高鹽廢水處理技術概述
來源:科(kē)柏盛環保 發布時間:2021-06-17
高鹽廢水處理是現階段(duàn)工業發展麵臨的重大環保問題。綜合利用是解決高鹽廢水瓶頸的重(chóng)要路徑。高鹽廢水回用技術的(de)應用是取得顯著經(jīng)濟效益、環境效益和社會(huì)效益(yì)的(de)重要保障。本文基於高鹽廢水處理現狀及研(yán)究進(jìn)展展開論述。
現階段,規模(mó)化處理高鹽廢水仍然存在處理效率低、運行成本高的特點,還存在很多需(xū)要突破和解決的關鍵技術問題。例如,采(cǎi)用正滲透法(fǎ)處(chù)理高鹽廢水時,正滲透膜和汲取液等核心問題(tí)仍未很好解決;如何提高反滲透處理的水量,如何延長膜件的使用(yòng)壽命,如何有效防止膜汙染(rǎn)等問題仍需函待解決。
一、高鹽廢水(shuǐ)簡介
高鹽廢(fèi)水(shuǐ)指來源於生活(huó)汙水和工業廢水的總含鹽量大於1%的排放廢水,含有較(jiào)高的如Cl-,SO42-,Na+,Ca2+等無機離子,也含有如甘油、中低(dī)碳鏈的有機物。由於其成分複雜多樣,鹽分(fèn)高,對微生物(wù)生長具有(yǒu)較強的抑製作用,因此該廢水處理技術難度遠比普通汙(wū)水處理要大得多。我國高鹽廢水產生數量在總廢水中達5%,每年仍以2%的速率增(zēng)長。因此,高鹽廢水(shuǐ)處理在汙水處理(lǐ)中有重要地位,是廢水處理研究的重點,也是難點(diǎn)。目前研究和常用的高鹽廢水方法有蒸發(fā)法(fǎ)、電解法(fǎ)、膜分離法、焚燒(shāo)法和生物法等。高鹽廢水是指以NaCl含量計算的總鹽的質量分數大於等於1%的(de)廢(fèi)水。這類廢水除了含(hán)有有機汙(wū)染物外,還含有鈣、鎂、鈉、氯和硫酸(suān)根等大量可溶性無機鹽離子,甚至含有放(fàng)射性物質。
高鹽廢水主要來源以下幾個途徑:(1)海水:通常來源(yuán)於沿海(hǎi)城市工業(yè)用水過(guò)程中的排水或冷卻循環水。(2)工業生(shēng)產:高鹽廢水主要來源印染(rǎn)、煉化、采油、製藥和(hé)製鹽(yán)等企業生產過程中產生的排水。(3)含鹽生活汙水:主要來源於海水(shuǐ)利用,將海水用於城市(shì)生活中的消防、衝灑道路、衝廁等不(bú)與人體直(zhí)接接觸的生活雜用水。(4)含鹽量高的地下(xià)水:有些地區的地下水中含(hán)鹽量較高,總溶解性固體含量大,例如內蒙古河套部分地區、河北平原部分淺層地下水出現微鹹水和鹹(xián)水。
二、高鹽廢(fèi)水處理技術應用現狀及(jí)優缺(quē)點分析
1、高效蒸發技術
高鹽水的高效蒸發技術(shù)一般是針對鹽分含量(liàng)在(zài)4萬mg/L以上的高鹽(yán)廢水,對於鹽含量在1%~4%的低濃度高(gāo)鹽水(shuǐ)來說,高效蒸發技(jì)術具體(tǐ)來說主要有:多(duō)效蒸發技術、機械(xiè)式(shì)蒸汽再壓縮技術。多效蒸發技術指的是同時使用多個串聯的蒸發(fā),熱的蒸汽依次(cì)通過幾(jǐ)個蒸(zhēng)發,前(qián)一個蒸發的熱蒸汽再進入後一個蒸發,逐級蒸發,有效利用熱源,達到高鹽廢(fèi)水除鹽的目的。
機械式蒸汽再壓縮技術簡稱MVR技(jì)術,是一種借助蒸汽壓縮機進行熱源有效利用的(de)工藝,通過蒸汽的再次壓縮獲得動力(lì),並不斷往複,以提高蒸汽的熱利用效率。高效蒸發的技術可以成功分離廢水中的鹽分和水分,然後再分別進行處理,是比較徹底的處理高鹽廢(fèi)水的方法,所以,目前這種技術在煤化工和醫藥、農藥行業都有比較廣泛的應用。但是對於鹽水中的有(yǒu)機汙染物含量過高的鹽水,蒸發過程中非常容易產生(shēng)泡沫造成衝料(liào),同時還可能影響(xiǎng)鹽的品質,導致(zhì)出鹽夾帶過多有機物,還需要繼續處(chù)理。
2、生物(wù)法(fǎ)脫鹽
此工藝主(zhǔ)要利用的微生物氧化分解有機物(wù)。微生物能處理吸附有害的有機(jī)汙染物,高鹽廢水通過它的降解後能夠轉化大量(liàng)的有機物為無(wú)機物,廢水(shuǐ)通過淨(jìng)化而再次應用於工業領域,此工藝方(fāng)法具有其他物理化學處理方法不同的優勢,環保且安全性更(gèng)強。微生(shēng)物種類多種多樣、麵對各種汙染廢水的環境能夠通過變異具有很強的適應性、且新陳代謝能力好,可(kě)以產生專一性的降解酶處理各類高(gāo)鹽廢水,潛力較大。如生物接觸氧化工藝有著抗毒(dú)、耐衝擊、微生物較為穩定、具有很強的容(róng)積負荷性(xìng)、能夠保持汙泥齡的優(yōu)勢,作為生物脫鹽技術來說十分常用。比(bǐ)常規的活(huó)性汙泥處理方法(fǎ)的水力停留時間更(gèng)短。
例:兩段式接觸氧(yǎng)化工藝可以把廢水的含無機鹽(yán)濃度降低(dī)到(dào)2.5*104mg/L以下,能達到95%的COD去(qù)除率(lǜ)。厭氧技術及其改(gǎi)良工(gōng)藝利用厭氧菌、硝化細菌、嗜鹽菌等微生物對高鹽廢水特(tè)殊的(de)環境適應性達到降低鹽分的作(zuò)用,他們(men)能在(zài)高(gāo)鹽的水域環(huán)境中維持體內的低水活度,從而達到降低高鹽廢水COD的目的。據資料了解,若泥齡為18日左右,嗜鹽菌在SBR反應容(róng)器中(zhōng)能夠達到95%的COD處理率,高於61%的氨氮處理率。但目前我(wǒ)國對此方法的工藝技術還不完善,技術熟練度不高,但生物法脫鹽的環保性(xìng),經(jīng)濟性將在未(wèi)來高(gāo)鹽(yán)廢水處理中擁有很好的(de)前景(jǐng)。
3、膜處理技術
膜蒸餾是一種新型的(de)水處理技(jì)術,其特點是無需加熱加壓,隻需要在常(cháng)溫常壓的條件下進行處理(lǐ),其過濾材(cái)料是疏水微孔膜。采用膜蒸餾(liú)技(jì)術進行水處理時,利用被處理液體中所包含的易揮(huī)發(fā)性物質所揮發形成的氣體,在處(chù)理膜兩側形成壓力差,並透過處理膜,*終實現篩(shāi)選分離的一種處(chù)理技術。
與傳統回收方法相比,該(gāi)方法(fǎ)操(cāo)作簡單(dān),一次(cì)性投資少,回收濃水的效率非(fēi)常高。孫(sūn)項城研(yán)究表明,膜蒸餾技術處理穩定,脫鹽率高達99%。聶瑩(yíng)瑩等選擇中壓反滲透、高壓反滲透和超高壓(yā)反滲透作(zuò)為高濃鹽水處理的核心工藝,並經美國陶氏ROSA軟件計算,確(què)定(dìng)了中壓反滲透、高壓反滲透和超高壓反滲透單(dān)元的結構(gòu)和膜元件類(lèi)型。*終確(què)定“調節(jiē)池(chí)+高效沉澱池+汽水反衝濾池(chí)+超濾+高壓反滲透+DTRO+蒸發結晶”的處理工藝。采用此係統處理後,*終可將高濃鹽水轉化(huà)為(wéi)回用水、汙泥和鹽泥,實現係統零排放,係統每噸水的處理(lǐ)成本為23.243元。美國(guó)哥倫比亞大學研發利用“反滲(shèn)透+膜蒸餾(MD)”技術對濃鹽水進行處理用以鹽的回收利用,該(gāi)方案現處於實驗研究階段,分別(bié)將NaCl溶液、合成海水、高鹽水通過該工藝組合,表(biǎo)現出很好的穩定性(xìng),相對於傳統技術而言,出鹽品質很好,水的回收率可達(dá)到90%以上。波蘭Marian Turek等人采用“電滲析(ED)+蒸發結晶”技術,該組合工藝相對(duì)於單一的蒸發濃縮(suō)和結晶,結晶出一噸鹽的電耗(hào)從970kW·h降至500kW·h,節能效果明顯,該處理係統在ED膜和蒸發結晶之前進行了預處理,投加氫氧化鈣,去除部分(fèn)硬度和矽,以利於(yú)ED膜更好的工作。
三、高鹽有機廢水未(wèi)來處理技術展望
高鹽有機廢(fèi)水處理(lǐ)主要存在物理化學法(fǎ)處理成本高,生物法占地麵積大等因素製(zhì)約(yuē),尤(yóu)其是含(hán)鹽量過高的高鹽廢水鹽度嚴重影響(xiǎng)了生物法在高鹽度廢水(shuǐ)處(chù)理中的應用。因此(cǐ)未來高鹽有機廢水(shuǐ)處理工藝研究,主要(yào)集中在高效快捷的高鹽有機廢(fèi)水處理的生(shēng)物反應器及其多種方法的組合(hé)工藝。機理研究主要集中(zhōng)在嗜鹽菌的降鹽機理和工(gōng)藝條件。
隨著人口的增長和社會經濟的發展,水的需求量(liàng)呈現(xiàn)急劇(jù)上升趨勢,然而,日益嚴重(chóng)的(de)水體汙(wū)染(rǎn),不斷惡化的水質,使(shǐ)可用的水資源日漸匱乏。*實施了一係列保護水資源的(de)法(fǎ)律法規,嚴(yán)格控製(zhì)汙水的排放,因此,尋找(zhǎo)更為經濟(jì)有效的汙水處理技術(shù)成為社會持(chí)續健康發展的一項亟待解決的問題。