据了解废水中具有可溶性的KCl，其质量浓度是5~9g/L，浓缩10倍之后，质量浓度达到50~90g/L。如果仅仅使用反渗透工艺，为了能达到一样的浓缩那就要消耗更多的能源。实践表明，在超滤系统中加入纳滤设备，并使用超滤-纳滤-反渗透工艺，能满足浓缩10倍要求。

2.4调整控制BaCl2用量

纯水中的树脂再生与在二次盐水精制时的螯合树脂再生，被树脂所吸附的重金属在再生的时候都能进到浓缩水中，浓缩水就会成原料来溶解KCl。浓缩水中的重金属会一直累积在浓缩液之中，若在废水处理时没有及时的去除被带入的重金属，重金属会不断的积累，最终会直接导致重金属超标，产品因而出现不合格。在淡盐水中加入K2SO3•2H2O还原剂，可以除去游离Cl，但使系统含有SO42-。传统工艺中加入BaCl2以除去SO42-，改进工艺减少了BaCl2的用量，以使SO42-与重金属反应，另一些与BaCl2发生反应，出现沉淀后可再过滤去除，从而达到除去重金属的目的了。一个月的跟踪分析表明，改进后的工艺与原工艺相比，重金属的质量分数降低了8个百分点。

3运行效果分析

废水每天的处理量为300t，如果按照90%进行回收，替代去离子的水溶解KCl废水处理按3元/t计算，则每天就能节约810元。如果螯和树脂塔再生废酸废碱发生自身中和的话，那么每天就可回收到0.365t的KCl；如果纯水站阴阳离子交换树脂塔再生废酸废碱发生自身中和的话，那么每天就可回收到0.812t的KCl。如果KCl2900元/t，则每天节约3413元，废水回收利用与回收KCl一共就可以每天节省资金4223元。常规工艺每天产生废水300t，在集中处理达标之后才能排放。而改进后的工艺会在膜浓缩系统处理之后，每天再生的淡水大约为270t，而每天的浓缩水大约为30t。淡水可以循环利用，那么每天就能节约水资源270t；浓缩水则溶解KCl回收，达到清洁目的。

4结语

综上所述，常规工艺处理KOH废水，不但浪费水源，同时还会对环境造成一定程度的污染。而通过改进，会最大限度的控制排放废水，达到降低能耗的目的。改进过的离子交换树脂再生技术，能减少废水中的污染物。再经过深化预处理之后，能有效地加大离子膜的使用寿命。运用超滤、纳滤和反渗透技术，能明显地减少废水处理时的能耗问题，而清污分流则能控制住废水的排放量。

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